Ⅰ CPU基礎知識大全詳解
CPU基礎 知識大全 詳解有哪些? CPU在電腦中是最核心關鍵的硬體之一,相當於人的大腦,決定了電腦運算能力,因此CPU的選擇至關重要。下面就讓我帶你去看看CPU基礎知識大全詳解,希望對你有所幫助吧!
程序員必須了解的CPU知識 - 科普篇
1導讀
對於一名程序員來說,無論你使用的是什麼語言,代碼最終都會交給CPU來執行。所以了解CPU相關的知識一方面屬於程序員的內功,另一方面也可以幫助你在日常編寫代碼時寫出更加高效的代碼
本文不打算對CPU進行深入探究,相反是以簡單的語言來幫助大家了解CPU的工作原理以及不得不提到的CPU緩存相關知識,其中晦澀的內容我會通過配圖來幫助大家理解,最後會以幾個例子來幫助大家更直觀的感受到CPU緩存帶來的性能影響
2CPU基礎知識
CPU即Central Processing Unit(中央處理器),是我們的代碼打交道最多的硬體之一,要想讓一個CPU工作,就必須給它提供指令和數據,而這里的指令和數據一般就放在我們的內存當中。其中指令就是由我們平常編寫的代碼翻譯而來,數據也是我們代碼中需要用到的數據(例如一個int值、一串字元串等等)
以C語言為例,從我們開始編寫到運行的生命周期可以粗略的用下圖表示:
大致分為以下幾個步驟
我們日常中使用編輯器或者IDE敲入代碼
代碼編寫完成後使用編譯和鏈接工具生成可以被執行的程序,也就是機器語言(指令的集合)
當程序被運行時,整個程序(包括指令和數據)會被完整的載入到內存當中
CPU不停的向內存讀取該程序的指令執行直到程序結束
通過上述第4步我們知道,CPU自身是沒有保存我們的程序的,需要不停的向內存讀取
那麼有個問題是CPU是如何向內存讀取的呢?
這里其實存在一個「匯流排」的概念,即CPU會通過地址匯流排、控制匯流排、數據匯流排來與我們的內存進行交互。其中地址匯流排的作用是定址,即CPU告訴內存需要哪一個內存地址上的數據;控制匯流排的作用是對外部組件的控制,例如CPU希望從內存讀取數據則會在控制匯流排上發一個「讀信號」,如果希望往內存中寫一個數據則會發一個「寫信號」;而數據匯流排的作用顧名思義就是用來傳輸數據本身的了
例如CPU需要希望從內存中讀一條數據,那麼整個過程為:
到這里我們已經知道了CPU在執行我們程序的過程中會不斷的與內存交互,讀取需要的指令和數據或者寫入相關的數據。這個過程是非常非常快的,一般CPU與內存交互一次需要200個時鍾周期左右,而現代的處理器單個時鍾周期一般都短於1納秒(1秒 = 十億納秒)
但我們的前輩們仍然對這個速度不滿足,所以又對CPU設計了一套緩存系統來加速對內存中數據的讀取
3CPU緩存
現代CPU通常設計三級緩存(L1、L2、L3),其中L1、L2緩存是每個CPU核心獨享的,L3緩存是所有CPU核心共享的,而L1緩存又分為數據緩存和指令緩存
我們的數據就從內存先到L3緩存中,再到L2緩存中,再到L1緩存中,最後再到CPU寄存器中
按照大小來看,通常L1 < L2 < L3 < 內存 < 磁碟,如果你手邊有一台Linu__機器的話,可以通過下面的命令查看CPU各級緩存的大小
以我手上這台伺服器為例,L1指令緩存大小為32K、數據緩存大小為32K,L2緩存大小為1MB,L3緩存大小為35.75MB
按照速度來看,通常L1 > L2 > L3 > 內存 > 磁碟,以時鍾周期為計量單位
L1緩存:約 4 個CPU時鍾周期
L2緩存:約 10 個CPU時鍾周期
L3緩存:約 40 個CPU時鍾周期
內存:約 200 個CPU時鍾周期
也就意味著如果能命中緩存,我們程序的執行速度至少提升5倍左右,如果能命中L1緩存則提升50倍左右,這已經屬於相當大的性能提升了
有了緩存系統後,CPU就不必要每條指令或數據都讀一次了,可以一次性讀取若干條指令或數據然後放到緩存里供以後查詢,因為根據局部性原理,CPU訪問內存時,無論是讀取指令還是數據,所訪問的內存單元都趨於聚集在一個較小的連續區域中,所以一次性讀取一塊連續的內存有利於後續的緩存命中
現實中,CPU通常情況下每次的讀取內存時都會一次性讀取內存中連續的64個位元組,這個連續的64位元組術語就叫做Cache Line(緩存行),所以每一級CPU緩存就像下面這樣
如果你手邊有一台Linu__機器的話,可以通過下面的命令查看你的機器使用的CPU的Cache Line大小是多少
對於我的伺服器來說,L1緩存就有 32KB / 64B = 512 個Cache Line
到這里,我們已經知道了CPU緩存的工作原理和載入方式,這里實際上還遺留了兩個話題沒有講,一個是如何組織每一級的 Cache Line(例如 L1 的 512 個Cache Line)來提升訪問的命中率;另一個更加復雜一點,在現代CPU都是多核的場景下如何保證數據的一致性,因為每個核都有自己的L1和L2緩存,那麼如果核心1修改的時候只修改了緩存的數據而沒有修改內存中的數據,其他核心讀到的就是舊數據了,如何解決這一問題?
由於本篇 文章 只是期望對CPU知識進行一個科普,不希望對於小白來說一次性接觸大量的新內容,所以這兩個問題我准備在後面的另外兩篇再進行更細致的討論
4性能對比
下面以幾個實際的例子來加深大家對Cache Line如何影響程序性能的理解
示例一
我們假設有一個5000萬長度的int數組,接著把這個數組的其中一些元素乘以2,考慮下面這兩份代碼
直覺上代碼一比代碼二少循環了4倍,並且也少乘2了4倍,理論上代碼一比代碼二快4倍左右才合理
但在我的伺服器上運行的結果是代碼一平均花費90毫秒,代碼二平均花費93毫秒,性能幾乎是差不多的,讀者可以自行思考一下原因,再點擊下方空白處查看解析
點擊下方空白區域查看解析
▼
解析
這里最主要的原因還是Cache Line,雖然代碼一需要執行的指令確實比代碼二要少4倍,但由於CPU一次會把連續的64個位元組都讀入緩存,而讀寫緩存的速度又特別快(還記得嗎?L1的讀取速度只有約4個時鍾周期,是內存的50倍),以至於我們很難察覺到這4倍指令的差距
示例二
假設我們需要遍歷一個二維數組,考慮下面這兩種遍歷 方法 :
由於數組長度是一模一樣的,直覺上我們期望的是兩份代碼運行時間相差無幾。但在我的伺服器上代碼一運行需要23毫秒,代碼二運行需要51毫秒,讀者可以自行思考一下原因,再點擊下方空白處查看解析
點擊下方空白區域查看解析
▼
解析
這里最主要的原因依然是Cache Line,由於C語言中二維數組的內存是連續的,所以我們按行訪問的時候訪問的一直都是連續的內存,而Cache Line也是連續的64個位元組,所以按行訪問對Cache Line更友好,更容易命中緩存
而按列訪問的話每次訪問的內存不是連續的,每次的跨度都是256__sizeof(int)也就是1KB,更容易出現緩存Miss
示例三
假設我們有一個數組,我們希望計算所有大於100的元素的和,考慮下面兩份代碼
其中代碼一是隨機生成了個長度為1000W的數組,然後統計大於100的所有數字的和;代碼二也是隨機生成了個長度為1000W的數組,但是是先排完序,再統計大於100的所有數字的和。並且可以看到,兩份代碼都是只計算了統計sum的那段代碼的消耗時間,所以兩份代碼都不考慮隨機生成數組和排序花費的時間
理論上來講兩份代碼花費時間應當是相差無幾的,但實際上在我的機器上跑出來第一份代碼輸出的是46毫秒,第二份代碼輸出的是23毫秒
讀者可以自行思考一下原因,再點擊下方空白處查看解析,提示:第二份代碼中在統計sum之前數組是有序的
電腦CPU如何選購? 台式機 CPU知識掃盲和選購建議
CPU有幾個重要的參數:架構、主頻、核心、線程、緩存、介面。
架構:
有句老話叫「拋開架構看核心主頻都是耍流氓」,那什麼是架構?假如我們把架構想像成交通工具,那麼老的架構就是火車,而新的架構就是高鐵,所以架構的提升直接影響CPU的性能。這也就是為什麼老式的CPU雖然也有超高的主頻但性能還是被現在的i3碾壓的原因了。
電腦CPU如何選購?台式機CPU知識掃盲和選購建議
主頻:
我們常在CPU的信息里看到 某某CPU主頻3.6GHz,這里的主頻其實是CPU內核工作的時鍾頻率,並不直接等於CPU的運算速度,但是高的主頻對於CPU的運算速度卻至關重要。
核心:
核心又稱內核,是CPU用來完成所有計算、接受/存儲命令、處理數據等任務的裝置。我們可以簡單的把核心理解為人的手,單核就是一隻手、雙核就是兩只手、四核就是四隻手。
核心數並不是越多越好的,要看使用場景,比如在打字的時候,兩只手就比一隻手效率高,但是在操作滑鼠的時候,使用兩只手只會起到適得其反的效果。至於什麼場景需要使用多少核心的CPU在下面會講到。
電腦CPU如何選購?台式機CPU知識掃盲和選購建議
線程:
我們通常會看到「四核四線程」 和「四核八線程」這兩種說法,我們可以簡單的把工廠里的流水線比作線程,把工人比作核心,早先由於工人工作技能不高,一個工人只能處理一條流水線的任務,我們可以把這個稱為單核單線程,但是後來工人技術熟練了,覺得操作一條流水線很無聊,不能體現自己的價值,於是就給又分配一條流水線,讓這個工人同時處理兩條流水線的任務,我們可以把這個稱為「單核雙線程」。
緩存:
緩存也是CPU里的一項非常重要的參數,由於CPU的運算速度比內存條的讀寫速度要快很多,這會讓CPU花費很長的時間等待數據的到來或是把數據寫入內存條,這個時候CPU內的高速緩存可以作為臨時的存儲介質來緩解CPU的運算速度與內存讀寫速度不匹配的矛盾,所以緩存越大越好。
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介面:
CPU需要通過介面安裝在主板上才能工作,而目前CPU的介面都是針腳式介面,AMD和英特爾的CPU在介面上就有很大的差別,所以需要使用適配介面的主板才能正常工作。目前英特爾主流的介面類型為LGA-1151介面(6、7、8代i3 i5 i7都是這種介面);AMD平台主流的介面類型有AM4介面(銳龍系列)和FM2+介面(速龍系列、APU系列)。
PS:英特爾最新的酷睿8代CPU雖然也是LGA-1151介面,但不適配老式的LGA-1151介面主板的平台,需要另購主板
說完了這些重要的參數,相信你也對CPU有了一個大概的了解,我們再談談不同場景對CPU的選擇。
計算機系統基礎:CPU相關知識筆記
1、什麼是CPU
計算機的基本硬體系統由運算器、控制器、存儲器、輸入設備、輸出設備5大部件組成。
運算器和控制器等部件被集成在一起稱為中央處理單元(Central Processing Unit,CPU).CPU
是硬體系統的核心。
2、CPU的用途
CPU主要負責獲取程序指令、對指令進行解碼並加以執行。
CPU的功能如下:
3、CPU的組成
CPU主要由運算器、控制器、寄存器和內部匯流排等部件組成。
3.1 運算器
運算器包括算術邏輯單元(ALU)、累加器、緩沖寄存器、狀態條件寄存器等。它的主要工作是完成所規定的的各種算術和邏輯運算。
算術邏輯單元(ALU):ALU的重要組成部件,負責處理數據,實現算術和邏輯運算。
累加器(AC):當執行算術或邏輯運算時,為ALU提供一個工作區。
數據緩沖器(DR):作為CPU和內存、外部設備之間數據傳送的中轉站、操作速度的緩沖;
在單累加器結構的運算器中,DR還可以作為操作數寄存器。
狀態寄存器(PSW):保存算術指令和邏輯指令運行或測試的結果建立的的各種條件碼內容,分為狀態標志和控制標志。
3.2 控制器
用於控制這個CPU的工作,不僅要保證程序的正確執行,還要能處理異常事件。
控制器主要包括指令控制邏輯、時序控制邏輯、匯流排控制邏輯、中斷控制邏輯。
3.2.1 指令控制
指令寄存器(IR):當執行一條指令時,需要先把它從內存存儲器取到緩沖寄存器中,再送入IR中暫存,指令解碼器會根據IR的內容產生各種微操作命令,控制其他部件協調工作,完成指令的功能。
程序計數器(PC):PC具有寄存和計數兩種功能。又稱為指令計數器。
地址寄存器(AR):用來保存當前CPU所訪問的內存單元地址。
指令解碼器(ID):包含指令操作碼和地址碼兩部分,為了能執行任何給定的指令必須對操作碼進行分析,以便識別要進行的操作。
3.2.2 時序控制
時序控制要為每條指令按時間順序提供應有的控制信號。
3.2.3 匯流排控制
為多個功能部件提供服務的信息通路的控制電路。
3.2.4 中斷控制
用於控制各種中斷請求,並根據優先順序排隊,逐個交給CPU處理。
3.3 寄存器組
分為專用寄存器、通用寄存器。運算器和控制器中的寄存器是專用寄存器,作用是固定的。
通用寄存器用途廣泛由程序員規定其用途。
4、什麼是多核CPU
內核:CPU的核心稱為內核,是CPU的最重要組成部分。CPU的所有計算、接收/存儲命令、處理數據都是由核心執行。
多核:在一個單晶元上集成兩個或者更多個處理器內核,並且每個內核都有自己的邏輯單元、控制單元、中端處理器、運算單元、一級Cache、二級Cache共享或獨有。
多核CPU優點:可滿足用戶同時進行多任務處理等要求。
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Ⅱ CPU的具體核心有哪些
CPU(Central Processing Unit),被稱呼為中心處理器或者Microprocessor微處理器。CPU是計算機的核心,其重要性好比心臟對於人一樣。實際上,處理器的作用和大腦更相似,因為它負責處理、運算計算機內部的所有數據,而主板晶元組則更像是心臟,它控制著數據的交換。CPU的種類決定了你使用的操作系統和相應的軟體,CPU的速度決定了你的計算機有多強大,當然越快、越新的CPU會花掉你更多的錢。
CPU從最初發展至今已經有二十多年的歷史了,這期間,按照其處理信息的字長,CPU可以分為:四位微處理器、八位微處理器、十六位微處理器、三十二位微處理器以及六十四位微處理器等等。
如今,Intel的CPU和其兼容產品統治著微型計算機——PC的大半江山,但是除了Intel或AMD的CPU,還是你可能聽說過的其他一些CPU,如HP的PA-RISC,IBM的Power4和Sun的UltraSparc等,只是它們都是精簡指令集運算(RISC)處理器,使用Unix的專利操作系統,例如IBM的AIX和Sun的Solaris等。
雖然設計方式和工作原理的過程有區別,但不同處理器依然有很多相似之處。從外表看來,CPU常常是矩形或正方形的塊狀物,通過密密麻麻的眾多管腳與主板相連。不過,你看到的不過是CPU的外衣——CPU的封裝。而內部,CPU的核心是一片大小通常不到1/4英寸的薄薄的硅晶片(其英文名稱為die,核心)。在這塊小小的矽片上,密布著數以百萬計的晶體管,它們好像大腦的神經元,相互配合協調,完成著各種復雜的運算和操作。
Intel發布的第一顆處理器4004僅僅包含2000個晶體管,而目前最新的Intel Pentium 8400EE處理器包含超過2.3億個晶體管,集成度提高了十萬倍,這可以說是當今最復雜的集成電路了。與此同時,你會發現單個CPU的核心矽片的大小絲毫沒有增大,甚至變得更小了,這就要求不斷地改進製造工藝以便能生產出更精細的電路結構。如今,最新的處理器採用的是0.065微米技術製造,也就是常說的0.065微米線寬。
Pentium 840EE處理器採用90nm製程的Smithfield核心,每核心1MB二級緩存,800MHZ的FSB,支持EDB防毒和EMT64T,可以搭配64位WinXP,90納米製程,206平方毫米晶元面積,2.3億晶體管。Pentium 4 643 (3.2GHz)採用65nm工藝的CedarMill,集成2MB二級緩存,單核心,支持HT、EM64T,VT。
需要說明的是,線寬是指晶元上的最基本功能單元——門電路的寬度,因為實際上門電路之間連線的寬度同門電路的寬度相同,所以線寬可以描述製造工藝。縮小線寬意味著晶體管可以做得更小、更密集,可以降低晶元功耗,系統更穩定,CPU得以運行在更高的頻率下,而且在相同的晶元復雜程度下可使用更小的晶圓,於是成本降低了。
隨著線寬的不斷降低,以往晶元內部使用的鋁連線的導電性能將不敷使用,AMD在其K7系列開始採用銅連線技術。而現在這一技術已經得到了廣泛應用。
關於CPU的基礎知識:CPU的主要性能指標
主頻
即CPU的時鍾頻率(CPU Clock Speed),這是我們最關心的,我們所說的3.2GHz、2.0GHz等就是指它,一般說來,主頻越高,CPU的速度就越快,整機的就越高。不過現在AMD都採用了更加模糊的命名方式,企圖讓消費者淡化以主頻率計算性能的觀念。比如Athlon 3000+,它的頻率有可能是2.20GHz,也有可能是2.0GHz 。Intel 則採用了Pentium 643這種更易讓人眼花繚亂的命名方式,一般人不查參數,很難記得它的意義。
FSB前端匯流排
即CPU的外部時鍾頻率,由電腦主板提供,以前一般是133MHz,目前Intel公司最新的晶元組i925XE晶元組使用1066MHz的FSB。
內部緩存(L1 Cache)
封閉在CPU晶元內部的高速緩存,用於暫時存儲CPU運算時的部分指令和數據,存取速度與CPU主頻一致,L1緩存的容量單位一般為KB。L1緩存越大,CPU工作時與存取速度較慢的L2緩存和內存間交換數據的次數越少,相對電腦的運算速度可以提高。
外部緩存(L2 Cache)
CPU外部的高速緩存,現在處理器的L2 Cache是和CPU運行在相同頻率下的(以前P2 P3的二級緩存運行在相當於CPU頻率一半下)。
其它的還有封裝技術、介面技術、、製造工藝、指令集等就不再詳細解釋,不然就是寫書而不是寫文章了。不如如果這系列文章可以持續寫下去的話,以後便好好跟大家再交流一下。
1989年4月,Intel推出25MHz 486微處理器。1989年5月10日:我們大家耳熟能詳的80486晶元由英特爾推出。這款經過四年開發和3億美 元資金投入的晶元的偉大之處在於它首次實破了100萬個晶體管的界限,集成了120萬個 晶體管,使用1微米的製造工藝。其實486就是80386+80387協處理器+8KB一級緩存,是超級版本的386。
Compaq由於持有大量386訂單而對採用Intel 486猶豫不決,Dell趁機推出了自己的486整機,並通過直銷模式在兼容機市場後來居上。1991年,25歲的Michael Dell成為《財富》全美500家大企業中最年輕的總裁。1995年,Dell進入全球個人電腦5強行列。
1991年5月22日:80486 DX 的廉價版本80486 SX 發布,它和DX的區別是沒有整合FPU。
1993年3月22日:全面超越486的新一代586 CPU問世,為了擺脫486時代微處理器名稱混亂的困擾,英特爾公司把自己的新一代產品命名為Pentium(奔騰)以區別AMD和Cyrix的產品。AMD和Cyrix也分別推出了K5和6x86微處理器來對付晶元巨人,但是由於奔騰微處理器的性能最佳,英特爾逐漸占據了大部分市場。Pentum 處理器的性能接近主要的RISC CPU並兼容80x86,同時繼承了長期積累下來的價值約500億美元的龐大軟體資源。
Pentium最初級的CPU是Pentium 60和Pentium 66,分別工作在與系統匯流排頻率相同的60MHz和66MHz兩種頻率下,沒有我們現在所說的倍頻設置。
1994年3月7日:Intel 發布90和100MHz 的Pentium 處理器
1994年10月10日:Intel 發布75MHz 版本的Pentium 處理器
1995年3月27日:Intel 發布120MHz 的Pentium 處理器
1995年6月1日:Intel 發布133MHz 版本Pentium 處理器
Intel推出Pentium Pro微處理器,採用了一種新的匯流排介面Socket 8。新的處理器對多媒體功能提供了很好的支持。
1995年11月1日,Intel推出了Pentium Pro處理器。Pentium Pro的工作頻率有150/166/180和200MHz四種,都具有16KB的一級緩存和256KB的二級緩存。它是基於Pentium 完全相同的指令集和兼容性,達到了440 MIPs 的處理能力和5.5 M個晶體管。這幾乎相當於比4004處理器的晶體管提升了2400倍。值得一提的是Pentium Pro採用了「PPGA」 封裝技術。即一個256KB的二級緩存晶元與Pentium Pro晶元封裝在一起 ,兩個晶元之間用高頻寬的內部匯流排互連,處理器與高速緩存的連接線路也被安置在該封裝中,這樣就使高速緩存能更容易地運行在更高的頻率上。
例如Pentium Pro 200MHz CPU的L2 Cache就是運行在200MHz,也就是工作在與處理器相同的頻率上,這在當時可以算得上是CPU技術的一個創新。Pentium Pro的推出,為以後Intel推出PⅡ奠定了基礎。
1996年1月4日:Intel 發布150&166 MHz Pentium 處理器,包括了越3.3M 個晶體管
1996年10月6日: Intel 發布200MHz Pentium 處理器
1997年1月8日:Intel在1996年推出的Pentium 系列的改進版本,內部代號P55C,也就是我們平常所說的Pentium MMX 。Pentium MMX在原Pentium的基礎上進行了重大的改進,增加了片內16KB數據緩存和16KB指令緩存,4路寫緩存以及從Pentium Pro、Cyrix而來的分支預測單元和返回堆棧技術,特別是新增加的57條MMX多媒體指令。
MMX技術是Intel最新發明的一項多媒體增強指令集技術,它的英文全稱可以翻譯成「多媒體擴展指令集」。使得Pentium MMX即使在運行非MMX優化的程序時也比同主頻的Pentium CPU要快的多。57條MMX指令專門用來處理音頻、視頻等數據,這些指令可以大大縮短CPU在處理多媒體數據時的等待時間,使CPU擁有更強大的數據處理能力。MMX CPU比普通CPU在運行含有MMX指令的程序時,處理多媒體的能力提高了60%左右。MMX技術開創了CPU開發的新紀元。
Pentium MMX系列的頻率只有三種:166MHz、200MHz、233MHz,一級緩存從Pentium的16KB增加到了32KB,核心電壓2.8v,倍頻分別為2.5、3、3.5。插槽都是Socket 7。
1997年4月7日 。英特爾發布了Pentium II處理器。內部集成了750萬個晶體管,並整合了MMX指令集技術。此時,英特爾 Pentium II架構已經從Socket 7轉成Slot 1,並首次引入了S.E.C封裝(Single Edge Contact)技術,將高速緩存與處理器整合在一塊PCB板上。Slot 1的Pentium II晶體管數為900萬,並且具有兩種版本的核心:Klamath與Deschutes。
1997年6月2日: Intel發布233MHz Pentium MMX
1998年2月:Intel 發布333MHz Pentium II 處理器,開發代號為Deschutes,並且首次採用了0.25微米製造工藝,在低發熱量的情況下提供比以前產品更快的速度。
1999年2月22日:AMD 發布K6-III 400MHz 版本,在一些測試中,它的性能超越了後來發布的Intel Pentium III 。它包括了23M 晶體管,並且基於100MHz Spuer socket7 主板,與那些使用66MHz 匯流排的晶元相比,性能的提升是卓越的。
1999年1月,Intel推出奔騰III處理器,它採用0.25微米製造工藝,擁有32K一級緩存和512K二級緩存(運行在晶元核心速度的一半下),包含MMX指令和Intel自己的「 3D」指令SSE,最初發行的PIII有450和500MHz兩種規格,其系統匯流排頻率為100MHz。此外其身份代碼還可通過Internet讀取。
1999年10月,Intel推出了基於0.18微米工藝製造的Pentium III處理器,這款Pentium III處理器有256K在二級高速緩存,代碼名為Coppermine。Coppermine以733MHz登台。隨著工藝尺寸從0.25微米減少到0.18微米,不僅提高了Pentium III處理器的時鍾速度,也使的Intel在技術上能夠推出了集成的二級高速緩存。雖然集成的二級高速緩存只有老式Pentium III處理器的一半,但在處理器全速下運行,性能仍有顯著提高。
其後Intel推出了Pentium III Xeon處理器。作為Pentium II Xeon的後繼者,除了在內核架構上採納全新設計以外,也繼承了Pentium III處理器新增的70條指令集,以更好執行多媒體、流媒體應用軟體。除了面對企業級的市場以外,Pentium III Xeon加強了電子商務應用與高階商務計算的能力。Intel還將Xeon分為兩個部分,低端Xeon和高端Xeon。其中,低端Xeon和普通的Coppermine一樣,僅裝備256KB二級緩存,並且不支持多處理器。這樣低端Xeon和普通的Pentium III的性能差距很小,價格也相差不多;而高端Xeon還是具有以前的特徵,支持更大的緩存和多處理器。
1999年11月29日:AMD 發布了Athlon 750MHz ,在主頻和性能上超過Intel 。
2000年3月6日 : AMD 發布Athlon 1GHz
2000年3月8日: Intel 限量供應1GHz Pentium III 處理器
2000年11月21日,Intel 在全球同步發布了其最新一代的微處理器—Pentium4(奔騰4)。Pentium4處理器原始代號為 Willamette,採用0.18微米鋁導線工藝,配合低溫半導體介質(Low-Kdiclcctric)技術製成,是一顆具有超級深層次管線化架構的處理器。
Pentium 4處理器最主要的特點就是拋棄了Intel沿用了多年的P6結構,採用了新的 NetBurst CPU結構 。NetBurst結構具有不少明顯的優點:20段的超級流水線、高效的亂序執行功能、2倍速的ALU、新型的片上緩存、SSE2指令擴展集和400MHz的前端匯流排等等
Ⅲ 電腦基礎知識之CPU中央處理,秒懂主頻、核心、線程、架構
我們都說CPU相當於人類的大腦,在日常生活中,人腦是術業有專攻,有人天生適合搞藝術,有人天生適合搞科學。CPU作為計算機的大腦,其實也是這樣的。下面就帶大家了解一下CPU知識以及怎麼選擇合適的CPU。
CPU知識科普
CPU有幾個重要的參數:主頻、核心、線程、緩存、架構。那麼他們到底是什麼意思,又有啥聯系呢?以下知識通俗易懂,看完秒懂。
一、主頻
我們常在CPU的參數里看到3.0GHz、3.7GHz等就是CPU的主頻,嚴謹的說他是CPU內核的時鍾頻率,但是我們也可以直接理解為運算速度。
舉個有趣的例子:CPU的主頻相當於我們胳膊的肌肉(力量),主頻越高,力量越大。
主頻
二、核心
我們更多聽到的是,這個CPU是幾核幾核的,如2核、4核、6核、8核、16核等等。
這個核心可以理解為我們人類的胳膊,2核就是兩條胳膊,4核就是4條胳膊,6核就是6條胳膊。
核心
三、線程
光有胳膊(核心)和肌肉(頻率)是幹不了活的,還必須要有手(線程)才行。
一般來說,單核配單線程、雙核配雙線程或者雙核四線程、四核八線程等等,就相當於一條胳膊長一隻手。後來由於技術越來越厲害,造出了一條胳膊長兩只手的情況,這樣幹活的效率就大大的提高了。
四、架構
現在胳膊有了,肌肉有了,手也有了,就差一個工具就可以幹活了,這個工具就是CPU的架構,架構對性能的影響巨大。
新老架構區別很大
所以說有句話叫「拋開架構看核心、頻率都是耍流氓!」這就是為啥以前AMD的CPU雖然核心數量和頻率都比同時期的英特爾高,但是依然流傳著「i3戰A8,i5秒全家、i7轟成渣」這樣的說法了。
這個時候可能有的人不理解了,怎麼看架構呢?這個其實不用擔心,因為一般來說,每一代CPU的架構都是一樣的,比如i3-8100、i5-8500、i7-8700都是8代的CPU,使用的架構也是一樣的,現在官方店在售的也都是最新款,因此架構主要看最一代處理器就夠了。
五、緩存
緩存也是CPU里一項很重要的參數。由於CPU的運算速度特別快,在內存條的讀寫忙不過來的時候,CPU就可以把這部分數據存入緩存中,以此來緩解CPU的運算速度與內存條讀寫速度不匹配的矛盾,所以緩存是越大越好。
參數就算是說完了。既然開頭就說了「CPU也跟人腦一樣,術業有專攻。」那接下來就分析一波,什麼樣的U適合干什麼樣的工作。
需求: 游戲
由於 游戲 運行需要的是粗暴直接的計算工作,所以主頻高的CPU會更有優勢。
這就好比我的工作是要搬個磚,肌肉強點,力氣大才是硬性需求。就算我有8條胳膊16隻手,看起來張牙舞爪的很厲害,但是我搬磚的時候根本用不到,而且這些胳膊大多力氣又小,所以效果並不會很好。
所以,有 游戲 需求的玩家可以選擇主頻高點的CPU,核心和線程數少一點無所謂。(當然不能太少,至少雙核四線程起步吧,如今主流都是6核6線程就差不多了)
適合 游戲 的高主頻CPU
整體來說,英特爾i3、i5、i7和銳龍2代的CPU主頻都挺高的,很適合玩 游戲 。英特爾後面帶「K」的CPU不僅主頻更高,而且是支持超頻的(需要用Z系或X系主板)。新出的AMD銳龍2代CPU主頻也很高,而且性價比也還不錯。
需求:圖形渲染等專業工作需求
對於需要進行大量並行運算的圖形渲染來說,多核心多線程同時工作能比單核心高主頻的傻大粗節省大量的時間。
綠巨人雖然搬磚能力出眾,但是如果讓他去完成一幅復雜的拼圖,速度自然是比那種有多條胳膊和多隻手同時工作的小機靈慢了不少。
綠巨人有力使不出啊
適合圖形渲染和視頻製作的CPU(多核、大緩存、性能強):
圖形渲染 多核多線程CPU
此外,還有AMD二代銳龍R5 2600X、R7 2700/2700X以及Intel八代酷睿i7 8700/K等都很適合。
需求:日常家用,偶爾玩LOL、DNF等
這一類的用戶平時就是看看網頁,看看視頻、看文檔、玩玩LOL、DNF等 游戲 。
這類用戶可以選擇自帶核顯的CPU,如英特爾600塊的奔騰G5500,或者800元的i3-8100。這類CPU的自帶的HD630核顯完全可以輕松解碼4K視頻以及流暢運行LOL、DNF這類 游戲 ,省下的錢買塊固態硬碟,加條內存豈不是美滋滋。
註:使用核顯請盡量組雙通道內存條,以提升核顯性能。預算有限可以上2條4GB組建8GB雙通道,預算充裕直接上2條8GB組16GB雙通道大內存。
總結:
1. 游戲 用戶選擇高主頻的CPU,4核4線程差不多就夠用了。如i3 8100/i5 8400等,此外英特爾i3-8350K、i5-8600K(這種帶K的CPU還可以通過超頻來達到更高的頻率,不過要搭配較貴的Z370系主板使用);AMD銳龍二代CPU也很不錯,建議購買後綴帶X的如,銳龍R5 2600X,雖然本身性價比並不突出,但是好在可以搭配AMD平台較便宜的B350主板進行超頻。
2.對於需要做圖形渲染工作的用戶來說,多核心多線程的CPU是最優的選擇。AMD多核心多線程的銳龍系列性價比非常的高。
3.普通用戶,如果沒有大型 游戲 需求,英特爾的i3-8100絕對是最有性價比的選擇。首先是4核4線程3.6GHz,性能足夠用,而且自帶的核顯性能也不俗,還能省下買顯卡的錢。
4.選擇CPU的時候,一定要詢問店家是不是支持自己的主板。有時候雖然介面針腳數量是一樣的,但是可能並不兼容。(英特爾,別左右瞎看了,說的就是你)
Ⅳ 選購cpu需要注意哪些事項
一、Intel CPU肯定要買散片
選擇Intel平台的CPU時,因為考慮到性價比,很多人會推薦散片CPU。散片相比盒裝便宜不少,一般會有一兩百元,確實可以節約一些成本。但是這也是要看行情來定的,比如近期CPU散片漲價嚴重,基本與盒裝差價不大。所以這時候還是建議大家選購盒裝的CPU,畢竟還有三年全國質保。二、CPU對游戲影響不大
眾所周知,對於絕大數的游戲,顯卡才是關鍵,而CPU完全可以選的差一些。雖說CPU可以稍微第一檔次,但是CPU與顯卡保持均衡性也同樣的重要。對於一般的游戲來說,顯卡性能需要是CPU的1.2倍左右。如果是嚴重的低U高顯,可能會導致無法完全發揮出顯卡的實際性能。三、CPU主頻越高越好
理論上,CPU主頻確實是越高越好,但是也是在同架構同代同系列的情況下。而大家一定要記住,處理器性能的好壞,不只是主頻才可以決定的,同時也要考慮到架構、核心數量、製作工藝、緩存等核心參數,在綜合考量下才能知道性能的好壞。
Ⅳ cpu選購原則有哪些
cpu選購原則有哪些,具體如下:
1、選購CPU的用途。
電腦的用途現在CPU的檔次上。如果是用來學習或一般性的娛樂,可以選擇一些性價比比較高的CPU,例如,Inter的酷睿雙核系列、AMD的四核系列等;如果電腦是用來做專業設計或玩游戲,則需要買高性能的CPU,當然價格也相應地高一些,例如酷睿四核或AMD四核系列產品。
2、主板是哪個品牌的,應該選擇對應的品牌CPU。
市場上的CPU的廠家主要是Inter和AMD,推出的CPU型號很多。在選購CPU之前首先確認所選主板是Inter和AMD晶元的,然後在選擇與其對應的CPU型號。
3、考慮其CPU的散熱性。
CPU工作的時候會產生大量的熱量,從而達到非常高的溫度,選擇一個好的風扇可以使CPU使用時間更長,一般正品的CPU都會附贈原裝散熱風扇。
4、看清楚產品標識。
CPU的編號是一串字母和數字的組合,這些編號能把CPU的基本情況告訴購買者。正確地解讀出這些字母和數字的「含義」,能夠幫助正確購買所需的產品,避免上當受騙。
5、考慮CPU的質保。
對於盒裝正品的CPU,廠家一般提供3年的質保,但對於散裝CPU,廠家最多提供一年的質保。當然,盒裝CPU的價格相比散裝CPU也要高一點。
Ⅵ 關於CPU的基本知識
CPU 參數詳解
CPU是Central Processing Unit(中央處理器)的縮寫,CPU一般由邏輯運算單元、控制單元和存儲單元組成。在邏輯運算和控制單元中包括一些寄存器,這些寄存器用於CPU在處理數據過程中數據的暫時保存。大家需要重點了解的CPU主要指標/參數有:
1.主頻
主頻,也就是CPU的時鍾頻率,簡單地說也就是CPU的工作頻率,例如我們常說的P4(奔四)1.8GHz,這個1.8GHz(1800MHz)就是CPU的主頻。一般說來,一個時鍾周期完成的指令數是固定的,所以主頻越高,CPU的速度也就越快。主頻=外頻X倍頻。
此外,需要說明的是AMD的Athlon XP系列處理器其主頻為PR(Performance Rating)值標稱,例如Athlon XP 1700+和1800+。舉例來說,實際運行頻率為1.53GHz的Athlon XP標稱為1800+,而且在系統開機的自檢畫面、Windows系統的系統屬性以及WCPUID等檢測軟體中也都是這樣顯示的。
2.外頻
外頻即CPU的外部時鍾頻率,主板及CPU標准外頻主要有66MHz、100MHz、133MHz幾種。此外主板可調的外頻越多、越高越好,特別是對於超頻者比較有用。
3.倍頻
倍頻則是指CPU外頻與主頻相差的倍數。例如Athlon XP 2000+的CPU,其外頻為133MHz,所以其倍頻為12.5倍。
4.介面
介面指CPU和主板連接的介面。主要有兩類,一類是卡式介面,稱為SLOT,卡式介面的CPU像我們經常用的各種擴展卡,例如顯卡、音效卡等一樣是豎立插到主板上的,當然主板上必須有對應SLOT插槽,這種介面的CPU目前已被淘汰。另一類是主流的針腳式介面,稱為Socket,Socket介面的CPU有數百個針腳,因為針腳數目不同而稱為Socket370、Socket478、Socket462、Socket423等。
5.緩存
緩存就是指可以進行高速數據交換的存儲器,它先於內存與CPU交換數據,因此速度極快,所以又被稱為高速緩存。與處理器相關的緩存一般分為兩種——L1緩存,也稱內部緩存;和L2緩存,也稱外部緩存。例如Pentium4「Willamette」內核產品採用了423的針腳架構,具備400MHz的前端匯流排,擁有256KB全速二級緩存,8KB一級追蹤緩存,SSE2指令集。
內部緩存(L1 Cache)
也就是我們經常說的一級高速緩存。在CPU裡面內置了高速緩存可以提高CPU的運行效率,內置的L1高速緩存的容量和結構對CPU的性能影響較大,L1緩存越大,CPU工作時與存取速度較慢的L2緩存和內存間交換數據的次數越少,相對電腦的運算速度可以提高。不過高速緩沖存儲器均由靜態RAM組成,結構較復雜,在CPU管芯面積不能太大的情況下,L1級高速緩存的容量不可能做得太大,L1緩存的容量單位一般為KB。
外部緩存(L2 Cache)
CPU外部的高速緩存,外部緩存成本昂貴,所以Pentium 4 Willamette核心為外部緩存256K,但同樣核心的賽揚4代只有128K。
6.多媒體指令集
為了提高計算機在多媒體、3D圖形方面的應用能力,許多處理器指令集應運而生,其中最著名的三種便是Intel的MMX、SSE/SSE2和AMD的3D NOW!指令集。理論上這些指令對目前流行的圖像處理、浮點運算、3D運算、視頻處理、音頻處理等諸多多媒體應用起到全面強化的作用。
7.製造工藝
早期的處理器都是使用0.5微米工藝製造出來的,隨著CPU頻率的增加,原有的工藝已無法滿足產品的要求,這樣便出現了0.35微米以及0.25微米工藝。製作工藝越精細意味著單位體積內集成的電子元件越多,而現在,採用0.18微米和0.13微米製造的處理器產品是市場上的主流,例如Northwood核心P4採用了0.13微米生產工藝。而在2003年,Intel和AMD的CPU的製造工藝會達到0.09毫米。
8.電壓(Vcore)
CPU的工作電壓指的也就是CPU正常工作所需的電壓,與製作工藝及集成的晶體管數相關。正常工作的電壓越低,功耗越低,發熱減少。CPU的發展方向,也是在保證性能的基礎上,不斷降低正常工作所需要的電壓。例如老核心Athlon XP的工作電壓為1.75v,而新核心的Athlon XP其電壓為1.65v
9.封裝形式
所謂CPU封裝是CPU生產過程中的最後一道工序,封裝是採用特定的材料將CPU晶元或CPU模塊固化在其中以防損壞的保護措施,一般必須在封裝後CPU才能交付用戶使用。CPU的封裝方式取決於CPU安裝形式和器件集成設計,從大的分類來看通常採用Socket插座進行安裝的CPU使用PGA(柵格陣列)方式封裝,而採用Slot x槽安裝的CPU則全部採用SEC(單邊接插盒)的形式封裝。現在還有PLGA(Plastic Land Grid Array)、OLGA(Organic Land Grid Array)等封裝技術。由於市場競爭日益激烈,目前CPU封裝技術的發展方向以節約成本為主。
10.整數單元和浮點單元
ALU—運算邏輯單元,這就是我們所說的「整數」單元。數學運算如加減乘除以及邏輯運算如「OR、AND、ASL、ROL」等指令都在邏輯運算單元中執行。在多數的軟體程序中,這些運算佔了程序代碼的絕大多數。
而浮點運算單元FPU(Floating Point Unit)主要負責浮點運算和高精度整數運算。有些FPU還具有向量運算的功能,另外一些則有專門的向量處理單元。
整數處理能力是CPU運算速度最重要的體現,但浮點運算能力是關繫到CPU的多媒體、3D圖形處理的一個重要指標,所以對於現代CPU而言浮點單元運算能力的強弱更能顯示CPU的性能。
CPU內核:
核心(Die)又稱為內核,是CPU最重要的組成部分。CPU中心那塊隆起的晶元就是核心,是由單晶硅以一定的生產工藝製造出來的,CPU所有的計算、接受/存儲命令、處理數據都由核心執行。各種CPU核心都具有固定的邏輯結構,一級緩存、二級緩存、執行單元、指令級單元和匯流排介面等邏輯單元都會有科學的布局。
為了便於CPU設計、生產、銷售的管理,CPU製造商會對各種CPU核心給出相應的代號,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,並提升一定的性能,而這些變化普通消費者是很少去注意的。每一種核心類型都有其相應的製造工藝(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、晶體管數量、各級緩存的大小、主頻范圍、流水線架構和支持的指令集(這兩點是決定CPU實際性能和工作效率的關鍵因素)、功耗和發熱量的大小、封裝方式(例如S.E.P、PGA、FC-PGA、FC-PGA2等等)、介面類型(例如Socket 370,Socket A,Socket 478,Socket T,Slot 1、Socket 940等等)、前端匯流排頻率(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,這種情況一般發生在新核心類型剛推出時,由於技術不完善或新的架構和製造工藝不成熟等原因,可能會導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介面的Pentium 4的實際性能不如Socket 370介面的Tualatin核心的Pentium III和賽揚,現在的低頻Prescott核心Pentium 4的實際性能不如同頻的Northwood核心Pentium 4等等,但隨著技術的進步以及CPU製造商對新核心的不斷改進和完善,新核心的中後期產品的性能必然會超越老核心產品。
CPU核心的發展方向是更低的電壓、更低的功耗、更先進的製造工藝、集成更多的晶體管、更小的核心面積(這會降低CPU的生產成本從而最終會降低CPU的銷售價格)、更先進的流水線架構和更多的指令集、更高的前端匯流排頻率、集成更多的功能(例如集成內存控制器等等)以及雙核心和多核心(也就是1個CPU內部有2個或更多個核心)等。CPU核心的進步對普通消費者而言,最有意義的就是能以更低的價格買到性能更強的CPU。
在CPU漫長的歷史中伴隨著紛繁復雜的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(僅限於台式機CPU,不包括筆記本CPU和伺服器/工作站CPU,而且不包括比較老的核心類型)。
Tualatin
這也就是大名鼎鼎的「圖拉丁」核心,是Intel在Socket 370架構上的最後一種CPU核心,採用0.13um製造工藝,封裝方式採用FC-PGA2和PPGA,核心電壓也降低到了1.5V左右,主頻范圍從1GHz到1.4GHz,外頻分別為100MHz(賽揚)和133MHz(Pentium III),二級緩存分別為512KB(Pentium III-S)和256KB(Pentium III和賽揚),這是最強的Socket 370核心,其性能甚至超過了早期低頻的Pentium 4系列CPU。
Willamette
這是早期的Pentium 4和P4賽揚採用的核心,最初採用Socket 423介面,後來改用Socket 478介面(賽揚只有1.7GHz和1.8GHz兩種,都是Socket 478介面),採用0.18um製造工藝,前端匯流排頻率為400MHz, 主頻范圍從1.3GHz到2.0GHz(Socket 423)和1.6GHz到2.0GHz(Socket 478),二級緩存分別為256KB(Pentium 4)和128KB(賽揚),注意,另外還有些型號的Socket 423介面的Pentium 4居然沒有二級緩存!核心電壓1.75V左右,封裝方式採用Socket 423的PPGA INT2,PPGA INT3,OOI 423-pin,PPGA FC-PGA2和Socket 478的PPGA FC-PGA2以及賽揚採用的PPGA等等。Willamette核心製造工藝落後,發熱量大,性能低下,已經被淘汰掉,而被Northwood核心所取代。
Northwood
這是目前主流的Pentium 4和賽揚所採用的核心,其與Willamette核心最大的改進是採用了0.13um製造工藝,並都採用Socket 478介面,核心電壓1.5V左右,二級緩存分別為128KB(賽揚)和512KB(Pentium 4),前端匯流排頻率分別為400/533/800MHz(賽揚都只有400MHz),主頻范圍分別為2.0GHz到2.8GHz(賽揚),1.6GHz到2.6GHz(400MHz FSB Pentium 4),2.26GHz到3.06GHz(533MHz FSB Pentium 4)和2.4GHz到3.4GHz(800MHz FSB Pentium 4),並且3.06GHz Pentium 4和所有的800MHz Pentium 4都支持超線程技術(Hyper-Threading Technology),封裝方式採用PPGA FC-PGA2和PPGA。按照Intel的規劃,Northwood核心會很快被Prescott核心所取代。
Prescott
這是Intel最新的CPU核心,目前還只有Pentium 4而沒有低端的賽揚採用,其與Northwood最大的區別是採用了0.09um製造工藝和更多的流水線結構,初期採用Socket 478介面,以後會全部轉到LGA 775介面,核心電壓1.25-1.525V,前端匯流排頻率為533MHz(不支持超線程技術)和800MHz(支持超線程技術),主頻分別為533MHz FSB的2.4GHz和2.8GHz以及800MHz FSB的2.8GHz、3.0GHz、3.2GHz和3.4GHz,其與Northwood相比,其L1 數據緩存從8KB增加到16KB,而L2緩存則從512KB增加到1MB,封裝方式採用PPGA。按照Intel的規劃,Prescott核心會很快取代Northwood核心並且很快就會推出Prescott核心533MHz FSB的賽揚。
Athlon XP的核心類型
Athlon XP有4種不同的核心類型,但都有共同之處:都採用Socket A介面而且都採用PR標稱值標注。
Palomino
這是最早的Athlon XP的核心,採用0.18um製造工藝,核心電壓為1.75V左右,二級緩存為256KB,封裝方式採用OPGA,前端匯流排頻率為266MHz。
Thoroughbred
這是第一種採用0.13um製造工藝的Athlon XP核心,又分為Thoroughbred-A和Thoroughbred-B兩種版本,核心電壓1.65V-1.75V左右,二級緩存為256KB,封裝方式採用OPGA,前端匯流排頻率為266MHz和333MHz。
Thorton
採用0.13um製造工藝,核心電壓1.65V左右,二級緩存為256KB,封裝方式採用OPGA,前端匯流排頻率為333MHz。可以看作是屏蔽了一半二級緩存的Barton。
Barton
採用0.13um製造工藝,核心電壓1.65V左右,二級緩存為512KB,封裝方式採用OPGA,前端匯流排頻率為333MHz和400MHz。
新Duron的核心類型
AppleBred
採用0.13um製造工藝,核心電壓1.5V左右,二級緩存為64KB,封裝方式採用OPGA,前端匯流排頻率為266MHz。沒有採用PR標稱值標注而以實際頻率標注,有1.4GHz、1.6GHz和1.8GHz三種。
Athlon 64系列CPU的核心類型
Clawhammer
採用0.13um製造工藝,核心電壓1.5V左右,二級緩存為1MB,封裝方式採用mPGA,採用Hyper Transport匯流排,內置1個128bit的內存控制器。採用Socket 754、Socket 940和Socket 939介面。
Newcastle
其與Clawhammer的最主要區別就是二級緩存降為512KB(這也是AMD為了市場需要和加快推廣64位CPU而採取的相對低價政策的結果),其它性能基本相同
cpu介面:
Slots、Sockets 和 Slocket 都是用來把 CPU 安裝在主板上的。在 1981 年 IBM 的 PC 機剛出爐時,CPU 8086 是直接焊在主板上的,接著的 286、386 也都是焊在主板上,很不好拆卸,對普通用戶來說一旦買了一台計算機就基本上沒有什麼升級的餘地了。到了 486 以後,處理器廠商開始採用插座或插槽來安裝 CPU。目前市場上的各種 CPU 種類繁多,所用的插座和插槽也很多,本文就給大家介紹一下各種 CPU 的插座和插槽。
Socket 1:Intel 開發的最古老的 CPU 插座,用於 486 晶元。有 169 個腳,電壓為 5V。最多隻能支持 DX4 的倍頻。
Socket 2:Intel 在 Socket 1 的基礎上作了小小的改進得到 Socket 2。Socket 2有 238 個腳,電壓仍為 5V。雖然它還是 486 的插座,但只要稍作修改就可以支持 Pentium 了。
Socket 3:Socket 3 是在 Socket 2 的基礎上發展起來的。它有 237 個腳,電壓為 5V,但可以通過主板上的跳線設為 3.3V。它支持 Socket 2 的所有 CPU,還支持 5x86。它是最後一種 486 插座。
Socket 4:Pentium 時代的 CPU 插座從 Socket 4 開始。它有 273 個腳,工作電壓為 5V。正是因為它的工作電壓太高,所以它並沒有怎麼流行就被 Socket 5 取代了。Socket 4 只能支持 60-66MHz 的 Pentium。
Socket 5:Socket 5 有 320 個腳,工作電壓為 3.3V。它支持從 75MHz 到 133MHz 的 Pentium。Socket 5 插座在早期的 Pentium 中非常流行。
Socket 6:看名字你也許會認為這是一個 Pentium 插座,但實際上 Socket 6 是一個 486 插座。它有 235 個腳,工作電壓為 3.3V,比 Socket 3 稍微先進一點。不過隨著 Pentium 的流行,486 很快就不再是市場的主流,Socket 6 也很快就被人遺忘了。
Socket 7:Socket 7是到目前為止最流行和應用最廣泛的CPU插座。它 有321個腳,工作電壓范圍為2.5-3.3V。它支持從75MHz開始的所有Pentium處理器,包括Pentium MMX,K5, K6, K6-2, K6-3, 6x86, M2和M3。Socket 7是由Intel發布的,事實上已成為當時的工業標准,可以支持IDT、 AMD和Cyrix的第六代CPU。但Intel在開發自己的第六代CPU-Pentium II是,卻決定舍棄Socket 7,另外開創一個局面。
Socket 8:Socket 8 是 Pentium Pro 專用的插座。它有 387 個腳,工作電壓為 3.1/3.3V。它還為雙處理器的主板做了特殊的設計。但隨著市場主流從 Pentium MMX 轉向 Pentium II,Socket 8 很快就被遺忘了。
Socket 370 :Socket 370是Intel為賽揚A CPU提供的介面。其後,Intel 也在不斷轉變著策略,新千年隨著Intel Coppermine系列CPU新P Ⅲ和新賽揚 Ⅱ(均為 Socket 370 結構設計)的推出, Socket 370介面的主板一改低端形象,逐漸成為CPU介面結構主板的主流。
Socket 423:早期的奔騰 4系列處理器都採用Socket423封裝。
Socket 478:基於Northwood核心的奔騰 4處理器必須使用Socket478封裝,採用0.13微米工藝加工。
Slot 1:Slot 1 的出現徹底改變了 Intel 的 CPU 插座一貫的形狀。Intel 原來的 CPU 都是四方的,管腳在晶元的底部,安裝時 CPU 插在主板的插座上。而 Pentium II 不再是四方的了,處理器晶元焊在一塊電路板上,然後這塊電路板再插到主板的插槽中,這個插槽就是 Slot 1。採用這種設計處理器內核和 L2 緩存之間的通信速度更快。Slot 1 有 242 個腳,工作電壓為 2.8-3.3V。Slot 1 主要用於 P2,P3 和 Celeron(賽揚),另外還有 Socket 8 的轉接卡用來安裝 Pentium Pro。
Slot 2:Slot 2 是 Slot 1 的改進,主要用於 Xeon 系列處理器。Slot 2 有 330 個腳,它和 Slot 1 之間最大的區別就在於 Slot 1 的 CPU 和 L2 緩存只能以 CPU 工作頻率的一半進行通信,而 Slot 2 允許 CPU 和 L2 緩存以 CPU 工作頻率進行通信。
Socket 370:從名字就可以看出 Socket 370 插座有 370 個管腳。在 Intel 找到了把處理器內核和 L2 緩存很便宜的做在一起的方法之後,它的 CPU 插座從 Slot 回到了 Socket。Socket 370 是基於 Socket 7 的,它不過只是在插座的四邊每一邊加了一排管腳。首先採用 Socket 370 的是 PPGA 封裝的 Celeron,接著是 FC-PGA 封裝的 Pentium III 和 Celeron II。同樣也有 Socket 370 到 Slot 1 的轉接卡。目前 Intel 的主流 CPU 都是 Socket 370 類型的。
Slot A:由於 Intel 給 Slot 1 申請了很全面的專利,AMD 不能象從前那樣照搬 Intel 的插座,所以 AMD 獨立開發了 Slot A,Slot A 是 AMD 擁有獨立知識產權的 CPU 插座,主要用於 Athlon 系列處理器。它的設計和 Slot 1 類似,但採用的協議不一樣,它用的是 EV6 匯流排協議。採用 EV6 匯流排協議,CPU 和內存之間的工作頻率可以達到 200MHz。目前隨著 Athlon 處理器越來越流行,Slot A 的主板也越來越多。
Socket A:當 Intel 從 Slot 轉回 Socket 時,AMD 也亦步亦趨,從 Slot A 轉回了 Socket A。0.18 微米的 Athlon 和 Duron 都採用 Socket A 插座,它也支持 200MHz 以及 266MHz 的 EV6 匯流排。與 Socket 370 不同的是,Socket 370 CPU 可以直接用 Socket 7 的散熱器,而 Socket A 的散熱器要稍作修改。另外 AMD 沒有提供 Socket A 到 Slot A 的轉接卡。Socket A 有 462 個腳,它與 Socket 370 不兼容。目前 AMD 的主流 CPU 都是 Socket A 類型的。
Slockets:所謂的 Slocket 是 Slot 和 Socket 的結合體,從它的拼法上就可以看出。它實質上是一個Slot 1 到 Socket 370 的轉接卡,在不同的電平和介面之間進行轉換。有的 Slocket 可以插兩個 CPU,還有的 Slocket 可以去除 CPU 的鎖頻,使超頻更容易。
以上給大家介紹了一下已有的各種 CPU 插座和插槽,希望用戶在升級的時候,注意要買自己的主板能支持的 CPU。
參考資料:硬體工程師教程
Ⅶ 簡要說明選擇cpu時應注意的基本問題
在選購處理器的過程中,只通過核心數量來判斷一款CPU的好壞是不科學的。需要注意的是,由於產品的架構不同,Intel和AMD對於處理器的主頻標準是不一樣的,不能直接用於橫向比較。
雖然從整體來說價格越高的CPU,其綜合性能就越好,但因為CPU市場存在著競爭關系,Intel和AMD不斷地針對競品推出相應新品,尤其是對於AMD來說,價格是其非常重要的一項優勢。
(7)cpu采購基礎知識大全擴展閱讀
通用中央處理器(CPU)晶元是信息產業的基礎部件,也是武器裝備的核心器件。我國缺少具有自主知識產權的CPU技術和產業,不僅造成信息 產業受制於人,而且國家安全也難以得到全面保障。 「十五」期間,國家「863計劃」開始支持自主研發 CPU。
「十一五」期間,「核心電子器件、高端通用晶元及基礎軟體產品」(「核高基」)重大專項將「863計 劃」中的CPU成果引入產業。從「十二五」開始,我國在多個領域進行自主研發CPU的應用和試點,在一定范圍內形成了自主技術和產業體系,可滿足武器裝備、信息化等領域的應用需求。但國外CPU 壟斷已久,我國自主研發CPU產品和市場的成熟還需要一定時間。
Ⅷ CPU的基礎知識
我們通常會將CPU比喻為人類的大腦,是計算機的核心硬體,決定了一台電腦的運算性能好壞。我們在選購CPU的時候,通常都會在網上查詢處理器型號參數,主要是看主頻、核心、線程、緩存、架構等參數,下面就讓我帶你去看看CPU的基礎知識吧,希望能幫助到大家!
CPU的一些基本知識 總結
關於CPU和程序的執行
CPU是計算機的大腦。
1、程序的運行過程,實際上是程序涉及到的、未涉及到的一大堆的指令的執行過程。
當程序要執行的部分被裝載到內存後,CPU要從內存中取出指令,然後指令解碼(以便知道類型和操作數,簡單的理解為CPU要知道這是什麼指令),然後執行該指令。再然後取下一個指令、解碼、執行,以此類推直到程序退出。
2、這個取指、解碼、執行三個過程構成一個CPU的基本周期。
3、每個CPU都有一套自己可以執行的專門的指令集(注意,這部分指令是CPU提供的,CPU-Z軟體可查看)。
正是因為不同CPU架構的指令集不同,使得__86處理器不能執行ARM程序,ARM程序也不能執行__86程序。(Intel和AMD都使用__86指令集,手機絕大多數使用ARM指令集)。
註:指令集的軟硬體層次之分:硬體指令集是硬體層次上由CPU自身提供的可執行的指令集合。軟體指令集是指語言程序庫所提供的指令,只要安裝了該語言的程序庫,指令就可以執行。
4、由於CPU訪問內存以得到指令或數據的時間要比執行指令花費的時間長很多,因此在CPU內部提供了一些用來保存關鍵變數、臨時數據等信息的通用寄存器。
所以,CPU需要提供 一些特定的指令,使得可以從內存中讀取數據存入寄存器以及可以將寄存器數據存入內存。
此外還需要提供加法、減、not/and/or等基本運算指令,而乘除法運算都是推算出來的(支持的基本運算指令參見ALU Functions),所以乘除法的速度要慢的多。這也是演算法里在考慮時間復雜度時常常忽略加減法次數帶來的影響,而考慮乘除法的次數的原因。
5、除了通用寄存器,還有一些特殊的寄存器。典型的如:
PC:program counter,表示程序計數器,它保存了將要取出的下一條指令的內存地址,指令取出後,就會更新該寄存器指向下一條指令。
堆棧指針:指向內存當前棧的頂端,包含了每個函數執行過程的棧幀,該棧幀中保存了該函數相關的輸入參數、局部變數、以及一些沒有保存在寄存器中的臨時變數。
PSW:program status word,表示程序狀態字,這個寄存器內保存了一些控制位,比如CPU的優先順序、CPU的工作模式(用戶態還是內核態模式)等。
6、在CPU進行進程切換的時候,需要將寄存器中和當前進程有關的狀態數據寫入內存對應的位置(內核中該進程的棧空間)保存起來,當切換回該進程時,需要從內存中拷貝回寄存器中。即上下文切換時,需要保護現場和恢復現場。
7、為了改善性能,CPU已經不是單條取指-->解碼-->執行的路線,而是分別為這3個過程分別提供獨立的取值單元,解碼單元以及執行單元。這樣就形成了流水線模式。
例如,流水線的最後一個單元——執行單元正在執行第n條指令,而前一個單元可以對第n+1條指令進行解碼,再前一個單元即取指單元可以去讀取第n+2條指令。這是三階段的流水線,還可能會有更長的流水線模式。
8、更優化的CPU架構是superscalar架構(超標量架構)。這種架構將取指、解碼、執行單元分開,有大量的執行單元,然後每個取指+解碼的部分都以並行的方式運行。比如有2個取指+解碼的並行工作線路,每個工作線路都將解碼後的指令放入一個緩存緩沖區等待執行單元去取出執行。
9、除了嵌入式系統,多數CPU都有兩種工作模式:內核態和用戶態。這兩種工作模式是由PSW寄存器上的一個二進制位來控制的。
10、內核態的CPU,可以執行指令集中的所有指令,並使用硬體的所有功能。
11、用戶態的CPU,只允許執行指令集中的部分指令。一般而言,IO相關和把內存保護相關的所有執行在用戶態下都是被禁止的,此外 其它 一些特權指令也是被禁止的,比如用戶態下不能將PSW的模式設置控制位設置成內核態。
12、用戶態CPU想要執行特權操作,需要發起系統調用來請求內核幫忙完成對應的操作。其實是在發起系統調用後,CPU會執行trap指令陷入(trap)到內核。當特權操作完成後,需要執行一個指令讓CPU返回到用戶態。
13、除了系統調用會陷入內核,更多的是硬體會引起trap行為陷入內核,使得CPU控制權可以回到 操作系統 ,以便操作系統去決定如何處理硬體異常。
關於CPU的基本組成
1、CPU是用來運算的(加法運算+、乘法運算__、邏輯運算and not or等),例如c=a+b。
2、運算操作涉及到數據輸入(input)、處理、數據輸出(output),a和b是輸入數據,加法運算是處理,c是輸出數據。
3、CPU需要使用一個叫做存儲器(也就是各種寄存器)的東西保存輸入和輸出數據。以下是幾種常見的寄存器(前文也介紹了一些)
MAR: memory address register,保存將要被訪問數據在內存中哪個地址處,保存的是地址值
MDR: memory data register,保存從內存讀取進來的數據或將要寫入內存的數據,保存的是數據值
AC: Accumulator,保存算術運算和邏輯運算的中間結果,保存的是數據值
PC: Program Counter,保存下一個將要被執行指令的地址,保存的是地址值
CIR: current instruction register,保存當前正在執行的指令
4、CPU還要將一些常用的基本運算工具(如加法器)放進CPU,這部分負責運算,稱為算術邏輯單元(ALU, Arithmetic Logic Unit)。
5、CPU中還有一個控制器(CU, Control Unit),負責將存儲器中的數據送到ALU中去做運算,並將運算後的結果存回到存儲器中。
控制器還包含了一些控制信號。
5、控制器之所以知道數據放哪裡、做什麼運算(比如是做加法還是邏輯運算?)都是由指令告訴控制器的,每個指令對應一個基本操作,比如加法運算對應一個指令。
6、例如,將兩個MDR寄存器(保存了來自內存的兩個數據)中的值拷貝到ALU中,然後根據指定的操作指令執行加法運算,將運算結果拷貝會一個MDR寄存器中,最後寫入到內存。
7、這就是馮諾依曼結構圖,也就是現在計算機的結構圖。
關於CPU的多核和多線程
1、CPU的物理個數由主板上的插槽數量決定,每個CPU可以有多核心,每核心可能會有多線程。
2、多核CPU的每核(每核都是一個小晶元),在OS看來都是一個獨立的CPU。
3、對於超線程CPU來說,每核CPU可以有多個線程(數量是兩個,比如1核雙線程,2核4線程,4核8線程),每個線程都是一個虛擬的邏輯CPU(比如windows下是以邏輯處理器的名稱稱呼的),而每個線程在OS看來也是獨立的CPU。
這是欺騙操作系統的行為,在物理上仍然只有1核,只不過在超線程CPU的角度上看,它認為它的超線程會加速程序的運行。
4、要發揮超線程優勢,需要操作系統對超線程有專門的優化。
5、多線程的CPU在能力上,比非多線程的CPU核心要更強,但每個線程不足以與獨立的CPU核心能力相比較。
6、每核上的多線程CPU都共享該核的CPU資源。
例如,假設每核CPU都只有一個"發動機"資源,那麼線程1這個虛擬CPU使用了這個"發動機"後,線程2就沒法使用,只能等待。
所以,超線程技術的主要目的是為了增加流水線(參見前文對流水線的解釋)上更多個獨立的指令,這樣線程1和線程2在流水線上就盡量不會爭搶該核CPU資源。所以,超線程技術利用了superscalar(超標量)架構的優點。
7、多線程意味著每核可以有多個線程的狀態。比如某核的線程1空閑,線程2運行。
8、多線程沒有提供真正意義上的並行處理,每核CPU在某一時刻仍然只能運行一個進程,因為線程1和線程2是共享某核CPU資源的。可以簡單的認為每核CPU在獨立執行進程的能力上,有一個資源是唯一的,線程1獲取了該資源,線程2就沒法獲取。
但是,線程1和線程2在很多方面上是可以並行執行的。比如可以並行取指、並行解碼、並行執行指令等。所以雖然單核在同一時間只能執行一個進程,但線程1和線程2可以互相幫助,加速進程的執行。
並且,如果線程1在某一時刻獲取了該核執行進程的能力,假設此刻該進程發出了IO請求,於是線程1掌握的執行進程的能力,就可以被線程2獲取,即切換到線程2。這是在執行線程間的切換,是非常輕量級的。(WIKI: if resources for one process are not available, then another process can continue if its resources are available)
9、多線程可能會出現一種現象:假如2核4線程CPU,有兩個進程要被調度,那麼只有兩個線程會處於運行狀態,如果這兩個線程是在同一核上,則另一核完全空轉,處於浪費狀態。更期望的結果是每核上都有一個CPU分別調度這兩個進程。
關於CPU上的高速緩存
1、最高速的緩存是CPU的寄存器,它們和CPU的材料相同,最靠近CPU或最接近CPU,訪問它們沒有時延(<1ns)。但容量很小,小於1kb。
32bit:32__32比特=128位元組
64bit:64__64比特=512位元組
2、寄存器之下,是CPU的高速緩存。分為L1緩存、L2緩存、L3緩存,每層速度按數量級遞減、容量也越來越大。
3、每核心都有一個自己的L1緩存。L1緩存分兩種:L1指令緩存(L1-icache)和L1數據緩存(L1-dcache)。L1指令緩存用來存放已解碼指令,L1數據緩存用來放訪問非常頻繁的數據。
4、L2緩存用來存放近期使用過的內存數據。更嚴格地說,存放的是很可能將來會被CPU使用的數據。
5、多數多核CPU的各核都各自擁有一個L2緩存,但也有多核共享L2緩存的設計。無論如何,L1是各核私有的(但對某核內的多線程是共享的)。
電腦 硬體知識 大全(CPU篇)
一, CPU(中央處理器)全球目前分兩家來做,一家叫英特爾(牙膏大廠)一家叫AMD(農企),這兩家CPU還是很好分辨的,電子硬體鐵律就是買新不買舊!所以咱們只需要分辨出什麼是新產品就可以!
1、 先說一個誤區,以前所有人都覺的CPU要高,我多少多少預算,我就要買i7,i9。 其實這個是不對的,i3 i5 i7 i9 這只是英特爾對自家消費級產品的一個等級劃分而已,而且,CPU(中央處理器)這個東西僅僅是像人類大腦一樣,分辨數據,計算數據而已,跟整體電腦性能幾乎沒太大關系,也可以換個思路想,你覺得健全的身體更有作用呢還是有一個天才般的頭腦更強呢?這個問題看似很蠢,但是現實一點就是,可能你的工作需求根本不需要一個天才般得頭腦,更需要靈活的四肢,口語表達能力。你的感官等等。人類站在生物鏈的頂端不僅僅只靠大腦而已。
↑ 上面說的有點多,不過只是讓你們對電腦從新認知一下,顛覆你們被奸商洗腦的思想
2、說英特爾之前大家可以先網路一個協議,叫《瓦森納協定》,全稱為《關於常規武器和兩用物品及技術出口控制的瓦森納協定》目前共有美國、日本(無關緊要)、俄羅斯(無關緊要)、等40個成員國(不含中國),對某些國家禁止出售高技術產品等等。為什麼在咱們家很少有公司能研發高技術產物,原因就在這個瓦森納協定裡面,任何高科技產物,軍事方面醫療方面,生物方面美國都禁止其他國家出口給咱們,之前說的天河二號表示抱歉,天河二號前段處理器為4096顆FT-1500 16核心SPARC V9架構處理器,40nm製程,FT-1500處理器是由國防科技大學為天河1研發(天朝),主板是由浪潮集團研發(天朝)。並不全部自主研發,中央處理器為英特爾提供,型號為E5 2692v2 12核處理器,16000個運算節點,每個節點配備兩顆E5 12核處理器,三個Phi 57核心的協處理器。
話說回來華為是真的強,作為電子硬體 愛好 的我是真的感受到華為的能力。自主研發能與美國高通抗衡。部分人說華為東拼西湊代工什麼的,嗯?請現實點,沒有一家公司能全部自主研發!你這是雞蛋裡面挑骨頭
那麼大家現在只能見到英特爾的 i 系列,也就是消費級處理器。 那麼這么多 i 系列,怎麼區分呢?
3、說到i 系列,就要 說說 英特爾這個公司,前兩年是剛過40周年,發布了一個u,叫 i7 8086,這個u其實是致敬第一代__86架構 IMB PC處理器,所有PC端__86架構處理器的祖宗 Intel 8086,那麼英特爾創始人之一戈登·摩爾在當時提出來一個很有意思的說法,延續至今,被大家稱為摩爾定律!摩爾定律大概意思當價格不變時,集成電路上可容納的元器件的數目,約每隔18-24個月便會增加一倍,性能也將提升一倍。換言之,每一美元所能買到的電腦性能,將每隔18-24個月翻一倍以上。這一定律揭示了信息技術進步的速度。那麼英特爾也勉為其難的按照這個定律對自家處理器進行更新。
4、i7 6700(四核八線程 CPU主頻3.4Ghz 最大睿頻4.0Ghz 14nm工藝 )
i7 7700 (四核八線程 CPU主頻3.6Ghz 最大睿頻4.2Ghz 14nm工藝 )
i7 8700 (六核十二線程 CPU主頻3.2Ghz 最大睿頻4.6Ghz 14nm工藝 )
i7 9700K(八核八線程 CPU主頻3.6Ghz 最大睿頻4.9Ghz 14nm工藝 )
誒!有沒有發現,同樣是i7 但是具體參數不一樣,核心也不一樣,頻率也不一樣。那麼i3 也好i5也好 i7也好,後面第一個數字就代表年份。按照摩爾定律,他們價格其實是一樣的,老產品還會更便宜。也就是說你六年前能買到i7 6700,那麼同樣的價格能買到現在的i7 8700,這也是諸多奸商行騙的一個手段,也是線下賣電腦為什麼要說,i3不好i5好,頂配買i7。一方面是可以用老產品來混淆新產品,二是給你灌輸一個思想,買電腦處理器好就行。
那麼區分就很簡單了,以i3 8100為例子,8就是第八代酷睿處理器,100說的是規格也可以叫核心完整性,你可以比喻一下,第八代處理器完整度是1000 你100 300 400就可以劃分出來,(當然性能不是按照這么劃分,規格按照這個參數比喻一下)那麼i3 8350K 中的350就是i3 這個等級中最高的(范圍100-350)超過350,那就是400,這個規格就被劃分到 i5 8400,那麼i5 劃分區域為(400-650)上至700 那就是i7 8700,是不是懂了!誒我去,原來就這么簡單?還以為能有多難!同代產品,等級越高性能越好。但是不同代產品差距就很大!!!!
5、例子:i5 7400(四核四線程 CPU主頻3.0Ghz 最大睿頻3.5Ghz 14nm工藝 )
對標:i3 8100 (四核四線程 CPU主頻3.6Ghz 無睿頻加速 14nm工藝 )
對標:i3 7100 (二核四線程 CPU主頻3.9Ghz 無睿頻加速 14nm工藝 )
誒,i3 8100這個第八代處理器居然要比第七代i5 7400還要強?價格呢?i3 8100全新盒裝1049元,(散片 845)。i5 7400性能低 全新盒裝1299元(散片1030)。
是不是沒有對比就沒有傷害,更別提i3 7100這個渣渣了,所以並不是i5牛皮i7頂級,是根據工藝來判斷,判斷標准上面都寫了。還有一點就是按照你的需求,盡管你是i7 9700K這樣的CPU,你其他硬體跟不上,跟斷手斷腳沒區別,還不如不買。那麼如何來正確的搭配其他配件呢,啊哈哈哈哈哈,就看你們的留言了。支持過50人就繼續更新。畢竟你們不支持我也沒動力繼續寫下去呀。哈哈哈哈。
看不懂CPU?學會看CPU只需明白這5點,如此簡單!
第一點:CPU型號的含義
現在呢,根據英特爾和AMD的方式,可以將處理器分為4個級別:
1、 入門:Core i3/Ryzen 3
2、 普通:Core i5/Ryzen 5
3、 高級:Core i7/Ryzen 7
4、 發燒:Core i9/Ryzen 9
在入門級下面,還有常見的英特爾的賽揚、AMD速龍處理器等等,而在發燒級上面,則有英特爾的__晶元組處理器以及AMD的線程撕裂者等等。
下面列舉一個例子,詳細解說其他部分,比如Intel Core i9-9900K!
其中,後面的第一個數字通常是表示第幾代產品,而這里的「9900K」的第1個9則表示是第9代產品。後面的其他數字,則表示同一代產品中的各種型號。
一般情況下,數值越高越好,因為這通常表示更多的核心線程或更高的頻率。
另外,英特爾CPU產品末尾帶字母「K」,則表示可以超頻。而且,英特爾CPU通常帶有核顯,如果帶有」F」代表沒有核顯。
AMD的Ryzen處理器都可以超頻,尾部的」__」通常表示意味著更高的處理器頻率。但是AMD的處理器很少帶核顯,如果末尾有字母」G」,則表示帶有核顯。
第二點:CPU的規格參數
CPU的組成其實是很復雜的,有許多的不同的規格和參數,下面就簡單講其中幾個相對更重要的規格參數!
1、核心數量:是指CPU的物理核心數量,一般情況下核心數量越多越好,建議4核起步
2、線程數量:是指CPU可以處理的獨立進程數,通常線程數越多越好,而理論上線程數等於內核數。不過,隨著多線程能力的加入(英特爾的超線程、AMD的SMT),一個物理核心是可以創建兩個線程的。
3、CPU頻率:是指晶元運行的速度,單位為GHz,數字越高越快。
4、CPU緩存:目前只有3個級別的緩存,分別為:L1的容量最小但速度最快,L2容量和速度居中,L3容量最大但速度低。
5、TDP:是指處理器在不進行AV__任務,保持基本頻率時,全速運行所能產生的最大熱量值,一般來說TDP越高性能越強。而我們了解這一點,是為了更好的選擇合適的散熱器!
6、IPC:是指同頻性能,主要是用於不同架構的CPU之間的性能對比。但是,這個參數一般會不標注,需要各位朋友自己去看相關評測數據。
第三點:CPU對應主板的挑選
關於CPU對應主板的挑選,因為裡面涉及比較多的點,比如插槽、 BIOS 以及晶元組等等,實際情況比較復雜,所以最好的 方法 就是,直接去官方網站查看CPU支持列表,同時咨詢官方客服了解情況。
第四點:CPU型號的挑選
其實,我們想要了解CPU的知識,無非是想選擇合適的CPU,使得電腦性價比更高,所以下面就來說一下如何根據實際情況選擇CPU。
1、日常使用款
如果你只是簡單的上網看視頻、聽音樂或者日常辦公,那麼雙核心或者4核心的入門CPU都是可以的了。但是,考慮到4核心普及度,還是建議購買4核心的CPU。
2、游戲款
如果是想玩游戲,那麼Intel i5或者Ryzen 5系列處理器基本就可以了,因為游戲性能更多是看顯卡,所以綜合一下,顯卡花多點錢,整體性價比更高。
3、專業高性能款
如果你使用電腦時,偶爾需要會運行性能要求高的任務,比如視頻編輯等等,但是不會作為專職使用。那麼,英特爾的i7、i9或者AMD Ryzen7、Ryzen9處理器都是可以的。
4、 專業工作站款
如果你是專職於視頻編輯,或者海量數據處理,那麼建議使用HEDT平台的產品,主要是AMD的線程撕裂者處理器以及英特爾的__晶元組產品,因為它們具有大量的核心線程數量,適用於多線程任務處理。
5、 超頻款
這個就簡單了,現在AMD的處理器基本都開放了超頻功能,而英特爾的CPU只有名稱後綴帶」K」字母,才開放了超頻。另外,還有注意配套的主板晶元組等等。
第五點:電腦整體配置
CPU的重要性不言而喻,但是電腦是一個整體,我們還需要考慮顯卡性能,存儲性能等等。
如果電腦配置不平衡,那麼整體性能會大幅度下降,正如上面所說,玩游戲的電腦需要側重於顯卡,打個比方在同等的條件下,i7處理器+GT__1050顯卡的游戲性能,是比不上i5處理器+GT__1660顯卡的。
而電腦存儲性能,重點是容量,建議內存8GB起步,最好16GB。而電腦硬碟,大家都清楚SSD硬碟的性能是高於機械硬碟的。當然,還有其他需要考慮的問題,但是一定不要忘記整體配置的均衡是很重要的!
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Ⅸ CPU講解大全
CPU知識大全
1.主頻
主頻也叫時鍾頻率,單位是MHz,用來表示CPU的運算速度。CPU的主頻=外頻×倍頻系數。很多人認為主頻就決定著CPU的運行速度,這不僅是個片面的,而且對於伺服器來講,這個認識也出現了偏差。至今,沒有一條確定的公式能夠實現主頻和實際的運算速度兩者之間的數值關系,即使是兩大處理器廠家Intel和AMD,在這點上也存在著很大的爭議,我們從Intel的產品的發展趨勢,可以看出Intel很注重加強自身主頻的發展。像其他的處理器廠家,有人曾經拿過一快1G的全美達來做比較,它的運行效率相當於2G的Intel處理器。
所以,CPU的主頻與CPU實際的運算能力是沒有直接關系的,主頻表示在CPU內數字脈沖信號震盪的速度。在Intel的處理器產品中,我們也可以看到這樣的例子:1 GHz Itanium晶元能夠表現得差不多跟2.66 GHz Xeon/Opteron一樣快,或是1.5 GHz Itanium 2大約跟4 GHz Xeon/Opteron一樣快。CPU的運算速度還要看CPU的流水線的各方面的性能指標。
當然,主頻和實際的運算速度是有關的,只能說主頻僅僅是CPU性能表現的一個方面,而不代表CPU的整體性能。
2.外頻
外頻是CPU的基準頻率,單位也是MHz。CPU的外頻決定著整塊主板的運行速度。說白了,在台式機中,我們所說的超頻,都是超CPU的外頻(當然一般情況下,CPU的倍頻都是被鎖住的)相信這點是很好理解的。但對於伺服器CPU來講,超頻是絕對不允許的。前面說到CPU決定著主板的運行速度,兩者是同步運行的,如果把伺服器CPU超頻了,改變了外頻,會產生非同步運行,(台式機很多主板都支持非同步運行)這樣會造成整個伺服器系統的不穩定。
目前的絕大部分電腦系統中外頻也是內存與主板之間的同步運行的速度,在這種方式下,可以理解為CPU的外頻直接與內存相連通,實現兩者間的同步運行狀態。外頻與前端匯流排(FSB)頻率很容易被混為一談,下面的前端匯流排介紹我們談談兩者的區別。
3.前端匯流排(FSB)頻率
前端匯流排(FSB)頻率(即匯流排頻率)是直接影響CPU與內存直接數據交換速度。有一條公式可以計算,即數據帶寬=(匯流排頻率×數據帶寬)/8,數據傳輸最大帶寬取決於所有同時傳輸的數據的寬度和傳輸頻率。比方,現在的支持64位的至強Nocona,前端匯流排是800MHz,按照公式,它的數據傳輸最大帶寬是6.4GB/秒。
外頻與前端匯流排(FSB)頻率的區別:前端匯流排的速度指的是數據傳輸的速度,外頻是CPU與主板之間同步運行的速度。也就是說,100MHz外頻特指數字脈沖信號在每秒鍾震盪一千萬次;而100MHz前端匯流排指的是每秒鍾CPU可接受的數據傳輸量是100MHz×64bit÷8Byte/bit=800MB/s。
其實現在「HyperTransport」構架的出現,讓這種實際意義上的前端匯流排(FSB)頻率發生了變化。之前我們知道IA-32架構必須有三大重要的構件:內存控制器Hub (MCH) ,I/O控制器Hub和PCI Hub,像Intel很典型的晶元組 Intel 7501、Intel7505晶元組,為雙至強處理器量身定做的,它們所包含的MCH為CPU提供了頻率為533MHz的前端匯流排,配合DDR內存,前端匯流排帶寬可達到4.3GB/秒。但隨著處理器性能不斷提高同時給系統架構帶來了很多問題。而「HyperTransport」構架不但解決了問題,而且更有效地提高了匯流排帶寬,比方AMD Opteron處理器,靈活的HyperTransport I/O匯流排體系結構讓它整合了內存控制器,使處理器不通過系統匯流排傳給晶元組而直接和內存交換數據。這樣的話,前端匯流排(FSB)頻率在AMD Opteron處理器就不知道從何談起了。
4、CPU的位和字長
位:在數字電路和電腦技術中採用二進制,代碼只有「0」和「1」,其中無論是 「0」或是「1」在CPU中都是 一「位」。
字長:電腦技術中對CPU在單位時間內(同一時間)能一次處理的二進制數的位數叫字長。所以能處理字長為8位數據的CPU通常就叫8位的CPU。同理32位的CPU就能在單位時間內處理字長為32位的二進制數據。位元組和字長的區別:由於常用的英文字元用8位二進制就可以表示,所以通常就將8位稱為一個位元組。字長的長度是不固定的,對於不同的CPU、字長的長度也不一樣。8位的CPU一次只能處理一個位元組,而32位的CPU一次就能處理4個位元組,同理字長為64位的CPU一次可以處理8個位元組。
5.倍頻系數
倍頻系數是指CPU主頻與外頻之間的相對比例關系。在相同的外頻下,倍頻越高CPU的頻率也越高。但實際上,在相同外頻的前提下,高倍頻的CPU本身意義並不大。這是因為CPU與系統之間數據傳輸速度是有限的,一味追求高倍頻而得到高主頻的CPU就會出現明顯的「瓶頸」效應—CPU從系統中得到數據的極限速度不能夠滿足CPU運算的速度。一般除了工程樣版的Intel的CPU都是鎖了倍頻的,而AMD之前都沒有鎖。
6.緩存
緩存大小也是CPU的重要指標之一,而且緩存的結構和大小對CPU速度的影響非常大,CPU內緩存的運行頻率極高,一般是和處理器同頻運作,工作效率遠遠大於系統內存和硬碟。實際工作時,CPU往往需要重復讀取同樣的數據塊,而緩存容量的增大,可以大幅度提升CPU內部讀取數據的命中率,而不用再到內存或者硬碟上尋找,以此提高系統性能。但是由於CPU晶元面積和成本的因素來考慮,緩存都很小。
L1Cache(一級緩存)是CPU第一層高速緩存,分為數據緩存和指令緩存。內置的L1高速緩存的容量和結構對CPU的性能影響較大,不過高速緩沖存儲器均由靜態RAM組成,結構較復雜,在CPU管芯面積不能太大的情況下,L1級高速緩存的容量不可能做得太大。一般伺服器CPU的L1緩存的容量通常在32—256KB。
L2Cache(二級緩存)是CPU的第二層高速緩存,分內部和外部兩種晶元。內部的晶元二級緩存運行速度與主頻相同,而外部的二級緩存則只有主頻的一半。L2高速緩存容量也會影響CPU的性能,原則是越大越好,現在家庭用CPU容量最大的是512KB,而伺服器和工作站上用CPU的L2高速緩存更高達256-1MB,有的高達2MB或者3MB。
L3Cache(三級緩存),分為兩種,早期的是外置,現在的都是內置的。而它的實際作用即是,L3緩存的應用可以進一步降低內存延遲,同時提升大數據量計算時處理器的性能。降低內存延遲和提升大數據量計算能力對游戲都很有幫助。而在伺服器領域增加L3緩存在性能方面仍然有顯著的提升。比方具有較大L3緩存的配置利用物理內存會更有效,故它比較慢的磁碟I/O子系統可以處理更多的數據請求。具有較大L3緩存的處理器提供更有效的文件系統緩存行為及較短消息和處理器隊列長度。
其實最早的L3緩存被應用在AMD發布的K6-III處理器上,當時的L3緩存受限於製造工藝,並沒有被集成進晶元內部,而是集成在主板上。在只能夠和系統匯流排頻率同步的L3緩存同主內存其實差不了多少。後來使用L3緩存的是英特爾為伺服器市場所推出的Itanium處理器。接著就是P4EE和至強MP。Intel還打算推出一款9MB L3緩存的Itanium2處理器,和以後24MB L3緩存的雙核心Itanium2處理器。
但基本上L3緩存對處理器的性能提高顯得不是很重要,比方配備1MB L3緩存的Xeon MP處理器卻仍然不是Opteron的對手,由此可見前端匯流排的增加,要比緩存增加帶來更有效的性能提升。
7.CPU擴展指令集
CPU依靠指令來計算和控制系統,每款CPU在設計時就規定了一系列與其硬體電路相配合的指令系統。指令的強弱也是CPU的重要指標,指令集是提高微處理器效率的最有效工具之一。從現階段的主流體系結構講,指令集可分為復雜指令集和精簡指令集兩部分,而從具體運用看,如Intel的MMX(Multi Media Extended)、SSE、 SSE2(Streaming-Single instruction multiple data-Extensions 2)、SEE3和AMD的3DNow!等都是CPU的擴展指令集,分別增強了CPU的多媒體、圖形圖象和Internet等的處理能力。我們通常會把CPU的擴展指令集稱為"CPU的指令集"。SSE3指令集也是目前規模最小的指令集,此前MMX包含有57條命令,SSE包含有50條命令,SSE2包含有144條命令,SSE3包含有13條命令。目前SSE3也是最先進的指令集,英特爾Prescott處理器已經支持SSE3指令集,AMD會在未來雙核心處理器當中加入對SSE3指令集的支持,全美達的處理器也將支持這一指令集。
8.CPU內核和I/O工作電壓
從586CPU開始,CPU的工作電壓分為內核電壓和I/O電壓兩種,通常CPU的核心電壓小於等於I/O電壓。其中內核電壓的大小是根據CPU的生產工藝而定,一般製作工藝越小,內核工作電壓越低;I/O電壓一般都在1.6~5V。低電壓能解決耗電過大和發熱過高的問題。
9.製造工藝
製造工藝的微米是指IC內電路與電路之間的距離。製造工藝的趨勢是向密集度愈高的方向發展。密度愈高的IC電路設計,意味著在同樣大小面積的IC中,可以擁有密度更高、功能更復雜的電路設計。現在主要的180nm、130nm、90nm。最近官方已經表示有65nm的製造工藝了。