简述计算机cpu都有哪些新技术
(1)CPU的中间的长方形或者正方形部分就是CPU内核的地方,由单晶硅做成的芯片。所有的计算、接受/存储命令、处理数据都是在这里进行的。CPU核心的另一面,也就是被盖在陶瓷电路基板下面的那面要和外界的电路相连接。现在的CPU都有以千万计算的晶体管,它们都要连到外面的电路上,而连接的方法则是将每若干个晶体管焊上一根导线连到外电路上。例如Duron核心上面需要焊上3000条导线,而奔腾4的数量为5000条,用于服务器的64位处理器Itanium则达到了7500条。这么小的芯片上要安放这么多的焊点,这些焊点必须非常的小,设计起来也要非常的小心。由于所有的计算都要在很小的芯片上进行,所以CPU内核会散发出大量的热,核心内部温度可以达到上百度,而表面温度也会有数十度,一旦温度过高,就会造成CPU运行不正常甚至烧毁,因此很多电脑书籍或者杂志都会常常强调对CPU散热的重要性。 CPU内核的内部结构,就更为复杂了,CPU的基本运算操作有三种:读取数据、对数据进行处理、然后把数据写回到存储器上。对于由最简单的信息构成的数据,CPU只需要四个部分来实现它对数据的操作:指令、指令指示器、寄存器、算术逻辑单元,此外,CPU还包括一些协助基本单元完成工作的附加单元等。 (2)CPU内核的发展。随着CPU技术的不断发展,IC设计技术也越来越先进。目前的CPU晶体管数目都有几千万,Athlon XP达到了5000万之多。晶体管的增多需要IC技术的进步,因为只有更高的集成度的工艺,才能降低晶体管增加带来的功耗,而且更高的集成度意味着制作成本的降低,也可以一定程度上抵消晶体管增加带来的成本增加。目前主流CPU制作工艺是0.13微米,未来的CPU将达到0.09微米。 2.基板 CPU基板就是承载CPU内核用的电路板,它负责内核芯片和外界的一切通讯,并决定这一颗芯片的时钟频率,在它上面,有我们经常在电脑主板上见到的电容、电阻,还有决定了CPU时钟频率的电路桥(俗称金手指),在基板的背面或者下沿,还有用于和主板连接的针脚或者卡式接口。 比较早期的CPU基板都是采用陶瓷制成的,目前AMD的Duron仍然采用这种材料,而最新的CPU,例如P3、Celeron2,Palomino内核的AthlonXP,都转用了有机物制造,它能提供更好的电气和散热性能。 3.填充物 CPU内核和CPU基板之间往往还有填充物,填充物的作用是用来缓解来自散热器的压力以及固定芯片和电路基板,由于它连接着温度有较大差异的两个方面,所以必须保证十分的稳定,它的质量的优劣有时就直接影响着整个CPU的质量。 4.封装 (1)设计制作好的CPU硅片将通过几次严格的测试,若合格就会送至封装厂切割、划分成用于单个CPU的硅模并置入到封装中。"封装"不但是给CPU穿上外衣,更是它的保护神,否则CPU的核心就不能与空气隔离和避免尘埃的侵害。此外,良好的封装设计还能有助于CPU芯片散热,并很好的让CPU与主板连接,因此封装技术本身就是高科技产品的组成部分。 (2)封装的发展。随着CPU的集成度及发热量的提高,CPU的封装技术也在不断进步。目前最常见的是PGA(Pin-Grid Array,针栅阵列)封装,通常这种封装是正方形的或者是长方形的,在CPU的边缘周围均匀的分布着三、四排甚至更多排的引脚,引脚能插入主板CPU插座上对应的插孔,从而实现与主板的连接。绝大多数CPU都采用了一种翻转内核的封装形式,也就是说平时我们所看到的CPU内核其实是这颗硅芯片的底部,它是翻转后封装在陶瓷电路基板上的,这样的好处是能够使CPU内核直接与散热装置接触。这种技术也被使用在当今绝大多数的CPU上。随着CPU总线带度的增加、功能的增强,CPU的引脚数目也在不断地增多,同时对散热和各种电气特性的要求也更高,这就演化出了SPGA(Staggered Pin-Grid Array,交错针栅阵列),PPGA(Plastic Pin-Grid Array,塑料针栅阵列)等封装方式。 5.接口 (1)PC的各个配件都是通过某个接口与主板连接的,例如AGP显示卡是通过AGP接口于主板连接,声卡通过PCI接口连接。CPU也不例外,CPU的接口有针脚式、引脚式、卡式、触点式
计算机的关键技术继续发展
未来的计算机技术将向超高速、超小型、平行处理、智能化的方向发展。尽管受到物理极限的约束,采用硅芯片的计算机的核心部件CPU的性能还会持续增长。作为Moore定律驱动下成功企业的典范Inter预计2001年推出1亿个晶体管的微处理器,并预计在2010年推出集成10亿个晶体管的微处理器,其性能为10万MIPS(1000亿条指令/秒)。而每秒100万亿次的超级计算机将出现在本世纪初出现。超高速计算机将采用平行处理技术,使计算机系统同时执行多条指令或同时对多个数据进行处理,这是改进计算机结构、提高计算机运行速度的关键技术。
同时计算机将具备更多的智能成分,它将具有多种感知能力、一定的思考与判断能力及一定的自然语言能力。除了提供自然的输入手段(如语音输入、手写输入)外,让人能产生身临其境感觉的各种交互设备已经出现,虚拟现实技术是这一领域发展的集中体现。
传统的磁存储、光盘存储容量继续攀升,新的海量存储技术趋于成熟,新型的存储器每立方厘米存储容量可达10TB(以一本书30万字计,它可存储约1500万本书)。信息的永久存储也将成为现实,千年存储器正在研制中,这样的存储器可以抗干扰、抗高温、防震、防水、防腐蚀。如是,今日的大量文献可以原汁原味保存、并流芳百世。
新型计算机系统不断涌现
硅芯片技术的高速发展同时也意味着硅技术越来越近其物理极限,为此,世界各国的研究人员正在加紧研究开发新型计算机,计算机从体系结构的变革到器件与技术革命都要产生一次量的乃至质的飞跃。新型的量子计算机、光子计算机、生物计算机、纳米计算机等将会在21世纪走进我们的生活,遍布各个领域。
量子计算机
量子计算机是基于量子效应基础上开发的,它利用一种链状分子聚合物的特性来表示开与关的状态,利用激光脉冲来改变分子的状态,使信息沿着聚合物移动,从而进行运算。
量子计算机中数据用量子位存储。由于量子叠加效应,一个量子位可以是0或1,也可以既存储0又存储1。因此一个量子位可以存储2个数据,同样数量的存储位,量子计算机的存储量比通常计算机大许多。同时量子计算机能够实行量子并行计算,其运算速度可能比目前个人计算机的PentiumⅢ晶片快10亿倍。目前正在开发中的量子计算机有3种类型:核磁共振(NMR)量子计算机、硅基半导体量子计算机、离子阱量子计算机。预计2030年将普及量子计算机。
光子计算机
光子计算机即全光数字计算机,以光子代替电子,光互连代替导线互连,光硬件代替计算机中的电子硬件,光运算代替电运算。
与电子计算机相比,光计算机的“无导线计算机”信息传递平行通道密度极大。一枚直径5分硬币大小的棱镜,它的通过能力超过全世界现有电话电缆的许多倍。光的并行、高速,天然地决定了光计算机的并行处理能力很强,具有超高速运算速度。超高速电子计算机只能在低温下工作,而光计算机在室温下即可开展工作。光计算机还具有与人脑相似的容错性。系统中某一元件损坏或出错时,并不影响最终的计算结果。
目前,世界上第一台光计算机已由欧共体的英国、法国、比利时、德国、意大利的70多名科学家研制成功,其运算速度比电子计算机快1000倍。科学家们预计,光计算机的进一步研制将成为21世纪高科技课题之一。
生物计算机(分子计算机)
生物计算机的运算过程就是蛋白质分子与周围物理化学介质的相互作用过程。计算机的转换开关由酶来充当,而程序则在酶合成系统本身和蛋白质的结构中极其明显地表示出来。
20世纪70年代,人们发现脱氧核糖核酸(DNA)处于不同状态时可以代表信息的有或无。DNA分子中的遗传密码相当于存储的数据,DNA分子间通过生化反应,从一种基因代玛转变为另一种基因代码。反应前的基因代码相当于输入数据,反应后的基因代码相当于输出数据。如果能控制这一反应过程,那么就可以制作成功DNA计算机。
蛋白质分子比硅晶片上电子元件要小得多,彼此相距甚近,生物计算机完成一项运算,所需的时间仅为10微微秒,比人的思维速度快100万倍。DNA分子计算机具有惊人的存贮容量,1立方米的DNA溶液,可存储1万亿亿的二进制数据。DNA计算机消耗的能量非常小,只有电子计算机的十亿分之一。由于生物芯片的原材料是蛋白质分子,所以生物计算机既有自我修复的功能,又可直接与生物活体相联。预计10~20年后,DNA计算机将进入实用阶段。
纳米计算机
“纳米”是一个计量单位,一个纳米等于10[-9]米,大约是氢原子直径的10倍。纳米技术是从80年代初迅速发展起来的新的前沿科研领域,最终目标是人类按照自己的意志直接操纵单个原子,制造出具有特定功能的产品。
现在纳米技术正从MEMS(微电子机械系统)起步,把传感器、电动机和各种处理器都放在一个硅芯片上而构成一个系统。应用纳米技术研制的计算机内存芯片,其体积不过数百个原子大小,相当于人的头发丝直径的千分之一。纳米计算机不仅几乎不需要耗费任何能源,而且其性能要比今天的计算机强大许多倍。
目前,纳米计算机的成功研制已有一些鼓舞人心的消息,惠普实验室的科研人员已开始应用纳米技术研制芯片,一旦他们的研究获得成功,将为其他缩微计算机元件的研制和生产铺平道路。
互联网络继续蔓延与提升
今天人们谈到计算机必然地和网络联系起来,一方面孤立的未加入网络的计算机越来越难以见到,另一方面计算机的概念也被网络所扩展。二十世纪九十年代兴起的Internet在过去如火如荼地发展,其影响之广、普及之快是前所未有的。从没有一种技术能像Internet一样,剧烈地改变着我们的学习、生活和习惯方式。全世界几乎所有国家都有计算机网络直接或间接地与Internet相连,使之成为一个全球范围的计算机互联网络。人们可以通过Internet与世界各地的其它用户自由地进行通信,可从Internet中获得各种信息。
回顾一下我国互联网络的发展,就可以感受到互联网普及之快。近三年中国互联网络信息中心(CNNIC)对我国互联网络状况的调查表明我国的Internet发展呈现爆炸式增长,2000年1月我国上网计算机数为350万台,2001年的统计数为892万台,翻一番多;2000年1月我国上网用户人数890万;2001年1月的统计数为2250万人,接近于3倍;2000年1月CN下注册的域名数为48575,2001年1月的统计数为122099个,接近于3倍;国际线路的总容量目前达2799M,8倍于2000年1月的351M。
人们已充分领略到网络的魅力,Internet大大缩小了时空界限,通过网络人们可以共享计算机硬件资源、软件资源和信息资源。“网络就是计算机”的概念被事实一再证明,被世人逐步接受。
在未来10年内,建立透明的全光网络势在必行,互联网的传输速率将提高100倍。在Internet上进行医疗诊断、远程教学、电子商务、视频会议、视频图书馆等将得以普及。同时,无线网络的构建将成为众多公司竞争的主战场,未来我们可以通过无线接入随时随地连接到Internet上,进行交流、获取信息、观看电视节目。
移动计算技术与系统
随着因特网的迅猛发展和广泛应用、无线移动通信技术的成熟以及计算机处理能力的不断提高,新的业务和应用不断涌现。移动计算正是为提高工作效率和随时能够交换和处理信息所提出,业已成为产业发展的重要方向。
移动计算包括三个要素:通信、计算和移动。这三个方面既相互独立又相互联系。移动计算概念提出之前,人们对它们的研究已经很长时间了,移动计算是第一次把它们结合起来进行研究。它们可以相互转化,例如,通信系统的容量可以通过计算处理(信源压缩,信道编码,缓存,预取)得到提高。
移动性可以给计算和通信带来新的应用,但同时也带来了许多问题。最大的问题就是如何面对无线移动环境带来的挑战。在无线移动环境中,信号要受到各种各样的干扰和衰落的影响,会有多径和移动,给信号带来时域和频域弥散、频带资源受限、较大的传输时延等等问题。这样一个环境下,引出了很多在移动通信网络和计算机网络中未遇到的问题。第一,信道可靠性问题和系统配置问题。有限的无线带宽、恶劣的通信环境使各种应用必须建立在一个不可靠的、可能断开的物理连接上。在移动计算网络环境下,移动终端位置的移动要求系统能够实时进行配置和更新。第二,为了真正实现在移动中进行各种计算,必须要对宽带数据业务进行支持。第三,如何将现有的主要针对话音业务的移动管理技术拓展到宽带数据业务。第四,如何把一些在固定计算网络中的成熟技术移植到移动计算网络中。
面向全球网络化应用的各类新型微机和信息终端产品将成为主要产品。便携计算机、数字基因计算机、移动手机和终端产品,以及各种手持式个人信息终端产品,将把移动计算与数字通信融合为一体,手机将被嵌入高性能芯片和软件,依据标准的无限通信协议(如蓝牙)上网,观看电视、收听广播。在Internet上成长起来的新一代自然不会把汽车仅作为代步工具,汽车将向用户提供上网、办公、家庭娱乐等功能,成为车轮上的信息平台。
跨入新世纪的门槛,畅想未来之时,我们不妨回顾本世纪人们对计算机的认识。1943年IBM总裁Thomas Wason说“我认为全世界市场的计算机需求量约为五台”。1957年美国PrenticeHall的编辑撰文“我走遍了这个国家并和许多最优秀的人们交谈过,我可以确信数据处理热不会热过今年”。1968年IBM的高级计算机系统工程师的微晶片上注解“但是……它究竟有什么用呢?”。1977年数字设备公司的创始人和总裁Ken Olson说“任何人都没有理由在家里放一台计算机”。愿我们的所言也将被证明是肤浅的、保守的。
CPU是计算机系统的心脏,计算机特别是微机的快速发展过程,实质上是CPU从低级别向高级、从简单向复杂发展的过程。其设计、制造和处理技术的不断更新换代以及处理能力的不断增强。CPU 发展到今天已使微机在整体性能、处理速度、3D图形图像处理、多媒体信息处理及通信等诸多方面达到甚至超过了小型机。
新的通信、游戏及"寓教于乐"等应用程序要求具有视频、3D图形、动画、音频及虚
拟现实等多媒体功能,这些又对CPU提出了新的要求。Intel公司针对这些要求,继386处理
器结构之后提出了CPU的进一步最大升级,这就是将MMX(MutliMedia eXtention多媒体扩
展)技术融入Pentium CPU中。采用MMX技术的处理器在解决了多媒体及通信处理等问题的
同时,还能对其他的任务或应用程序应付自如。
MMX的主要技术特点有以下几点:
(1) 单指令、多数据(Single Instruction Mutli-Data,SIMD)技术是MMX的基础,它
使得多条信息可由一条单一指令来处理,它与IA(InstructionArchitecture)超标量体系
结构相结合,极大地增强了PC机平台的性能。MMX技术执行指令时是将8字节数据作为一个
包装的64位值进入CPU的,全部过程由一条指令立即处理。
(2) MMX指令不具有特许性,其通用性很强,不仅能满足建立在当前及未来算法上的P
C机应用程序的大部分需求,而且可用于编码译码器、算法及驱动程序等。
(3) IA MMX指令系统增加了4种新的数据类型,即紧缩字节(8bit×8bit)、紧缩字(4
bit×16bit)、紧缩双字(2bit×32bit)和四字(1bit×64bit)。其目的是紧缩定点整数,
将多个整数字组成一个单一的64位数据,从而使系统在同一时刻能够处理更多的数据。
(4) 增加了8个64位MMX寄存器,即浮点寄存器的别名映象。
(5) 新增加了57条指令。用这些指令完成音频、视频、图形图像数据处理,使多媒体
、通信处理能力得到大幅度提高。其数学及逻辑指令可支持不同的紧缩整数数据类型,对
于每一种得到支持的数据类型,这些指令都有一个不同的操作码。新的MMX技术指令采用
57个操作码完成,它涉及的功能领域有:基本的算术操作;比较操作;进行新数据类型间的
转换(紧缩数据及从小数据类型向大数据类型解压);逻辑操作;用于MMX寄存器之间的数据
转移(MOV)指令,或内存的64位、32位存取。
可以说09年的整个技术工艺的发展完全是在竞争下展开的。让我们回首一下本年度的技术发展,看一看09年都有哪些处理器技术最具影响力。
睿频技术
从08年11月酷睿i7 900系列处理器的上市开始,睿频技术就已经开始了他的推广,不过由于限定在了高端范围内,并没有使这项技术全面推广。从酷睿i7 900系列的市场占有率来看,Intel似乎对此也并不在意,毕竟酷睿i7 900系列产品的定位较高,因此试探性的测试了解的人数较少是可以理解的。
在今年的9月,Intel正式全球发布了面向主流市场的LGA1156接口酷睿i7/i5系列处理器,虽然在接口方面进行了从新设计,但是新发布的LGA1156接口酷睿i7/i5处理器提供了较为完整的酷睿i7 900系列处理器技术(超线程技术除外),其中就包括了睿频技术。从此,该项技术也正是开始了普及之路。
介绍一下什么是睿频技术,和睿频技术所带来的好处。
●动态超频,核心数量按需分配睿频技术简介
目前上市的所有Nehalem架构处理器都提供了睿频技术(英文为Turbo Boost Mode),该项技术的运用可以帮助处理器在空闲时期将整体功耗降低,从而达到节能的目的,但是节能并不是睿频技术的最大亮点,其最大的亮点就在于可以视平台运行状态而定,选择性的提高一个或多个核心的运行频率,从而做到提高工作效率且降低功耗的目的。
睿频技术可以提高一个或多个核心的频率
我们以大型3D游戏为例,某些游戏可能对主频更为敏感,多核心并不能带来明显的效能提升,对处理器进行超频反而效果更好,如果这个时候开启Turbo模式,并且将TDP设定在用户所采用的散热器允许范围内,那么CPU在这个时侯可以对某颗或某两颗核心进行动态超频来提升性能。
睿频技术让处理器超频智能化,自动化
实现Turbo技术需要在核心内部设计一个功率控制器,大约需要消耗100万个晶体管。但这个代价是值得的,因为在某些游戏中开启Turbo模式可以直接带来10%左右的性能提升,相当于将显卡提升一个档次。值得一提的是,Extreme版本的Core i7处理器最高可以将TDP在BIOS中设定到190W来执行Turbo模式,在个别应用中进一步提升CPU时钟频率,带来效能上的提升。目前,主流的酷睿i7 750处理器在开启该技术后,可在单线程任务是将一颗核心的主频提高至3.2GHz。想必这样高的主频运行单线程任务可以说易如反掌。
超线程技术
超线程,早在2002年Intel便已经推出了这一技术,并且广泛的在奔腾4处理器中大规模应用。采用了超线程技术的奔腾4处理器可以比原产品效能提升10%-15%左右,可见Intel对超线程技术的运用是信心满满的。
但是事实却出乎Intel的意料。首先是来自操作系统端的问题,当时微软已经发布了Windows 2000系统,然而该系统并没有加入对超线程技术的支持,虽然后来出现的Windows XP系统加入了对该技术的支持,但也最终因为应用软件端对超线程技术的优化较少而作罢。另一个问题是来自于Intel自身的奔腾4处理器。基于NetBurst架构的奔腾4处理器由于过分的追求高主频加长了流水线设计,这导致了处理器的主频虽然达到了3GHz以上,却并没有提供3GHz主频相等的性能。由于过高的流水线已经造成数据运算错误率提高,在加上超线程技术的双核模拟容易让CPU在运算时命中失败,且对带宽的惊人需求。超线程技术不但没为处理器带来更高的执行效率,反而在某些情况下降低了奔腾4处理器的性能。所以说超线程技术虽然是一个非常先进且使用的概念,但在那个时代并不适合。
早在奔腾4时代Intel就加入了HT超线程技术
进入酷睿2时代后,由于内存带宽没有获得突飞猛进,而且酷睿2处理器的短流水设计并不适合超线程技术,因此新一代的酷睿架构处理器也就取消了超线程这一概念。
随着技术的进步,Intel已经进入了45nm工艺和Nehalem架构时代,在最新的Nehalem Core i7处理中,由于对DDR3内存控制器的整合,同时引入了三通道内存技术,内存带宽得到了质的飞跃,QPI总线的引入也令处理器的带宽大幅提升。这为超线程技术的回归提供了契机,于是乎Intel在酷睿i7系列以及未来的双核酷睿i5处理器中加入了超线程技术。
Nehalem架构时代超线程技术再次回归
此外,新一代操作系统的推出也给多线程处理器提供了施展拳脚的机会,而3D游戏以及众多的应用软件也针对多线程进行了优化,可以说超线程技术在此时回归时绝对的最佳时机。
可能看到这里依然会有众多的读者朋友会感到奇怪,这超线程技术目前只在高端酷睿i7处理器当中有所运用,并不是普通消费者能够使用到的,为何把它也列为09年最具影响力的技术之一呢?相信了解硬件的读者一定知道,处理器行业中的另一个领军企业AMD一直以来并没有为自身的处理器加入超线程技术。而AMD的高管人士甚至曾经一度认为超线程技术是影响处理器性能发挥的元凶之一。但是在看到Intel为服务器的至强以及桌面高端处理器引入超线程技术得到了超高的执行效能后,AMD内部高层承认,没有早早引入此类技术是一项技术选择上的失误。为了能够尽快弥补这一技术缺陷,AMD已经决定在不久的将来为旗下的服务器用以及桌面级处理器引入超线程技术。可见超线程技术在酷睿i7及未来的酷睿i5中回归,影响的不仅仅是用户,更影响到了对手。在不久的几年里,也许从低端到高端的所有处理器就可以全部应用到超线程技术。
VT虚拟化技术
我们接下来要介绍的这项技术与前边的超线程技术一样,也不是09年才被创新出来的。这项技术诞生于奔腾4处理器时代,两大芯片巨头当时均已这项技术为宣传目标,但都因为受制于技术性能以及软件方面的问题没有推广开(服务器不在我们的讨论范围内)。随着09年2月,新一代操作系统Windows 7测试版的发布,这项技术才被重新挖掘出来,并且被消费者广为了解。这项技术就是虚拟化技术。
其实我们所提到的Windows 7系统下的虚拟化系统,也仅在高级至旗舰版本才提供了,并不是所有的版本都提供了这一技术。但其带来的好处依然被广大的消费者讨论,即使消费者完全用不到这一技术,但在购买处理器的时候依然考虑到了自己所购买的产品能否提供虚拟化技术。
使用虚拟化系统运行的IE6.0浏览器
虚拟化技术到底有什么过人之处竟然让众多消费者都参入其中呢?其实要说虚拟化的用途,对企业级用户来讲实质性较强,对于普通用户来讲,虚拟化的用途目前还并没有被广泛开发。在企业级用户那里,通过虚拟化系统,企业可以集中并且共享资源,实现降低成本、优化利用率的目的。以高性能服务器为例,在系统闲置的过程中,服务器的性能会造成严重的浪费。如果通过虚拟机将服务器分为若干个部分,进行各自所需的工作,这样就可以最大化的利用服务器的全部性能,从而节省企业开支。而在一些情况下,企业甚至可以通过虚拟机出售服务器的剩余性能,从而达到利润最大化。虚拟化所提供的另外一个好处就是安全。用户可以通过虚拟网络进行数据传输,这样可以最大限度的保证网络的加密能力,提高网络环境的安全度。以上两点是对企业级用户来讲最为基本的用途。那么对普通消费者而言又会有哪些好处呢?
我们以操作系统为例。目前微软所提供的Windows操作系统的全球使用人数最多,而黑客也针对Windows系统进行的攻击行为也是最多的。如何能够保证操作系统的安全性就显得尤为重要。在虚拟化系统推出之后,用户在不确定自己手中的数据安全性的前提下,如软件,网页等,可以通过虚拟系统来检测数据的安全性。如果发生了如病毒等问题,仅需简单的关闭虚拟系统就可以保证系统的安全性。此外,现有系统在不支持某款软件的情况下,用户也可以通过虚拟机来实现对该软件的支持。
简单的用一句话来解释虚拟化就是,可以提供最高的安全保障,并最大限度的利用系统所提供的性能的技术。
45nm工艺技术
在2007年年末,Intel正式发布了第一款采用45nm工艺制程的处理器,酷睿四核QX9650。由于运用了当时最先进的工艺技术,这款四核处理器虽然身价过万,但依然吸引了不少人的目光,因为他的出现标志着45nm工艺时代的降临。
QX9650的问世标志着CPU进入了45nm工艺时代
45nm有何本领?竟然让一颗身价过万的CPU也成为了瞩目的焦点。这一切就要从Intel与AMD两家芯片巨头的45nm工艺入手了。
●Intel —— 突破式的45nm
2007年,Intel正式发布了四核心Core 2 Extreme QX9650处理器,由此引领行业抢先来到了45nm的新世界。Intel的45nm采用了突破式的新材料,为晶体管发展四十年来之最大进步。
在过往四十余年的时间中,业内均普遍采用二氧化硅做为制造晶体管栅介质的材料。而在65纳米制程工艺下,Intel公司已经将晶体管二氧化硅栅介质的厚度压缩至1.2纳米,基本上达到了这种传统材料的极限。此时不但使得晶体管在效能增益以及制程提升等方面遭遇瓶颈,过薄的晶体管二氧化硅栅介质亦使得其阻隔上层栅极电流泄漏的能力逐渐降低,漏电率大幅攀升。
SOI是Silicon On Isolator的缩写,即绝缘体上的硅技术。和传统的纯硅晶圆不同,SOI工艺使用的晶圆底部是一层绝缘层。这层绝缘体切断了上方MOS管漏电流的回路,使得基于SOI技术的芯片能够轻松抵抗漏电流。
真正解决AMD在 45纳米技术难题的是多重增强晶体管应变技术,AMD和IBM称,与非应变技术相比,这一新技术能将P沟道晶体管的驱动电流提高80%,将N沟道晶体管的驱动电流提高24%。可见,制程的提升极大地提升了处理器的潜在性能,并同时赋予了产品更强的功耗控制能力。
“整合”技术
从09年起,CPU领域最大的的变化就是连个字“整合”,整合GPU,整合PCIe控制器,整合内存控制器,直至完全整合了北桥。而整合所带来的不仅仅是性能上的提升,同时也带来了平台功耗的进一步降低,可以说整合已经成为了未来CPU的发展趋势。
完全整合了北桥功能的酷睿i5 750处理器
整合之路的开始起于AMD的K8架构时代,从K8架构时代开始,AMD将本来属于北桥部分的内存控制器整合进了处理器当中。其好处就是CPU不在受制于FSB的限制,提高了CPU与内存之间的数据带宽,性能得到了翻倍的提升。
随着工艺制程的提升,整合内存控制器的CPU性能被突显出来,Intel也在全新的Nehalem架构中整合进了内存控制器,放弃了传统的前端总线概念。与老的前端总线处理器相比,酷睿i7处理器的QPI总线所提供的带宽最高可以达到32GB/s,这要比1600MHz前端总线所提供的12.8GB/s提高了两倍有余,可见整合内存控制器后对CPU性能提高的影响。
在整合进了内存控制器大获成功之后,Intel和AMD又将目光放在了PCIe控制器上,双方都针对这一整合技术开展了研发。不过,在进度方面Intel方面走在了前边,率先将PCIe控制器整合进了处理器当中,并且推出了LGA1156接口的酷睿i7/酷睿i5系列处理器。从LGA1156接口产品开始,北桥功能就已经完全被整合进入了CPU当中,传统的三芯片概念已经被双芯片完全取代。这样做的好处一方面是提高CPU与内存,CPU与显卡之间的数据带宽,同时也将平台的整体功耗降至最低。可以说整合的概念是最符合未来芯片领域发展趋势的。这也是为何Intel与AMD都在争相推出整合处理器的缘故。
AMD的Fusion计划就是整合技术的一部分
在不就的未来,用户不仅可以使用到整合了北桥功能的处理器,更可以使用到整合了GPU的处理器,当前Intel与AMD都在着手进行着这一整合技术,用户最早在2010年1月就可以使用到整合GPU的处理器。
整合可以说成为了09年下半年处理器的发展趋势,并且在将来也将继续影响着处理器的发展。整合可以算作是09年最有影响力的处理器技术之一
处理器高度集成化、性能更强、处理器更加智能:
英特尔酷睿i处理器
在传统的处理器构架中,处理器基板上仅仅只有一个单独的处理器芯片。而2010年发布的英特尔酷睿i系列处理器,首次在处理器的基板上集成了显示核心。这项技术表面上看起来并没有特别之处,但是对于笔记本产品来说,意味着高度集成化的处理器,可以把笔记本产品设计的更加轻薄。同时一些搭配独立显卡的机型,可以智能的进行双显卡的切换,解决了笔记本性能和电池续航之间的矛盾。
在英特尔酷睿i系列处理器中,除了英特尔 i3系列处理器以外。众多的英特尔酷睿i系列处理器,都支持睿频加速技术,这项技术可以自动检测系统处理负载,而自动判断是否需要自动提升频率,来加快系统的响应速度。当然睿频加速并不是无限制的加速,也是有一定的频率限制。
笔记本首次加入3D显示技术:
笔记本3D技术
随着2010年火遍全球的电影《阿凡达》的上映,彻底引爆了人们对于3D技术的热情。虽然3D技术已经不是什么新鲜事了,而在笔记本上面大面积的使用还是头一回。而笔记本上的3D技术其实也是分派别的,比如说英伟达使用的3D技术,就是红蓝3D和快门式3D技术,而配备ATI显卡的笔记本则使用偏振式3D技术。对于笔记本来说,3D技术可以让用户拥有更加震撼的视觉享受。
笔记本多点触控技笔记本多点触控板
虽然多点触控技术在苹果电脑上早有应用,但是其他品牌的笔记本并没有采用这一技术。而2010年是大规模采用这项技术的一年,多点触控技术让我们可以抛弃传统的鼠标来进行操作。比如说双指向外拉申,就可以放大图片和放大网页。这项技术的出现,大大提高了笔记本触摸板的使用效率,也提高了人们的操作笔记本的效率。
2010年的应用的技术我们基本上算是盘点完了,接下来我们要来盘点一下2011年,可能要装备我们笔记本的那些新技术。
sandy bridge核心构架术:
说起融合可谓是IT技术的一大趋势,比如说sandy bridge核心的新一代处理器。就是把处理器和显卡成功的融合到一款。而AMD也同样有相同的技术,比如说AMD公司的APU处理器,就是把处理器和显卡成功的融合到单个芯片中。
2011年Sandy Bridge整合GPU图形核心技术
虽然目前的处理器加入了睿频加速和集成显卡设计,但是这次SNB自带的GPU图形核心确实经过了大幅度的重新设计,拥有专门的视频转码硬件模块,性能大约是目前HDGraphics的两倍,目前已经的测试也证明Intel所言非虚。借助第二代Turbo Boost睿频加速技术,SNB的CPU、GPU两部分可以相互独立地动态加速。如果你正在玩的游戏更需要GPU资源,那么CPU部分可能会运行在原始频率甚至降低,GPU则在功率允许范围内尽量提速。
超线程和Turbo Boost动态加速技术
SNB移动版全部开启了超线程和Turbo Boost动态加速技术,而且官方内存频率最高提至1600MHz。特别值得一提的是,SNB移动版所集成的图形核心都会有12个执行单元,两倍于桌面版,而且频率方面也不低,默认均为650MHz,动态加速最高1300MHz或者1150MHz。已知的测试可以证明,Intel集显的性能已经相当惊人,照此推算移动版甚至还会更狠,移动独立显卡的生存空间将受到严重挤压。
通过英特尔官方对睿频加速技术的解释。当启动一个运行程序后,处理器会自动加速到合适的频率,而原来的运行速度会提升10%~20% 以保证程序流畅运行;应对复杂应用时,处理器可自动提高运行主频以提速,轻松进行对性能要求更高的多任务处理;当进行工作任务切换时,如果只有内存和硬盘在进行主要的工作,处理器会立刻处于节电状态。这样既保证了能源的有效利用,又使程序速度大幅提升。通过智能化地加快处理器速度,从而根据应用需求最大限度地提升性能,为高负载任务提升运行主频高达20%以获得最佳性能即最大限度地有效提升性能以符合高工作负载的应用需求:通过给人工智能、物理模拟和渲染需求分配多条线程处理,可以给用户带来更流畅、更逼真的游戏体验。同时,英特尔智能高速缓存技术提供性能更高、更高效的高速缓存子系统,从而进一步优化了多线程应用上的性能。
随着处理器制程和设计越来越先进,笔记本性能也会随着强大。而处理器和显卡的高度融合,笔记本的续航时间会大大延长,而笔记本可能做的越来越轻薄,性能也会越来越强大。
随着宏碁Iconia笔记本的发布,一下打破了我们对于传统笔记本的定义。而传统物理键盘的消失使得笔记本在用户体验方面更近一层。而物理键盘的消失,我们大可不必担心。虚拟键盘的加入使得笔记本,在文字输入方面不会存在任何问题,只不过没有物理键盘那样的手感了,这也是笔记本变革的“阵痛”。
上面的试用视频中我们可以看到。双屏触摸笔记本无论是在浏览照片、看视频还是浏览网页,都显得如此的简单和便捷。这对于传统键盘来说,无疑可以掀起一轮笔记本革新的风暴。这种用户体验的革新,好比Iphone对于手机业的革新一样,明年各大厂商都应该会发布自家的双屏笔记本。
在2010年电影阿凡达的上映,让很多体验到了3D技术的震撼。而笔记本装备有3D显示屏后,笔记本在用户体验会更上一城楼。比如说,一些第一人称射击游戏在3D技术的存托下,让用户临场感觉更加好。而市场上的传统的3D技术是佩戴3D眼睛来实现的。 而大多数用户在长时间观看3D电影和进行3D游戏的时候,会产生晕眩和视力下降的情况。
任天堂即将发售的裸眼3D游戏掌机3DS,把裸眼3D技术推向了3D技术时代浪尖。让大多数人开始渐渐关注起裸眼3D技术。对于裸眼3D技术,大多是人还是很陌生。如今的裸眼3D技术可以分为两派,一个是光屏障式3D技术也被称为视差屏障或视差障栅技术,其原理和偏振式3D较为类似,是由夏普欧洲实验室的工程师十余年的研究成功。光屏障式3D产品与既有的LCD液晶工艺兼容。而这种技术的优点是成本低廉,但是可视角度比较差,而且在显示亮度方面也偏暗。
光屏障碍裸眼3D技术
而如今柱状透镜式裸眼3D正好可以解决光屏障碍裸眼3D的缺陷。其最大的优势便是其亮度不会受到影响。柱状透镜3D技术的原理是在液晶显示屏的前面加上一层柱状透镜,使液晶屏的像平面位于透镜的焦平面上,这样在每个柱透镜下面的图像的像素被分成几个子像素,这样透镜就能以不同的方向投影每个子像素。于是双眼从不同的角度观看显示屏,就看到不同的子像素。不过像素间的间隙也会被放大,因此不能简单地叠加子像素。
http://tech.huanqiu.com/digit/pc/news/2011-01/1394758_6.html
第1页:2011年处理器/主板重大事件点评
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2011年已经接近年底,在这一年中有诸多新技术新产品给我们留下了深刻的印象,明年也将会有更加值得期待的技术出现,今天我们就来做一个收尾总结。今年一年变化还是不小的,比如集成图形性能还算不错的Sandy Bridge处理器、全新概念的APU、最高端的Sandy Bridge-E架构Core i7、AMD正在进行的大裁员和战略调整等等,这些都给我们带来了不小的影响。
对于厂商来说,今年可以用有喜有忧来形容,一方面DIY产品价格越来越便宜,单价利润并没有增加,另外一方面,DIY消费者总量还在快速成长。当然,今年也碰到了诸如泰国发大水导致硬盘狂涨带来的销量影响,不过整体来说今年表现还是不错的。那么明年会是怎么样?目前还真不好说,希望明年行业发展会更好。对于消费者来说,价格便宜自然可以花更少钱玩到新奇的产品,当然便宜的东西也不一定就是好的,用户还是需要理性选择合适的产品。闲话少说,接下来就让我们来一一回顾今年到来的新产品和新技术以及发生的新鲜事,我用时间倒叙的方式给大家做展示。
不得不提的AMD “Project WIN”(胜利工程)
对于AMD来说,2011年并不是一个高速成长的一年,虽然今年有APU和推土机产品陆续登场,但是依然弥补不了和竞争对手的差距,无奈之下,只能进行这次幅度接近12%的大裁员,其中市场营销部门被砍掉了大约60%,市场营销副总裁Patrick "Pat" Moorhead、品牌副总裁JohnVolkmann、公关总监Dave Kroll等都黯然离去,技术人员也未能独善其身,比如多名关键的Fusion工程师都丢掉了饭碗,大概是APU的表现仍然没有达到让AMD满意的程度,甚至整个产品评测支持团队都不存在了。不过与此同时,AMD已经在准备“Project WIN”(胜利工程)以调整未来公司的重心业务和发展方向。
不管该策略最终如何,都并非Rory Read一个人的主意,而是整个董事会的决定,主要目标就是提高效率、降低成本、增加收入、加快产品开发与上市时间。业界普遍认为,Rory Read将会把AMD更多地带往消费级产品市场,低功耗的“山猫”架构将会扮演重要角色。AMD有可能在最近宣布加入ARM阵营,宣布获得ARM许可。
不管怎么样,AMD都需要进一步明确自己的发展方向,找到真正能给自己带来高速增长的契机,也许未来云计算、低功耗以及发展迅猛的中国市场才是AMD需要重点把守的战场。\微软将在明年推出支持ARM架构处理器的Windows 8,ARM也在加紧近日PC以及服务器领域的步伐。10月底,ARM公司正式宣布,其首个采用64位指令集的处理器架构“ARMv8”正式出炉,在这个64位处理器横行的年代,ARM处理器终于跟上时代的脚步了
1、基于IPV6标准的新一代Internet网络。
2、基于3G、4G的宽带无线移动网络。
3、基于数据仓库和网络的的数据挖掘技术。
4、串联在线入侵检测及防护等网络安全技术、
5、全球负载均衡的分布式网络资源管理技术。
也就是14纳米这个不错。。。笔记本也可以上台式机u这个有功劳。。。其他的新框架的话原谅我没有看到什么很大的进步。。。
未来的cpu预计会朝着多核、多通道、 集成内存、 集成显卡 、节能、 减小面积、 提高集成度、散热性更好、更满足消费者的需求等方向发展。
CPU是计算机系统的心脏,计算机特别是微机的快速发展过程,实质上是CPU从低级别向高级、从简单向复杂发展的过程。其设计、制造和处理技术的不断更新换代以及处理能力的不断增强。CPU 发展到今天已使微机在整体性能、处理速度、3D图形图像处理、多媒体信息处理及通信等诸多方面达到甚至超过了小型机。
新的通信、游戏及"寓教于乐"等应用程序要求具有视频、3D图形、动画、音频及虚
拟现实等多媒体功能,这些又对CPU提出了新的要求。Intel公司针对这些要求,继386处理
器结构之后提出了CPU的进一步最大升级,这就是将MMX(MutliMedia eXtention多媒体扩
展)技术融入Pentium CPU中。采用MMX技术的处理器在解决了多媒体及通信处理等问题的
同时,还能对其他的任务或应用程序应付自如。
构成CPU的主要部件是?
控制的总线。运算器的基本操作包括加、减、乘、除四则运算,与、或、非、异或等逻辑操作,以及移位、比较和传送等操作,亦称算术逻辑部件(ALU)。控制器由程序计数器、指令寄存器、指令译码器、时序产生器和操作控制器组成,它是发布命令的“决策机构”,即完成协调和指挥整个计算机系统的操作。
简述计算机cpu都有哪些新技术
未来的cpu预计会朝着多核、多通道、 集成内存、 集成显卡 、节能、 减小面积、 提高集成度、散热性更好、更满足消费者的需求等方向发展。CPU是计算机系统的心脏,计算机特别是微机的快速发展过程,实质上是CPU从低级别向高级、从简单向复杂发展的过程。其设计、制造和处理技术的不断更新换代以及处理能力的不断增强。
组成计算机cpu的两大部件是什么
电子计算机三大核心部件就是CPU、内部存储器、输入\/输出设备。中央处理器的功效主要为处理指令、执行操作、控制时间、处理数据。在计算机体系结构中,CPU 是对计算机的所有硬件资源 进行控制调配、执行通用运算的核心硬件单元。CPU 是计算机的运算和控制核心。计算机系统中所有软件层的操作,最终都将通过指令集...
电脑cpu是怎样工作的?
那么CPU主频的计算方式变为:主频=外频×倍频。也就是倍频是指CPU和系统总线之间相差的倍数,当外频不变时,提高倍频,CPU主频也就越高。5、缓存这个大家应该都很熟悉,不管是手机还是电脑,都是有缓存的。很多数据都是从缓存里面调动出来的。缓存可以说是CPU运算的一个重要环节。在整个运行的过程中,起...
CPU在内部结构上由哪几部分组成?CPU应该具备哪些主要功能?
主要由算术逻辑部件、通用寄存器组和状态寄存器组成。CPU功能主要为处理指令、执行操作、控制时间、处理数据。在计算机体系结构中,CPU是对计算机的所有硬件资源进行控制调配、执行通用运算的核心硬件单元,计算机的运算和控制核心。计算机系统中所有软件层的操作,最终都将通过指令集映射为CPU的操作。
CPU主要有哪些功能
中央处理器的功效主要为处理指令、执行操作、控制时间、处理数据。在计算机体系结构中,CPU 是对计算机的所有硬件资源(如存储器、输入输出单元) 进行控制调配、执行通用运算的核心硬件单元。CPU 是计算机的运算和控制核心。计算机系统中所有软件层的操作,最终都将通过指令集映射为CPU的操作。
电脑中CPU是什么啊
中央处理器(central processing unit,简称CPU)作为计算机系统的运算和控制核心,是信息处理、程序运行的最终执行单元。CPU自产生以来,在逻辑结构、运行效率以及功能外延上取得了巨大发展
CPU是由什么组成的?
总线逻辑是为多个功能部件服务的信息通路的控制电路。就CPU而言一般分为内部总线和CPU对外联系的外部总线,外部总线有时候又叫做系统总线、前端总线(FSB)等。中断是指计算机由于异常事件,或者一些随机发生需要马上处理的事件,引起CPU暂时停止现在程序的执行,转向另一服务程序去处理这一事件,处理完毕再返回...
简述CPU功能及其组成
CPU功能主要是解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据。计算机系统中所有软件层的操作,最终都将通过指令集映射为CPU的操作。CPU内部结构大概可以分为控制单元、算术逻辑单元和存储单元这几个部分。按照其处理信息的字长可以分为:八位微处理器、十六位微处理器、三十二位微处理器以及六十四位微处理器等等。
CPU的全称是什么?包括哪几部分?
至于外频就是系统总线的工作频率;而倍频则是指CPU外频与主频相差的倍数。三者是有十分密切的关系的:主频=外频x倍频。第二:内存总线速度,英文全称是Memory-Bus Speed。CPU处理的数据是从哪里来的呢?学过一点计算机基本原理的朋友们都会清楚,是从主存储器那里来的,而主存储器指的就是我们平常所说的...
汗俊分清: (1)CPU的中间的长方形或者正方形部分就是CPU内核的地方,由单晶硅做成的芯片.所有的计算、接受/存储命令、处理数据都是在这里进行的.CPU核心的另一面,也就是被盖在陶瓷电路基板下面的那面要和外界的电路相连接.现在的CPU都...
寿阳县18464362042: CPU 有什么前沿技术 - ?
汗俊分清: 比如多内核cpu,蓝光dvd,大容量高速度磁盘,无线网络技术,三维显示技术,可折叠显示屏技术,乃至于光子计算机都属于前沿计算机技术.
寿阳县18464362042: 目前cpu有哪些最新的技术以及cpu的性能指标??
汗俊分清:1 说实话 我也不知道 cpu有什么新技术.! 2 cpu性能 要 看 以下 的 东西. 生产工艺 ! 越小越好. 意思是 越节能! 就是省电!发热量很小. 像 很人气高的 Intel Pentium E5200 它是 0.045um生产工艺的! 外频 现在主流cpu都是 外频 200MHz这...
寿阳县18464362042: 当前计算机方面的新技术有哪些? - ?
汗俊分清: 1、基于IPV6标准的新一代Internet网络. 2、基于3G、4G的宽带无线移动网络. 3、基于数据仓库和网络的的数据挖掘技术. 4、串联在线入侵检测及防护等网络安全技术、 5、全球负载均衡的分布式网络资源管理技术.
寿阳县18464362042: cpu的技术指标有哪些 - ?
汗俊分清: ?1、主频,也就是CPU的时钟频率,简单地说也就是CPU的工作频率.一般说来,一个时钟周期完成的指令数是固定的,所以主频越高,CPU的速度也就越快了.不过由于各种CPU的内部结构也不尽相同,所以并不能完全用主频来概括CPU的...
寿阳县18464362042: 简述09年CPU新技术有哪些??
汗俊分清: ~~~~~~AMD实现45nm INTEL生产出了32NM的 还出了6核(没有上市) Intel发布了I5处理器AMD 45NM出现之后解决了AMD功耗大的问题 六核不知道 没有测试发出来 Intel发布i5是在抢占高端市场 因为I7和X58主板只有那些发烧友才能玩得起........ P55主板价格没有X58价格那么变态
寿阳县18464362042: 电脑CPU主要包括什么 - ?
汗俊分清: 中央处理器CPU CPU是电脑系统的心脏,电脑特别是微型电脑的快速发展过程,实质上就是CPU从低级向高级、从简单向复杂发展的过程. 一、CPU的概念 CPU(Central Processing Unit)又叫中央处理器,其主要功能是进行运算和逻辑运算,...
寿阳县18464362042: 电脑CPU有什么功能? - ?
汗俊分清: 什么是CPU? CPU是英语“Central Processing Unit/中央处理器”的缩写,CPU一般由逻辑运算单元、控制单元和存储单元组成.在逻辑运算和控制单元中包括一些寄存器,这些寄存器用于CPU在处理数据过程中数据的暂时保存, 其实我们在...
寿阳县18464362042: CPU技术介绍 请详细说几下?
汗俊分清: 一、微处理器(CPU) 1、 以表格形式列出Intel、AMD典型微处理器(CPU)的年代、类型、性能指标及该款CPU采用的主要技术. 2、 介绍其它微处理器(CPU)的情况 二、介绍小型机采用的CPU CPU的年代、类型、生产厂商、类型、性能指标及该款CPU采用的主要技术. 三、介绍大型主机(大型、中型计算机)采用的CPU CPU的年代、生产厂商、类型、性能指标及该款CPU采用的主要技术. 四、介绍巨型计算机采用的CPU
寿阳县18464362042: 电脑的CPU的具体介绍 - ?
汗俊分清: CPU的英文全称是Central Processing Unit,即中央处理器.CPU从雏形出现到发展壮大的今天,由于制造技术的越来越先进,其集成度越来越高,内部的晶体管数达到几百万个.虽然从最初的CPU发展到现在其晶体管数增加了几十倍,但是...