cpu控制器是干什么的
cpu控制器是干什么的
cpu控制器是干什么的?CPU核心類型是什么?下面是學(xué)習(xí)啦小編給大家整理的一些相關(guān)信息，希望對(duì)大家有幫助!
cpu控制器是干什么的
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(lái)的，CPU所有的計(jì)算、接受/存儲(chǔ)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(jí)緩存、二級(jí)緩存、執(zhí)行單元、指令級(jí)單元和總線接口等邏輯單元都會(huì)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(huì)對(duì)各種CPU核心給出相應(yīng)的代號(hào)，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(huì)有不同的核心類型(例如Pentium4的Northwood，Willamette以及K6-2的CXT和K6-2+的ST-50以及最新酷睿2的Conroe等等)，甚至同一種核心都會(huì)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(cuò)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、0.09um以及最新的65nm、45nm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(jí)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Socket370，SocketA，Socket478，SocketT，Slot1，Socket940，SocketAM2，LGA775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(shuō)來(lái)，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Pentium41.8AGHz就要比Willamette核心的Pentium41.8GHz性能要高)，但這也不是絕對(duì)的，這種情況一般發(fā)生在新核心類型剛推出時(shí)，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(huì)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Socket423接口的Pentium4的實(shí)際性能不如Socket370接口的Tualatin核心的PentiumIII和賽揚(yáng)，現(xiàn)在的低頻Prescott核心Pentium4的實(shí)際性能不如同頻的Northwood核心Pentium4等等，但隨著技術(shù)的進(jìn)步以及CPU制造商對(duì)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(huì)超越老核心產(chǎn)品。目前市面上的英特爾酷睿2和AMD羿龍(Phenom)甚至最新的英特爾Corei7都是非常優(yōu)秀的CPU。
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(huì)降低CPU的生產(chǎn)成本從而最終會(huì)降低CPU的銷售價(jià)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(gè)CPU內(nèi)部有2個(gè)或更多個(gè)核心)等。CPU核心的進(jìn)步對(duì)普通消費(fèi)者而言，最有意義的就是能以更低的價(jià)格買到性能更強(qiáng)的CPU。
相關(guān)拓展：CPU二級(jí)緩存有什么作用
CPU尋找數(shù)據(jù)的“快捷方式”.簡(jiǎn)單的說(shuō)，緩存是數(shù)據(jù)由內(nèi)存通往CPU的橋梁。它的速度比內(nèi)存快得多，但是容量也比內(nèi)存小的多。同時(shí)緩存依據(jù)讀取速度和容量進(jìn)一步分為一級(jí)和二級(jí)。在CPU需要數(shù)據(jù)的時(shí)候，遵循一級(jí)緩存→二級(jí)緩存→內(nèi)存的順序，從而盡量提高讀取速度。這樣“緩存+內(nèi)存”的系統(tǒng)就同時(shí)兼具了速度和容量的優(yōu)點(diǎn)。
AMD和Intel：巨大差異皆因設(shè)計(jì)不同
提到二級(jí)緩存容量的差距，還得從兩大CPU巨頭對(duì)一級(jí)緩存的理解說(shuō)起。對(duì)，沒(méi)看錯(cuò)，就是平常曝光率遠(yuǎn)遜于二級(jí)緩存的“一級(jí)緩存”!它才是造成上面提到巨大差異的“罪魁禍?zhǔn)?rdquo;。
現(xiàn)今的CPU中，Intel對(duì)一級(jí)緩存的理解是“數(shù)據(jù)代碼指令追蹤緩存”，即是說(shuō)一級(jí)緩存中存儲(chǔ)的其實(shí)只是二級(jí)緩存中數(shù)據(jù)和指令的地址，而不是這些數(shù)據(jù)和指令的復(fù)制。二級(jí)緩存的容量相當(dāng)程度上影響了IntelCPU的性能。
相比之下，AMD對(duì)一級(jí)緩存的定位是“實(shí)數(shù)據(jù)讀寫緩存”，即二級(jí)緩存中的一部分?jǐn)?shù)據(jù)都要在一定的規(guī)則下搬到一級(jí)緩存中。
不僅在一級(jí)緩存的工作方式上有區(qū)別，而且AMD的CPU在一級(jí)緩存的大小上還占有優(yōu)勢(shì)，以AMDAthlon64X26000+AM2(盒)為例，兩個(gè)內(nèi)核各配備64KB數(shù)據(jù)高速緩存、64KB指令高速緩存。而價(jià)格稍高的IntelCore2DuoE6320(三年盒)，兩個(gè)內(nèi)核各配備32KB數(shù)據(jù)高速緩存、32KB指令高速緩存。
當(dāng)然，上面只是Intel的AMD的CPU二級(jí)緩存巨大差異的主要原因。事實(shí)上CPU對(duì)二級(jí)緩存容量的“敏感”與否還受到諸如內(nèi)存控制器，流水線長(zhǎng)度、頻率、總線架構(gòu)和指令集等等多方面的影響。在多核CPU中還關(guān)乎各個(gè)物理內(nèi)核之間的數(shù)據(jù)交換問(wèn)題。
在多核心CPU中，對(duì)二級(jí)緩存的利用效率有高有低。簡(jiǎn)單的說(shuō)，Intel新一代Core架構(gòu)二級(jí)緩存的利用最為優(yōu)秀，AMD的AthlonX2系列次之，較老的PentiumD(PentiumEE)系列最差。
幾年時(shí)間里，二級(jí)緩存從小小的64KB一舉增長(zhǎng)到了8MB，整整128倍!越來(lái)越大的二級(jí)緩存是不是真的換來(lái)了CPU性能同樣“突飛猛進(jìn)”發(fā)展?還是只不過(guò)是Intel和AMD聯(lián)手玩的數(shù)字游戲?
其實(shí)，二級(jí)緩存容量對(duì)性能的影響是漸漸減弱的，當(dāng)二級(jí)緩存從沒(méi)有增長(zhǎng)到128KB時(shí)，帶來(lái)的性能提升可能是直線上升的。但是當(dāng)它從2MB增長(zhǎng)到4MB的時(shí)候，可能使用者甚至感覺(jué)不到性能的提升。這是因?yàn)樵诋?dāng)前CPU所處理數(shù)據(jù)的過(guò)程中，幾乎無(wú)時(shí)不刻需要用到128KB以下的緩存，但是需要用到1MB以上緩存的時(shí)候很少(2%左右)。因此雖然二級(jí)緩存越漲越大，實(shí)際上對(duì)CPU性能的影響卻是越來(lái)越小的。像文章開(kāi)頭的兩款CPU，二級(jí)緩存巨大的差異并不會(huì)最終表現(xiàn)在CPU速度上。因此，完全不必要盲目追求二級(jí)緩存的高容量，夠用就好。