CPU知识进阶篇——CPU架构及性能参数解析

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CPU是中央处理单元(Central Processing Unit)的缩写,它可以被简称做微处理器(Microprocessor),不过经常被人们直接称为处理器(processor)。CPU是计算机的核心,其重要性好比大脑对于人一样,因为它负责处理、运算计算机内部的所有数据。CPU的质量与性能直接决定了计算机的运行速率,今天小编就对CPU架构及性能参数进行解析,打造2010年CPU知识进阶篇。

想了解全部CPU架构及性能参数的用户,请查阅以下文章:

1.《2010年CPU知识进阶篇——CPU架构及性能参数解…

2.《2010年CPU知识进阶篇——CPU架构及性能参数解…

CPU架构及性能参数解析之一:

CPU知识进阶篇——CPU架构及性能参数解析_第1张图片

CPU架构:

CPU架构,目前没有一个权威和准确的定义,简单来说就是CPU核心的设计方案。目前CPU大致可以分为X86、IA64、RISC等多种架构,而个人电脑上的CPU架构,其实都是基于X86架构设计的,称为X86下的微架构,常常被简称为CPU架构。

 

更新CPU架构能有效地提高CPU的执行效率,但也需要投入巨大的研发成本,因此CPU厂商一般每2-3年才更新一次架构。近几年比较著名的X86微架构有Intel的Netburst(Pentium 4/Pentium D系列)、Core(Core 2系列)、Nehalem(Core i7/i5/i3系列),以及AMD的K8(Athlon 64系列)、K10(Phenom系列)、K10.5(Athlon II/Phenom II系列)。

 

自2006年发布Core 2系列后,Intel便以“Tick-Tock”钟摆模式更新CPU,简单来说就是第一年改进CPU工艺,第二年更新CPU微架构,这样交替进行。目前Intel正进行“Tick”阶段,即改进CPU的制造工艺,如最新的Westmere架构其实就是Nehalem架构的工艺改进版,下一代Sandy Bridge架构将是全新架构。AMD方面则没有一个固定的更新架构周期,从K7到K8再到K10,大概是3-4年更新一次。

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CPU制造工艺:

常说的CPU制作工艺是指生产CPU的技术水平,改进制作工艺,就是通过缩短CPU内部电路与电路之间的距离,使同一面积的晶圆上可实现更多功能或更强性能。制作工艺以纳米(nm)为单位,目前CPU主流的制作工艺是45nm和32nm。对于普通用户来说,更先进的制作工艺能带来更低的功耗和更好的超频潜力。

 

32位与64位CPU:

2003年AMD发布第一款X86的64位CPU,开创民用64位先河,32/64位指的是CPU位宽,更大的CPU位宽有两个好处:一次能处理更大范围的数据运算和支持更大容量的内存。对于前者,普通用户暂时没法体验到其优势,但对于后者,很多用户都碰到过,一般情况下32位CPU只支持4GB以内的内存,更大容量的内存无法在系统识别(服务器级除外)。于是就有了64位CPU,然后就有了64位操作系统与软件。

 

目前所有主流CPU均支持X86-64技术,但要发挥其64位优势,必须搭配64位操作系统和64位软件。遗憾的是目前主流的软件和游戏均是基于32位开发的,采用64位系统难免会有一些兼容性问题,而直接采用64位开发的风险较高,这也是64位在过去7年一直不能普及的原因,但未来64位一定会取代32位成为主流的。

 

以上就是第一部分的CPU架构及性能参数介绍,相信大家对该部分的CPU架构及性能参数都有了一定的了解,明天小编将继续介绍其它的CPU架构及性能参数,需要了解的用户请继续关注寻息网。

昨天小编将第一部分的CPU架构及性能参数介绍完成,相信大家都有了一定的了解。CPU是中央处理单元(Central Processing Unit)的缩写,它可以被简称做微处理器(Microprocessor),不过经常被人们直接称为处理器(processor)。CPU是计算机的核心,其重要性好比大脑对于人一样,因为它负责处理、运算计算机内部的所有数据。CPU的质量与性能直接决定了计算机的运行速率,今天小编继续对第二部分的CPU架构及性能参数进行解析,打造2010年CPU知识进阶篇。

想了解全部CPU架构及性能参数的用户,请查阅以下文章:

1.《2010年CPU知识进阶篇——CPU架构及性能参数解…

2.《2010年CPU知识进阶篇——CPU架构及性能参数解…

CPU架构及性能参数解析之二:
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主频、倍频、外频、超频:
CPU主频,就是CPU运算时的工作频率,在单核时代它是决定CPU性能的最重要指标,一般以MHz和GHz为单位,如Phenom II X4 965主频是3.4GHz。说到CPU主频,就不得不提外频和倍频,由于CPU发展速度远远超出内存、硬盘等配件的速度,于是便提出外频和倍频的概念,它们的关系是:主频=外频x倍频。而常说的超频,就是通过手动提高外频或倍频来提高主频。
 
核心数、线程数:
虽然提高频率能有效提高CPU性能,但受限于制作工艺等物理因素,早在2004年,提高频率便遇到了瓶颈,于是Intel/AMD只能另辟途径来提升CPU性能,双核、多核CPU便应运而生。目前主流CPU有双核、三核和四核,六核也将在今年发布。
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其实增加核心数目就是为了增加线程数,因为操作系统是通过线程来执行任务的,一般情况下它们是1:1对应关系,也就是说四核CPU一般拥有四个线程。但Intel引入超线程技术后,使核心数与线程数形成1:2的关系,如四核Core i7支持八线程(或叫作八个逻辑核心),大幅提升了其多任务、多线程性能。关于超线程技术,后面将有详细介绍。
 
缓存:
缓存,Cache,它也是决定CPU性能的重要指标之一。为什么要引入缓存?在解释之前必须先了解程序的执行过程,首先从硬盘执行程序,存放到内存,再给CPU运算与执行。由于内存和硬盘的速度相比CPU实在慢太多了,每执行一个程序CPU都要等待内存和硬盘,引入缓存技术便是为了解决此矛盾,缓存与CPU速度一致,CPU从缓存读取数据比CPU在内存上读取快得多,从而提升系统性能。当然,由于CPU芯片面积和成本等原因,缓存都很小。目前主流级CPU都有一级和二级缓存,高端的甚至有三级缓存。
 
以上就是第二部分的CPU架构及性能参数介绍,相信大家对这部分的CPU架构及性能参数都有了一定的了解,未来的CPU将会怎样发展,大家一起期待吧。

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