cpu架構(gòu)是什么樣的
CPU的架構(gòu)是什么意思，什么是CPU的架構(gòu)呢?下面是學(xué)習(xí)啦小編跟大家分享的是cpu架構(gòu)是什么樣的，歡迎大家來閱讀學(xué)習(xí)。
cpu架構(gòu)是什么樣的
CPU架構(gòu)是CPU廠商給屬于同一系列的CPU產(chǎn)品定的一個規(guī)范，主要目的是為了區(qū)分不同類型CPU的重要標(biāo)示。目前市面上的CPU指令集分類主要分有兩大陣營，一個是intel、AMD為首的復(fù)雜指令集CPU，另一個是以IBM、ARM為首的精簡指令集CPU。兩個不同品牌的CPU，其產(chǎn)品的架構(gòu)也不相同，例如，Intel、AMD的CPU是X86架構(gòu)的，而IBM公司的CPU是PowerPC架構(gòu)，ARM公司是ARM架構(gòu)。
Core架構(gòu)的Merom處理器確實(shí)性能強(qiáng)勁。在多項(xiàng)測試中，頻率2GHz的T7200能戰(zhàn)勝頻率2.33GHz的T2700就是最好的證明。但是您同時也注意到了，在移動平臺Merom雖然性能強(qiáng)勁，但并沒有給您帶來太大的驚喜。
雖然勝過Yonah，但幅度都不大，而且在一些測試項(xiàng)中，頻率稍低的T7200也是輸給了T2700的。因此可能在移動平臺Core微架構(gòu)的優(yōu)勢不像桌面平臺那樣出彩——一顆頻率最低的E6300也可以全殲高頻率的Pentium D。究其原因就是Yonah本身就比較優(yōu)秀，而不像NetBurst那樣失敗，況且Core微架構(gòu)本身就是在Yonah微架構(gòu)改進(jìn)而來，成績不會形成太大的反差也在情理之中。
Core微架構(gòu)是Intel的以色列設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)在Yonah微架構(gòu)基礎(chǔ)之上改進(jìn)而來的新一代微架構(gòu)。最顯著的變化在于在各個關(guān)鍵部分進(jìn)行強(qiáng)化。為了提高兩個核心的內(nèi)部數(shù)據(jù)交換效率采取共享式二級緩存設(shè)計(jì)，2個核心共享高達(dá)4MB的二級緩存。其內(nèi)核采用較短的14級有效流水線設(shè)計(jì)，每個核心都內(nèi)建32KB一級指令緩存與32KB一級數(shù)據(jù)緩存，2個核心的一級數(shù)據(jù)緩存之間可以直接傳輸數(shù)據(jù)。每個核心內(nèi)建4組指令解碼單元，支持微指令融合與宏指令融合技術(shù)，每個時鐘周期最多可以解碼5條X86指令，并擁有改進(jìn)的分支預(yù)測功能。
每個核心內(nèi)建5個執(zhí)行單元子系統(tǒng)，執(zhí)行效率頗高。加入對EM64T與SSE4指令集的支持。由于對EM64T的支持使得其可以擁有更大的內(nèi)存尋址空間，彌補(bǔ)了Yonah的不足，在新一代內(nèi)存消耗大戶——Vista操作系統(tǒng)普及之后，這個優(yōu)點(diǎn)可以使得Core微架構(gòu)擁有更長的生命周期。而且使用了Intel最新的五大提升效能和降低功耗的新技術(shù)，包括：具有更好的電源管理功能;支持硬件虛擬化技術(shù)和硬件防病毒功能;內(nèi)建數(shù)字溫度傳感器;提供功率報(bào)告和溫度報(bào)告等。尤其是這些節(jié)能技術(shù)的采用對于移動平臺意義尤為重大。
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CPU是Central Processing Unit(中央處理器)的縮寫，CPU的詳細(xì)參數(shù)包括內(nèi)核結(jié)構(gòu)， 主頻，外頻，倍頻，接口，緩存，多媒體指令集，制造工藝，電壓，封裝形式，整數(shù)單元和浮點(diǎn)單元等。
INTEL
內(nèi)核架構(gòu)
核心(Die)又稱為內(nèi)核，是CPU最重要的組成部分。CPU中心那塊隆起的芯片就是核心，是由單晶硅以一定的生產(chǎn)工藝制造出來的，CPU所有的計(jì)算、接受/存儲命令、處理數(shù)據(jù)都由核心執(zhí)行。各種CPU核心都具有固定的邏輯結(jié)構(gòu)，一級緩存、二級緩存、執(zhí)行單元、指令級單元和總線接口等邏輯單元都會有科學(xué)的布局。
為了便于CPU設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、銷售的管理，CPU制造商會對各種CPU核心給出相應(yīng)的代號，這也就是所謂的CPU核心類型。
不同的CPU(不同系列或同一系列)都會有不同的核心類型(例如Pentium 4的Northwood，Willamette以及K6-2的CXT和K6-2+的ST-50等等)，甚至同一種核心都會有不同版本的類型(例如Northwood核心就分為B0和C1等版本)，核心版本的變更是為了修正上一版存在的一些錯誤，并提升一定的性能，而這些變化普通消費(fèi)者是很少去注意的。每一種核心類型都有其相應(yīng)的制造工藝(例如0.25um、0.18um、0.13um以及0.09um等)、核心面積(這是決定CPU成本的關(guān)鍵因素，成本與核心面積基本上成正比)、核心電壓、電流大小、晶體管數(shù)量、各級緩存的大小、主頻范圍、流水線架構(gòu)和支持的指令集(這兩點(diǎn)是決定CPU實(shí)際性能和工作效率的關(guān)鍵因素)、功耗和發(fā)熱量的大小、封裝方式(例如S.E.P、PGA、FC-PGA、FC-PGA2等等)、接口類型(例如Socket 370，Socket A，Socket 478，Socket T，Slot 1、Socket 940等等)、前端總線頻率(FSB)等等。因此，核心類型在某種程度上決定了CPU的工作性能。
一般說來，新的核心類型往往比老的核心類型具有更好的性能(例如同頻的Northwood核心Pentium 4 1.8A GHz就要比Willamette核心的Pentium 4 1.8GHz性能要高)，但這也不是絕對的，這種情況一般發(fā)生在新核心類型剛推出時，由于技術(shù)不完善或新的架構(gòu)和制造工藝不成熟等原因，可能會導(dǎo)致新的核心類型的性能反而還不如老的核心類型的性能。例如，早期Willamette核心Socket 423接口的Pentium 4的實(shí)際性能不如Socket 370接口的Tualatin核心的Pentium III和賽揚(yáng)，低頻Prescott核心Pentium 4的實(shí)際性能不如同頻的Northwood核心Pentium 4等等，但隨著技術(shù)的進(jìn)步以及CPU制造商對新核心的不斷改進(jìn)和完善，新核心的中后期產(chǎn)品的性能必然會超越老核心產(chǎn)品。
CPU核心的發(fā)展方向是更低的電壓、更低的功耗、更先進(jìn)的制造工藝、集成更多的晶體管、更小的核心面積(這會降低CPU的生產(chǎn)成本從而最終會降低CPU的銷售價格)、更先進(jìn)的流水線架構(gòu)和更多的指令集、更高的前端總線頻率、集成更多的功能(例如集成內(nèi)存控制器等等)以及雙核心和多核心(也就是1個CPU內(nèi)部有2個或更多個核心)等。CPU核心的進(jìn)步對普通消費(fèi)者而言，最有意義的就是能以更低的價格買到性能更強(qiáng)的CPU。
在CPU漫長的歷史中伴隨著紛繁復(fù)雜的CPU核心類型，以下分別就Intel CPU和AMD CPU的主流核心類型作一個簡介。主流核心類型介紹(僅限于臺式機(jī)CPU，不包括筆記本CPU和服務(wù)器/工作站CPU，而且不包括比較老的核心類型)。
核心類型
Northwood
主流的Pentium 4和賽揚(yáng)所采用的核心，其與Willamette核心最大的改進(jìn)是采用了0.13um制造工藝，并都采用Socket 478接口，核心電壓1.5V左右，二級緩存分別為128KB(賽揚(yáng))和512KB(Pentium 4)，前端總線頻率分別為400/533/800MHz(賽揚(yáng)都只有400MHz)，主頻范圍分別為2.0GHz到2.8GHz(賽揚(yáng))，1.6GHz到2.6GHz(400MHz FSB Pentium 4)，2.26GHz到3.06GHz(533MHz FSB Pentium 4)，所有的800MHz Pentium 4都支持超線程技術(shù)(Hyper-Threading Technology)，封裝方式采用PPGA FC-PGA2和PPGA。按照Intel的規(guī)劃，Northwood核心會很快被Prescott核心所取代。
Smithfield
這是Intel公司的第一款雙核心處理器的核心類型，于2005年4月發(fā)布，基本上可以認(rèn)為Smithfield核心是簡單的將兩個Prescott核心松散地耦合在一起的產(chǎn)物，這是基于獨(dú)立緩存的松散型耦合方案，其優(yōu)點(diǎn)是技術(shù)簡單，缺點(diǎn)是性能不夠理想。Pentium D 8XX系列以及Pentium EE 8XX系列采用此核心。Smithfield核心采用90nm制造工藝，全部采用Socket 775接口，核心電壓1.3V左右，封裝方式都采用PLGA，都支持硬件防病毒技術(shù)EDB和64位技術(shù)EM64T，并且除了Pentium D 8X5和Pentium D 820之外都支持節(jié)能省電技術(shù)EIST。前端總線頻率是533MHz(Pentium D 8X5)和800MHz(Pentium D 8X0和Pentium EE 8XX)，主頻范圍從2.66GHz到3.2GHz(Pentium D)、3.2GHz(Pentium EE)。Smithfield核心的兩個核心分別具有1MB的二級緩存，在CPU內(nèi)部兩個核心是互相隔絕的，其緩存數(shù)據(jù)的同步是依靠位于主板北橋芯片上的仲裁單元通過前端總線在兩個核心之間傳輸來實(shí)現(xiàn)的，所以其數(shù)據(jù)延遲問題比較嚴(yán)重，性能并不盡如人意。按照Intel的規(guī)劃，Smithfield核心將會很快被Presler核心取代。
Presler
這是Pentium D 9XX和Pentium EE 9XX采用的核心，Intel于2005年末推出?；旧峡梢哉J(rèn)為Presler核心是簡單的將兩個Cedar Mill核心松散地耦合在一起的產(chǎn)物，是基于獨(dú)立緩存的松散型耦合方案，其優(yōu)點(diǎn)是技術(shù)簡單，缺點(diǎn)是性能不夠理想。Presler核心采用65nm制造工藝，全部采用Socket 775接口，核心電壓1.3V左右，封裝方式都采用PLGA，都支持硬件防病毒技術(shù)EDB、節(jié)能省電技術(shù)EIST和64位技術(shù)EM64T，并且除了Pentium D 9X5之外都支持虛擬化技術(shù)Intel VT。前端總線頻率是800MHz(Pentium D)和1066MHz(Pentium EE)。與Smithfield核心類似，Pentium EE和Pentium D的最大區(qū)別就是Pentium EE支持超線程技術(shù)而Pentium D則不支持，并且兩個核心分別具有2MB的二級緩存。在CPU內(nèi)部兩個核心是互相隔絕的，其緩存數(shù)據(jù)的同步同樣是依靠位于主板北橋芯片上的仲裁單元通過前端總線在兩個核心之間傳輸來實(shí)現(xiàn)的，所以其數(shù)據(jù)延遲問題同樣比較嚴(yán)重，性能同樣并不盡如人意。Presler核心與Smithfield核心相比，除了采用65nm制程、每個核心的二級緩存增加到2MB和增加了對虛擬化技術(shù)的支持之外，在技術(shù)上幾乎沒有什么創(chuàng)新，基本上可以認(rèn)為是Smithfield核心的65nm制程版本。Presler核心也是Intel處理器在NetBurst架構(gòu)上的最后一款雙核心處理器的核心類型，可以說是在NetBurst被拋棄之前的最后絕唱，以后Intel桌面處理器全部轉(zhuǎn)移到Core架構(gòu)。按照Intel的規(guī)劃，Presler核心從2006年第三季度開始將逐漸被Core架構(gòu)的Conroe核心所取代。
Conroe
這是更新的Intel桌面平臺雙核心處理器的核心類型，其名稱來源于美國德克薩斯州的小城市“Conroe”。Conroe核心于2006年7月27日正式發(fā)布，是全新的Core(酷睿)微架構(gòu)(Core Micro-Architecture)應(yīng)用在桌面平臺上的第一種CPU核心。采用此核心的有Core 2 Duo E6x00系列和Core 2 Extreme X6x00系列。與上代采用NetBurst微架構(gòu)的Pentium D和Pentium EE相比，Conroe核心具有流水線級數(shù)少、執(zhí)行效率高、性能強(qiáng)大以及功耗低等等優(yōu)點(diǎn)。Conroe核心采用65nm制造工藝，核心電壓為1.3V左右，封裝方式采用PLGA，接口類型仍然是傳統(tǒng)的Socket 775。在前端總線頻率方面，Core 2 Duo和Core 2 Extreme都是1066MHz，而頂級的Core 2 Extreme將會升級到1333MHz;在一級緩存方面，每個核心都具有32KB的數(shù)據(jù)緩存和32KB的指令緩存，并且兩個核心的一級數(shù)據(jù)緩存之間可以直接交換數(shù)據(jù);在二級緩存方面，Conroe核心都是兩個內(nèi)核共享4MB。Conroe核心都支持硬件防病毒技術(shù)EDB、節(jié)能省電技術(shù)EIST和64位技術(shù)EM64T以及虛擬化技術(shù)Intel VT。與Yonah核心的緩存機(jī)制類似，Conroe核心的二級緩存仍然是兩個核心共享，并通過改良了的Intel Advanced Smart Cache(英特爾高級智能高速緩存)共享緩存技術(shù)來實(shí)現(xiàn)緩存數(shù)據(jù)的同步。Conroe核心是目前最先進(jìn)的桌面平臺處理器核心，在高性能和低功耗上找到了一個很好的平衡點(diǎn)，壓倒了所有桌面平臺雙核心處理器，加之又擁有非常不錯的超頻能力，確實(shí)是目前最強(qiáng)勁的臺式機(jī)CPU核心。
Allendale
這是與Conroe同時發(fā)布的Intel桌面平臺雙核心處理器的核心類型，其名稱來源于美國加利福尼亞州南部的小城市“Allendale”。Allendale核心于2006年7月27日正式發(fā)布，仍然基于全新的Core(酷睿)微架構(gòu)，采用此核心的有1066MHz FSB的Core 2 Duo E6x00系列，即將發(fā)布的還有800MHz FSB的Core 2 Duo E4x00系列。Allendale核心的二級緩存機(jī)制與Conroe核心相同，但共享式二級緩存被削減至2MB。Allendale核心仍然采用65nm制造工藝，并且仍然支持硬件防病毒技術(shù)EDB、節(jié)能省電技術(shù)EIST和64位技術(shù)EM64T以及虛擬化技術(shù)Intel VT。除了共享式二級緩存被削減到2MB以及二級緩存是8路64Byte而非Conroe核心的16路64Byte之外，Allendale核心與Conroe核心幾乎完全一樣，可以說就是Conroe核心的簡化版。當(dāng)然由于二級緩存上的差異，在頻率相同的情況下Allendale核心性能會稍遜于Conroe核心。
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