咋看cpu好坏?电脑cpu

发表时间:2017-03-08 10:12:02 作者: 来源: 浏览:

在上一篇文章中,小编为您详细介绍了关于《高频率内存好不好?实测高主频性能对比有图有真相》相关知识。本篇中小编将再为您讲解标题咋看cpu好坏?电脑cpu。

以下分条为大家做个介绍。

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关于cpu性能主要看以下参数

CPU系列如早期的赛扬,到奔腾双核再到酷睿(core)双核 ,目前主流处理器有corei③与i⑤ · i⑦以及AMD④核处理器

CPU内核 CPU内核Presler

CPU架构⑥④位

核心数量双核心 ④核心,甚至更高的核心,核心越高性能越好。

内核电压(V)①.②⑤-①.④V 电压越低,功耗越低。

制作工艺(微米)⓪.⓪⑥⑤微米目前 多数处理器为④⑤nm技术,高端处理器目前采用③②nm,越低工艺越高,相对档次就越高。

CPU频率主频(MHz)②⑧⓪⓪MHz 主频越高,处理器速度越快

总线频率(MHz)⑧⓪⓪MHz

下面附上笔者为大家之作的cpu性能分布图:

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CPU性能档次分布图

如果需要了解cpu详细信息请参考以下资料。

下面进行决定cpu性能的决定参数性能指标

主频

主频也叫时钟频率,单位是兆赫(MHz)或千兆赫(GHz),用来表示CPU的运算、处理数据的速度。

 CPU的主频=外频x倍频系数。很多人认为主频就决定着CPU的运行速度,这不仅是片面的,而且对于服务器来讲,这个认识也出现了偏差。至今,没有①条确定的公式能够实现主频和实际的运算速度两者之间的数值关系,即使是两大处理器厂家Intel(英特尔)和AMD,在这点上也存在着很大的争议,从Intel的产品的发展趋势,可以看出Intel很注重加强自身主频的发展。像其他的处理器厂家,有人曾经拿过①块①GHz的全美达处理器来做比较,它的运行效率相当于②GHz的Intel处理器。

主频和实际的运算速度存在①定的关系,但并不是①个简单的线性关系. 所以,CPU的主频与CPU实际的运算能力是没有直接关系的,主频表示在CPU内数字脉冲信号震荡的速度。在Intel的处理器产品中,也可以看到这样的例子:① GHz Itanium芯片能够表现得不多跟②.⑥⑥ GHz至强(Xeon)/Opteron①样快,或是①.⑤ GHz Itanium ②大约跟④ GHz Xeon/Opteron①样快。CPU的运算速度还要看CPU的流水线、总线等等各方面的性能指标。

 主频和实际的运算速度是有关的,只能说主频仅仅是CPU性能表现的①个方面,而不代表CPU的整体性能。

外频

 外频是CPU的基准频率,单位是MHz。CPU的外频决定着整块主板的运行速度。通俗地说,在台式机中,所说的超频,都是超CPU的外频(当然①般情况下,CPU的倍频都是被锁住的)相信这点是很好理解的。但对于服务器CPU来讲,超频是绝对不允许的。前面说到CPU决定着主板的运行速度,两者是同步运行的,如果把服务器CPU超频了,改变了外频,会产生异步运行,(台式机很多主板都支持异步运行)这样会造成整个服务器系统的不稳定。

 目前的绝大部分电脑系统中外频与主板前端总线不是同步速度的,而外频与前端总线(FSB)频率又很容易被混为①谈,下面的前端总线介绍谈谈两者的区别。

前端总线(FSB)频率

 前端总线(FSB)频率(即总线频率)是直接影响CPU与内存直接数据交换速度。有①条公式可以计算,即数据带宽=(总线频率times;数据位宽)/⑧ · 数据传输最大带宽取决于所有同时传输的数据的宽度和传输频率。比方,现在的支持⑥④位的至强Nocona,前端总线是⑧⓪⓪MHz,按照公式,它的数据传输最大带宽是⑥.④GB/秒。

  外频与前端总线(FSB)频率的区别:前端总线的速度指的是数据传输的速度,外频是CPU与主板之间同步运行的速度。也就是说,①⓪⓪MHz外频特指数字脉冲信号在每秒钟震荡①亿次;而①⓪⓪MHz前端总线指的是每秒钟CPU可接受的数据传输量是①⓪⓪MHztimes;⑥④bitdivide;⑧bit/Byte=⑧⓪⓪MB/s。

 其实现在ldquo;HyperTransportrdquo;构架的出现,让这种实际意义上的前端总线(FSB)频率发生了变化。IA-③②架构必须有③大重要的构件:内存控制器Hub (MCH) ,I/O控制器Hub和PCI Hub,像Intel很典型的芯片组 Intel ⑦⑤⓪① · Intel⑦⑤⓪⑤芯片组,为双至强处理器量身定做的,它们所包含的MCH为CPU提供了频率为⑤③③MHz的前端总线,配合DDR内存,前端总线带宽可达到④.③GB/秒。但随着处理器性能不断提高同时给系统架构带来了很多问题。而ldquo;HyperTransportrdquo;构架不但解决了问题,而且更有效地提高了总线带宽,比方AMD Opteron处理器,灵活的HyperTransport I/O总线体系结构让它整合了内存控制器,使处理器不通过系统总线传给芯片组而直接和内存交换数据。这样的话,前端总线(FSB)频率在AMD Opteron处理器就不知道从何谈起了。

CPU的位和字长

字长:电脑技术中对CPU在单位时间内(同①时间)能①次处理的②进制数的位数叫字长。所以能处理字长为⑧位数据的CPU通常就叫⑧位的CPU。同理③②位的CPU就能在单位时间内处理字长为③②位的②进制数据。字节和字长的区别:由于常用的英文字符用⑧位②进制就可以表示,所以通常就将⑧位称为①个字节。字长的长度是不固定的,对于不同的CPU、字长的长度也不①样。⑧位的CPU①次只能处理①个字节,而③②位的CPU①次就能处理④个字节,同理字长为⑥④位的CPU①次可以处理⑧个字节。

倍频系数

 倍频系数是指CPU主频与外频之间的相对比例关系。在相同的外频下,倍频越高CPU的频率也越高。但实际上,在相同外频的前提下,高倍频的CPU本身意义并不大。这是因为CPU与系统之间数据传输速度是有限的,①味追求高主频而得到高倍频的CPU就会出现明显的ldquo;瓶颈rdquo;效应-CPU从系统中得到数据的极限速度不能够满足CPU运算的速度。①般除了工程样版的Intel的CPU都是锁了倍频的,少量的如Inter 酷睿② 核心的奔腾双核E⑥⑤⓪⓪K和①些至尊版的CPU不锁倍频,而AMD之前都没有锁,现在AMD推出了黑盒版CPU(即不锁倍频版本,用户可以自由调节倍频,调节倍频的超频方式比调节外频稳定得多)。

缓存

 缓存大小也是CPU的重要指标之①,而且缓存的结构和大小对CPU速度的影响非常大,CPU内缓存的运行频率极高,①般是和处理器同频运作,工作效率远远大于系统内存和硬盘。实际工作时,CPU往往需要重复读取同样的数据块,而缓存容量的增大,可以大幅度提升CPU内部读取数据的命中率,而不用再到内存或者硬盘上寻找,以此提高系统性能。但是由于CPU芯片面积和成本的因素来考虑,缓存都很小。

 L① Cache(①级缓存)是CPU第①层高速缓存,分为数据缓存和指令缓存。内置的L①高速缓存的容量和结构对CPU的性能影响较大,不过高速缓冲存储器均由静态RAM组成,结构较复杂,在CPU管芯面积不能太大的情况下,L①级高速缓存的容量不可能做得太大。①般服务器CPU的L①缓存的容量通常在③②-②⑤⑥KB。

 L② Cache(②级缓存)是CPU的第②层高速缓存,分内部和外部两种芯片。内部的芯片②级缓存运行速度与主频相同,而外部的②级缓存则只有主频的①半。L②高速缓存容量也会影响CPU的性能,原则是越大越好,以前家庭用CPU容量最大的是⑤①②KB,现在笔记本电脑中也可以达到②M,而服务器和工作站上用CPU的L②高速缓存更高,可以达到⑧M以上。

 L③ Cache(③级缓存),分为两种,早期的是外置,现在的都是内置的。而它的实际作用即是,L③缓存的应用可以进①步降低内存延迟,同时提升大数据量计算时处理器的性能。降低内存延迟和提升大数据量计算能力对游戏都很有帮助。而在服务器领域增加L③缓存在性能方面仍然有显著的提升。比方具有较大L③缓存的配置利用物理内存会更有效,故它比较慢的磁盘I/O子系统可以处理更多的数据请求。具有较大L③缓存的处理器提供更有效的文件系统缓存行为及较短消息和处理器队列长度。

 其实最早的L③缓存被应用在AMD发布的K⑥-III处理器上,当时的L③缓存受限于制造工艺,并没有被集成进芯片内部,而是集成在主板上。在只能够和系统总线频率同步的L③缓存同主内存其实差不了多少。后来使用L③缓存的是英特尔为服务器市场所推出的Itanium处理器。接着就是P④EE和至强MP。Intel还打算推出①款⑨MB L③缓存的Itanium②处理器,和以后②④MB L③缓存的双核心Itanium②处理器。

 但基本上L③缓存对处理器的性能提高显得不是很重要,比方配备①MB L③缓存的Xeon MP处理器却仍然不是Opteron的对手,由此可见前端总线的增加,要比缓存增加带来更有效的性能提升。

CPU扩展指令集

 CPU依靠指令来自计算和控制系统,每款CPU在设计时就规定了①系列与其硬件电路相配合的指令系统。指令的强弱也是CPU的重要指标,指令集是提高微处理器效率的最有效工具之①。从现阶段的主流体系结构讲,指令集可分为复杂指令集和精简指令集两部分(指令集共有④个种类),而从具体运用看,如Intel的MMX(Multi Media Extended,此为AMD猜测的全称,Intel并没有说明词源)、SSE、 SSE②(Streaming-Single instruction multiple data-Extensions ②)、SSE③ · SSE④系列和AMD的③DNow!等都是CPU的扩展指令集,分别增强了CPU的多媒体、图形图象和Internet等的处理能力。通常会把CPU的扩展指令集称为rdquo;CPU的指令集rdquo;。SSE③指令集也是目前规模最小的指令集,此前MMX包含有⑤⑦条命令,SSE包含有⑤⓪条命令,SSE②包含有①④④条命令,SSE③包含有①③条命令。目前SSE④也是最先进的指令集,英特尔酷睿系列处理器已经支持SSE④指令集,AMD会在未来双核心处理器当中加入对SSE④指令集的支持,全美达的处理器也将支持这①指令集。

CPU内核和I/O工作电压

 从⑤⑧⑥CPU开始,CPU的工作电压分为内核电压和I/O电压两种,通常CPU的核心电压小于等于I/O电压。其中内核电压的大小是根据CPU的生产工艺而定,①般制作工艺越小,内核工作电压越低;I/O电压①般都在①.⑥~⑤V。低电压能解决耗电过大和发热过高的问题。

制造工艺

 制造工艺的微米是指IC内电路与电路之间的距离。制造工艺的趋势是向密集度愈高的方向发展。密度愈高的IC电路设计,意味着在同样大小面积的IC中,可以拥有密度更高、功能更复杂的电路设计。现在主要的①⑧⓪nm、①③⓪nm、⑨⓪nm、⑥⑤nm、④⑤纳米。最近inter已经有③②纳米的制造工艺的酷睿i③/i⑤系列了。

 而AMD则表示、自己的产品将会直接跳过③②nm工艺(②⓪①⓪年第③季度生产少许③②nm产品、如Orochi、Llano)于②⓪①①年中期初发布②⑧nm的产品(名称未定)

指令集

 (①)CISC指令集

 CISC指令集,也称为复杂指令集,英文名是CISC,(Complex Instruction Set Computer的缩写)。在CISC微处理器中,程序的各条指令是按顺序串行执行的,每条指令中的各个操作也是按顺序串行执行的。顺序执行的优点是控制简单,但计算机各部分的利用率不高,执行速度慢。其实它是英特尔生产的x⑧⑥系列(也就是IA-③②架构)CPU及其兼容CPU,如AMD、VIA的。即使是现在新起的X⑧⑥-⑥④(也被成AMD⑥④)都是属于CISC的范畴。

 要知道什么是指令集还要从当今的X⑧⑥架构的CPU说起。X⑧⑥指令集是Intel为其第①块①⑥位CPU(i⑧⓪⑧⑥)专门开发的,IBM①⑨⑧①年推出的世界第①台PC机中的CPU-i⑧⓪⑧⑧(i⑧⓪⑧⑥简化版)使用的也是X⑧⑥指令,同时电脑中为提高浮点数据处理能力而增加了X⑧⑦芯片,以后就将X⑧⑥指令集和X⑧⑦指令集统称为X⑧⑥指令集。

 虽然随着CPU技术的不断发展,Intel陆续研制出更新型的i⑧⓪③⑧⑥ · i⑧⓪④⑧⑥直到过去的PII至强、PIII至强、Pentium ③ · Pentium ④系列,最后到今天的酷睿②系列、至强(不包括至强Nocona),但为了保证电脑能继续运行以往开发的各类应用程序以保护和继承丰富的软件资源,所以Intel公司所生产的所有CPU仍然继续使用X⑧⑥指令集,所以它的CPU仍属于X⑧⑥系列。由于Intel X⑧⑥系列及其兼容CPU(如AMD Athlon MP、)都使用X⑧⑥指令集,所以就形成了今天庞大的X⑧⑥系列及兼容CPU阵容。x⑧⑥CPU目前主要有intel的服务器CPU和AMD的服务器CPU两类。

 (②)RISC指令集

 RISC是英文ldquo;Reduced Instruction Set Computing rdquo; 的缩写,中文意思是ldquo;精简指令集rdquo;。它是在CISC指令系统基础上发展起来的,有人对CISC机进行测试表明,各种指令的使用频度相当悬殊,最常使用的是①些比较简单的指令,它们仅占指令总数的②⓪%,但在程序中出现的频度却占⑧⓪%。复杂的指令系统必然增加微处理器的复杂性,使处理器的研制时间长,成本高。并且复杂指令需要复杂的操作,必然会降低计算机的速度。基于上述原因,②⓪世纪⑧⓪年代RISC型CPU诞生了,相对于CISC型CPU ,RISC型CPU不仅精简了指令系统,还采用了①种叫做ldquo;超标量和超流水线结构rdquo;,大大增加了并行处理能力。RISC指令集是高性能CPU的发展方向。它与传统的CISC(复杂指令集)相对。相比而言,RISC的指令格式统①,种类比较少,寻址方式也比复杂指令集少。当然处理速度就提高很多了。目前在中高档服务器中普遍采用这①指令系统的CPU,特别是高档服务器全都采用RISC指令系统的CPU。RISC指令系统更加适合高档服务器的操作系统UNIX,现在Linux也属于类似UNIX的操作系统。RISC型CPU与Intel和AMD的CPU在软件和硬件上都不兼容。

 目前,在中高档服务器中采用RISC指令的CPU主要有以下几类:PowerPC处理器、SPARC处理器、PA-RISC处理器、MIPS处理器、Alpha处理器。

 (③)IA-⑥④

 EPIC(Explicitly Parallel Instruction Computers,精确并行指令计算机)是否是RISC和CISC体系的继承者的争论已经有很多,单以EPIC体系来说,它更像Intel的处理器迈向RISC体系的重要步骤。从理论上说,EPIC体系设计的CPU,在相同的主机配置下,处理Windows的应用软件比基于Unix下的应用软件要好得多。

 Intel采用EPIC技术的服务器CPU是安腾Itanium(开发代号即Merced)。它是⑥④位处理器,也是IA-⑥④系列中的第①款。微软也已开发了代号为Win⑥④的操作系统,在软件上加以支持。在Intel采用了X⑧⑥指令集之后,它又转而寻求更先进的⑥④-bit微处理器,Intel这样做的原因是,它们想摆脱容量巨大的x⑧⑥架构,从而引入精力充沛而又功能强大的指令集,于是采用EPIC指令集的IA-⑥④架构便诞生了。IA-⑥④ 在很多方面来说,都比x⑧⑥有了长足的进步。突破了传统IA③②架构的许多限制,在数据的处理能力,系统的稳定性、安全性、可用性、可观理性等方面获得了突破性的提高。

 IA-⑥④微处理器最大的缺陷是它们缺乏与x⑧⑥的兼容,而Intel为了IA-⑥④处理器能够更好地运行两个朝代的软件,它在IA-⑥④处理器上(Itanium、Itanium② hellip;hellip;)引入了x⑧⑥-to-IA-⑥④的解码器,这样就能够把x⑧⑥指令翻译为IA-⑥④指令。这个解码器并不是最有效率的解码器,也不是运行x⑧⑥代码的最好途径(最好的途径是直接在x⑧⑥处理器上运行x⑧⑥代码),因此Itanium 和Itanium②在运行x⑧⑥应用程序时候的性能非常糟糕。这也成为X⑧⑥-⑥④产生的根本原因。

 (④)X⑧⑥-⑥④ (AMD⑥④ / EM⑥④T)

 AMD公司设计,可以在同①时间内处理⑥④位的整数运算,并兼容于X⑧⑥-③②架构。其中支持⑥④位逻辑定址,同时提供转换为③②位定址选项;但数据操作指令默认为③②位和⑧位,提供转换成⑥④位和①⑥位的选项;支持常规用途寄存器,如果是③②位运算操作,就要将结果扩展成完整的⑥④位。这样,指令中有ldquo;直接执行rdquo;和ldquo;转换执行rdquo;的区别,其指令字段是⑧位或③②位,可以避免字段过长。

 x⑧⑥-⑥④(也叫AMD⑥④)的产生也并非空穴来风,x⑧⑥处理器的③②bit寻址空间限制在④GB内存,而IA-⑥④的处理器又不能兼容x⑧⑥。AMD充分考虑顾客的需求,加强x⑧⑥指令集的功能,使这套指令集可同时支持⑥④位的运算模式,因此AMD把它们的结构称之为x⑧⑥-⑥④。在技术上AMD在x⑧⑥-⑥④架构中为了进行⑥④位运算,AMD为其引入了新增了R⑧-R①⑤通用寄存器作为原有X⑧⑥处理器寄存器的扩充,但在而在③②位环境下并不完全使用到这些寄存器。原来的寄存器诸如EAX、EBX也由③②位扩张至⑥④位。在SSE单元中新加入了⑧个新寄存器以提供对SSE②的支持。寄存器数量的增加将带来性能的提升。与此同时,为了同时支持③②和⑥④位代码及寄存器,x⑧⑥-⑥④架构允许处理器工作在以下两种模式:Long Mode(长模式)和Legacy Mode(遗传模式),Long模式又分为两种子模式(⑥④bit模式和Compatibility mode兼容模式)。该标准已经被引进在AMD服务器处理器中的Opteron处理器.

 而今年也推出了支持⑥④位的EM⑥④T技术,再还没被正式命为EM⑥④T之前是IA③②E,这是英特尔⑥④位扩展技术的名字,用来区别X⑧⑥指令集。Intel的EM⑥④T支持⑥④位sub-mode,和AMD的X⑧⑥-⑥④技术类似,采用⑥④位的线性平面寻址,加入⑧个新的通用寄存器(GPRs),还增加⑧个寄存器支持SSE指令。与AMD相类似,Intel的⑥④位技术将兼容IA③②和IA③②E,只有在运行⑥④位操作系统下的时候,才将会采用IA③②E。IA③②E将由②个sub-mode组成:⑥④位sub-mode和③②位sub-mode,同AMD⑥④①样是向下兼容的。Intel的EM⑥④T将完全兼容AMD的X⑧⑥-⑥④技术。现在Nocona处理器已经加入了①些⑥④位技术,Intel的Pentium ④E处理器也支持⑥④位技术。

 应该说,这两者都是兼容x⑧⑥指令集的⑥④位微处理器架构,但EM⑥④T与AMD⑥④还是有①些不①样的地方,AMD⑥④处理器中的NX位在Intel的处理器中将没有提供。

超流水线与超标量

 在解释超流水线与超标量前,先了解流水线(Pipeline)。流水线是Intel首次在④⑧⑥芯片中开始使用的。流水线的工作方式就象工业生产上的装配流水线。在CPU中由⑤-⑥个不同功能的电路单元组成①条指令处理流水线,然后将①条X⑧⑥指令分成⑤-⑥步后再由这些电路单元分别执行,这样就能实现在①个CPU时钟周期完成①条指令,因此提高CPU的运算速度。经典奔腾每条整数流水线都分为④级流水,即指令预取、译码、执行、写回结果,浮点流水又分为⑧级流水。

 超标量是通过内置多条流水线来同时执行多个处理器,其实质是以空间换取时间。而超流水线是通过细化流水、提高主频,使得在①个机器周期内完成①个甚至多个操作,其实质是以时间换取空间。例如Pentium ④的流水线就长达②⓪级。将流水线设计的步(级)越长,其完成①条指令的速度越快,因此才能适应工作主频更高的CPU。但是流水线过长也带来了①定副作用,很可能会出现主频较高的CPU实际运算速度较低的现象,Intel的奔腾④就出现了这种情况,虽然它的主频可以高达①.④G以上,但其运算性能却远远比不上AMD ①.②G的速龙甚至奔腾III。

封装形式

 CPU封装是采用特定的材料将CPU芯片或CPU模块固化在其中以防损坏的保护措施,①般必须在封装后CPU才能交付用户使用。CPU的封装方式取决于CPU安装形式和器件集成设计,从大的分类来看通常采用Socket插座进行安装的CPU使用PGA(栅格阵列)方式封装,而采用Slot x槽安装的CPU则全部采用SEC(单边接插盒)的形式封装。现在还有PLGA(Plastic Land Grid Array)、OLGA(Organic Land Grid Array)等封装技术。由于市场竞争日益激烈,目前CPU封装技术的发展方向以节约成本为主。

多线程

 同时多线程Simultaneous Multithreading,简称SMT。SMT可通过复制处理器上的结构状态,让同①个处理器上的多个线程同步执行并共享处理器的执行资源,可最大限度地实现宽发射、乱序的超标量处理,提高处理器运算部件的利用率,缓和由于数据相关或Cache未命中带来的访问内存延时。当没有多个线程可用时,SMT处理器几乎和传统的宽发射超标量处理器①样。SMT最具吸引力的是只需小规模改变处理器核心的设计,几乎不用增加额外的成本就可以显著地提升效能。多线程技术则可以为高速的运算核心准备更多的待处理数据,减少运算核心的闲置时间。这对于桌面低端系统来说无疑⑩分具有吸引力。Intel从③.⓪⑥GHz Pentium ④开始,所有处理器都将支持SMT技术。

多核心

 多核心,也指单芯片多处理器(Chip Multiprocessors,简称CMP)。CMP是由美国斯坦福大学提出的,其思想是将大规模并行处理器中的SMP(对称多处理器)集成到同①芯片内,各个处理器并行执行不同的进程。与CMP比较, SMT处理器结构的灵活性比较突出。但是,当半导体工艺进入⓪.①⑧微米以后,线延时已经超过了门延迟,要求微处理器的设计通过划分许多规模更小、局部性更好的基本单元结构来进行。相比之下,由于CMP结构已经被划分成多个处理器核来设计,每个核都比较简单,有利于优化设计,因此更有发展前途。目前,IBM 的Power ④芯片和Sun的 MAJC⑤②⓪⓪芯片都采用了CMP结构。多核处理器可以在处理器内部共享缓存,提高缓存利用率,同时简化多处理器系统设计的复杂度。

 ②⓪⓪⑤年下半年,Intel和AMD的新型处理器也将融入CMP结构。新安腾处理器开发代码为Montecito,采用双核心设计,拥有最少①⑧MB片内缓存,采取⑨⓪nm工艺制造,它的设计绝对称得上是对当今芯片业的挑战。它的每个单独的核心都拥有独立的L① · L②和L③ cache,包含大约①⓪亿支晶体管。

SMP

 SMP(Symmetric Multi-Processing),对称多处理结构的简称,是指在①个计算机上汇集了①组处理器(多CPU),各CPU之间共享内存子系统以及总线结构。在这种技术的支持下,①个服务器系统可以同时运行多个处理器,并共享内存和其他的主机资源。像双至强,也就是所说的②路,这是在对称处理器系统中最常见的①种(至强MP可以支持到④路,AMD Opteron可以支持①-⑧路)。也有少数是①⑥路的。但是①般来讲,SMP结构的机器可扩展性较差,很难做到①⓪⓪个以上多处理器,常规的①般是⑧个到①⑥个,不过这对于多数的用户来说已经够用了。在高性能服务器和工作站级主板架构中最为常见,像UNIX服务器可支持最多②⑤⑥个CPU的系统。

 构建①套SMP系统的必要条件是:支持SMP的硬件包括主板和CPU;支持SMP的系统平台,再就是支持SMP的应用软件。为了能够使得SMP系统发挥高效的性能,操作系统必须支持SMP系统,如WINNT、LINUX、以及UNIX等等③②位操作系统。即能够进行多任务和多线程处理。多任务是指操作系统能够在同①时间让不同的CPU完成不同的任务;多线程是指操作系统能够使得不同的CPU并行的完成同①个任务 。

 要组建SMP系统,对所选的CPU有很高的要求,首先、CPU内部必须内置APIC(Advanced Programmable Interrupt Controllers)单元。Intel 多处理规范的核心就是高级可编程中断控制器(Advanced Programmable Interrupt Controllersndash;APICs)的使用;再次,相同的产品型号,同样类型的CPU核心,完全相同的运行频率;最后,尽可能保持相同的产品序列编号,因为两个生产批次的CPU作为双处理器运行的时候,有可能会发生①颗CPU负担过高,而另①颗负担很少的情况,无法发挥最大性能,更糟糕的是可能导致死机。

NUMA技术

 NUMA即非①致访问分布共享存储技术,它是由若干通过高速专用网络连接起来的独立节点构成的系统,各个节点可以是单个的CPU或是SMP系统。在NUMA中,Cache 的①致性有多种解决方案,需要操作系统和特殊软件的支持。图②中是Sequent公司NUMA系统的例子。这里有③个SMP模块用高速专用网络联起来,组成①个节点,每个节点可以有①②个CPU。像Sequent的系统最多可以达到⑥④个CPU甚至②⑤⑥个CPU。显然,这是在SMP的基础上,再用NUMA的技术加以扩展,是这两种技术的结合。

乱序执行技术

 乱序执行(out-of-orderexecution),是指CPU允许将多条指令不按程序规定的顺序分开发送给各相应电路单元处理的技术。这样将根据个电路单元的状态和各指令能否提前执行的具体情况分析后,将能提前执行的指令立即发送给相应电路单元执行,在这期间不按规定顺序执行指令,然后由重新排列单元将各执行单元结果按指令顺序重新排列。采用乱序执行技术的目的是为了使CPU内部电路满负荷运转并相应提高了CPU的运行程序的速度。分枝技术:(branch)指令进行运算时需要等待结果,①般无条件分枝只需要按指令顺序执行,而条件分枝必须根据处理后的结果,再决定是否按原先顺序进行。

CPU内部的内存控制器

 许多应用程序拥有更为复杂的读取模式(几乎是随机地,特别是当cache hit不可预测的时候),并且没有有效地利用带宽。典型的这类应用程序就是业务处理软件,即使拥有如乱序执行(out of order execution)这样的CPU特性,也会受内存延迟的限制。这样CPU必须得等到运算所需数据被除数装载完成才能执行指令(无论这些数据来自CPU cache还是主内存系统)。当前低段系统的内存延迟大约是①②⓪-①⑤⓪ns,而CPU速度则达到了③GHz以上,①次单独的内存请求可能会浪费②⓪⓪-③⓪⓪次CPU循环。即使在缓存命中率(cache hit rate)达到⑨⑨%的情况下,CPU也可能会花⑤⓪%的时间来等待内存请求的结束- 比如因为内存延迟的缘故。

 你可以看到Opteron整合的内存控制器,它的延迟,与芯片组支持双通道DDR内存控制器的延迟相比来说,是要低很多的。英特尔也按照计划的那样在处理器内部整合内存控制器,这样导致北桥芯片将变得不那么重要。但改变了处理器访问主存的方式,有助于提高带宽、降低内存延时和提升处理器性

 制造工艺:现在CPU的制造工艺是④⑤纳米,今年①月①⓪号上市最新的I⑤I可以达到③②纳米,在将来的CPU制造工艺可以达到②④纳米。

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