对于cpu的介绍

作者&投稿:杨政 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
CPU详细介绍~

CPU相当人的大脑。

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,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等几个部分。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。

二、CPU主要的性能指标

主频:即CPU内部核心工作的时钟频率,单位一般是兆赫兹(MHz)。这是我们平时无论是使用还是购买计算机都最关心的一个参数,我们通常所说的133、166、450等就是指它。对于同种类的CPU,主频越高,CPU的速度就越快,整机的性能就越高。

外频和倍频数:外频即CPU的外部时钟频率。外频是由电脑主板提供的,CPU的主频与外频的关系是:CPU主频=外频×倍频数。

内部缓存:采用速度极快的SRAM制作,用于暂时存储CPU运算时的最近的部分指令和数据,存取速度与CPU主频相同,内部缓存的容量一般以KB为单位。当它全速工作时,其容量越大,使用频率最高的数据和结果就越容易尽快进入CPU进行运算,CPU工作时与存取速度较慢的外部缓存和内存间交换数据的次数越少,相对电脑的运算速度可以提高。

地址总线宽度:地址总线宽度决定了CPU可以访问的物理地址空间,简单地说就是CPU到底能够使用多大容量的内存。

多媒体扩展指令集(MMX)技术:MMX是Intel公司为增强Pentium CPU 在音像、图形和通信应用方面而采取的新技术。这一技术为CPU增加了全新的57条MMX指令,这些加了MMX指令的 CPU比普通CPU在运行含有MMX指令的程序时,处理多媒体的能力上提高了60%左右。即使不使用MMX指令的程序,也能获得15%左右的性能提升。

微处理器在多方面改变了我们的生活,现在认为理所当然的事,在以前却是难以想象的。六十年代计算机大得可充满整个房间,只有很少的人能使用它们。六十年代中期集成电路的发明使电路的小型化得以在一块单一的硅片上实现,为微处理器的发展奠定了基础。在可预见的未来,CPU的处理能力将继续保持高速增长,小型化、集成化永远是发展趋势,同时会形成不同层次的产品,也包括专用处理器

英特尔公司的主要 CPU 系列型号有:

Pentium
Pentium Pro
Pentium II
Pentium III
Pentium 4
Pentium 4EE
Pentium-m
Celeron
Celeron II
Celeron III
Celeron IV
Celeron D
Xeon 等等

而 AMD 公司的主要 CPU 系列型号有:

K5
K6
K6-2
Duron
Athlon XP
Sempron
Athlon 64
Opteron 等等

接口类型

我们知道,CPU 需要通过某个接口与主板连接,才能进行工作。CPU 经过这么多年的发展,采用的接口方式有引脚式、卡式、触点式、针脚式等。而目前 CPU 的接口,都是针脚式接口,对应到主板上,就有相应的插槽类型。CPU 接口类型不同,在插孔数、体积、形状上都有变化,所以不能互相混用接插。

1) Socket 775

Socket 775 又称为 Socket T,是目前应用于 Intel LGA775 封装的 CPU 所对应的接口,目前采用此种接口的有 LGA775 封装的 Pentium 4、Pentium 4 EE、Celeron D 等 CPU。与以前的 Socket 478 接口 CPU 不同,Socket 775 接口 CPU 的底部没有传统的针脚,而代之以 775 个触点,即并非针脚式而是触点式。通过与对应的 Socket 775 插槽内的 775 根触针接触,来传输信号。Socket 775 接口,不仅能够有效提升处理器的信号强度、提升处理器频率,同时也可以提高处理器生产的良品率,降低生产成本。随着 Socket 478 的逐渐淡出,Socket 775 将成为今后所有 Intel 桌面 CPU 的标准接口。

2) Socket 754

Socket 754 是2003年9月 AMD 64 位桌面平台最初发布时的 CPU 接口,目前采用此接口的,有低端的 Athlon 64 和高端的 Sempron,具有 754 根 CPU 针脚。随着 Socket 939 的普及,Socket 754 最终也会逐渐淡出。

3) Socket 939

Socket 939 是 AMD 公司2004年6月才推出的 64 位桌面平台接口标准,目前采用此接口的,有高端的 Athlon 64 以及 Athlon 64 FX,具有 939 根 CPU 针脚。Socket 939 处理器和与过去的 Socket 940 插槽是不能混插的,但是,Socket 939 仍然使用了相同的 CPU 风扇系统模式。因此,以前用于 Socket 940 和 Socket 754 的风扇,同样可以使用在 Socket 939 处理器。

4) Socket 940

Socket 940 是最早发布的 AMD 64 位接口标准,具有 940 根 CPU 针脚,目前采用此接口的,有服务器/工作站所使用的 Opteron 以及最初的 Athlon 64 FX。随着新出的 Athlon 64 FX 改用 Socket 939 接口,所以 Socket 940 将会成为 Opteron 的专用接口。

5) Socket 603

Socket 603 的用途比较专业,应用于 Intel 方面高端的服务器/工作站平台,采用此接口的 CPU 是 Xeon MP 和早期的 Xeon,具有 603 根 CPU 针脚。Socket 603 接口的 CPU,可以兼容于 Socket 604 插槽。

6) Socket 604

与 Socket 603 相仿,Socket 604 仍然是应用于 Intel 方面高端的服务器/工作站平台,采用此接口的 CPU 是 533MHz 和 800MHz FSB 的 Xeon。Socket 604 接口的 CPU 不能兼容于 Socket 603 插槽。

7) Socket 478

Socket 478 接口是目前 Pentium 4 系列处理器所采用的接口类型,针脚数为 478 针。Socket 478 的 Pentium 4 处理器面积很小,其针脚排列极为紧密。英特尔公司的 Pentium 4 系列和 P4 赛扬系列都采用此接口。

8) Socket A

Socket A 接口,也叫 Socket 462,是目前 AMD 公司 Athlon XP 和 Duron 处理器的插座接口。Socket A 接口具有 462 插脚,可以支持 133MHz 外频。

9) Socket 423

Socket 423 插槽是最初 Pentium 4 处理器的标准接口,Socket 423 的外形和前几种 Socket 类的插槽类似,对应的 CPU 针脚数为 423。Socket 423 插槽多是基于 Intel 850 芯片组主板,支持 1.3GHz~1.8GHz 的 Pentium 4 处理器。不过随着 DDR 内存的流行,英特尔又开发了支持 SDRAM 及 DDR 内存的 i845 芯片组,CPU 插槽也改成了 Socket 478,Socket 423 接口也就销声匿迹了。

10) Socket 370

Socket 370 架构是英特尔开发出来代替 SLOT 架构,外观上与 Socket 7 非常像,也采用零插拔力插槽,对应的 CPU 是 370 针脚。英特尔公司著名的“铜矿”和”图拉丁”系列 CPU,就是采用此种接口。

11) SLOT 1

SLOT 1 是英特尔公司为取代 Socket 7 而开发的 CPU 接口,并申请的专利。这样,其它厂商就无法生产 SLOT 1 接口的产品。SLOT1 接口的 CPU 不再是大家熟悉的方方正正的样子,而是变成了扁平的长方体,而且接口也变成了金手指,不再是插针形式。

SLOT 1 是英特尔公司为 Pentium Ⅱ 系列 CPU 设计的插槽,其将 Pentium Ⅱ CPU 及其相关控制电路、二级缓存都做在一块子卡上,多数 Slot 1 主板使用 100MHz 外频。SLOT 1 的技术结构比较先进,能提供更大的内部传输带宽和 CPU 性能。此种接口已经被淘汰,市面上已无此类接口的产品。

12) SLOT 2

SLOT 2 用途比较专业,都采用于高端服务器及图形工作站的系统。所用的 CPU 也是很昂贵的 Xeon(至强)系列。Slot 2 与 Slot 1 相比,有许多不同。首先,Slot 2 插槽更长,CPU 本身也要大一些。其次,Slot 2 能够胜任更高要求的多用途计算处理,这是进入高端企业计算市场的关键所在。在当时标准服务器设计中,一般厂商只能同时在系统中采用两个 Pentium Ⅱ 处理器,而有了 Slot 2 设计后,可以在一台服务器中同时采用 8 个处理器。而且采用 Slot 2 接口的 Pentium Ⅱ CPU,都采用了当时最先进的 0.25 微米制造工艺。支持 SLOT 2 接口的主板芯片组有 440GX 和 450NX。

13) SLOT A

SLOT A 接口类似于英特尔公司的 SLOT 1 接口,供 AMD 公司的 K7 Athlon 使用。在技术和性能上,SLOT A 主板可完全兼容原有的各种外设扩展卡设备。它使用的并不是 Intel 的 P6 GTL+总线协议,而是 Digital 公司的 Alpha 总线协议 EV6。EV6 架构是较先进的架构,它采用多线程处理的点到点拓扑结构,支持 200MHz 的总线频率。

核心类型

核心(Die)又称为内核,是 CPU 最重要的组成部分。CPU 中心那块隆起的芯片就是核心,是由单晶硅以一定的生产工艺制造出来的,CPU 所有的计算、接受/存储命令、处理数据都由核心执行。各种 CPU 核心都具有固定的逻辑结构,一级缓存、二级缓存、执行单元、指令级单元和总线接口等逻辑单元,都会有科学的布局。

为了便于 CPU 设计、生产、销售的管理,CPU 制造商会对各种 CPU 核心给出相应的代号,这也就是所谓的 CPU 核心类型。

不同的 CPU (不同系列或同一系列)都会有不同的核心类型(例如 Pentium 4 的 Northwood,Willamette 以及 K6-2 的 CXT 和 K6-2+ 的 ST-50 等等),甚至同一种核心都会有不同版本的类型(例如 Northwood 核心就分为 B0 和 C1 等版本),核心版本的变更,是为了修正上一版存在的一些错误,并提升一定的性能,而这些变化,普通消费者是很少去注意的。每一种核心类型都有其相应的制造工艺(例如 0.25um、0.18um、0.13um 以及 0.09um 等)、核心面积(这是决定 CPU 成本的关键因素,成本与核心面积基本上成正比)、核心电压、电流大小、晶体管数量、各级缓存的大小、主频范围、流水线架构和支持的指令集(这两点是决定 CPU 实际性能和工作效率的关键因素)、功耗和发热量的大小、封装方式(例如 S.E.P、PGA、FC-PGA、FC-PGA2 等等)、接口类型(例如 Socket 370,Socket A,Socket 478,Socket T,Slot 1、Socket 940 等等)、前端总线频率(FSB)等等。因此,核心类型在某种程度上决定了 CPU 的工作性能。

一般说来,新的核心类型,往往比老的核心类型具有更好的性能(例如同频的 Northwood 核心 Pentium 4 1.8A GHz 就要比 Willamette 核心的 Pentium 4 1.8 GHz 性能要高)。但这也不是绝对的。这种情况一般发生在新核心类型刚推出时,由于技术不完善或新的架构和制造工艺不成熟等原因,可能会导致新的核心类型的性能反而还不如老的核心类型的性能。例如,早期 Willamette 核心 Socket 423 接口的 Pentium 4 的实际性能,不如 Socket 370 接口的 Tualatin 核心的 Pentium III 和赛扬,现在的低频 Prescott 核心 Pentium 4 的实际性能,不如同频的 Northwood 核心 Pentium 4 等等。但随着技术的进步以及 CPU 制造商对新核心的不断改进和完善,新核心的中后期产品的性能,必然会超越老核心产品。

CPU 核心的发展方向,是更低的电压、更低的功耗、更先进的制造工艺、集成更多的晶体管、更小的核心面积(这会降低 CPU 的生产成本从而最终会降低 CPU 的销售价格)、更先进的流水线架构和更多的指令集、更高的前端总线频率、集成更多的功能(例如集成内存控制器,等等)以及双核心和多核心(也就是一个 CPU 内部有 2 个或更多个核心)等。CPU 核心的进步,对普通消费者而言,最有意义的就是能以更低的价格买到性能更强的 CPU。

在 CPU 漫长的历史中,伴随着纷繁复杂的 CPU 核心类型。以下分别就 Intel CPU 和 AMD CPU 的主流核心类型,作一个简介。主流核心类型介绍(仅限于台式机 CPU,不包括笔记本 CPU 和服务器/工作站 CPU,而且不包括比较老的核心类型)。

(一)Intel CPU 的核心类型

1) Tualatin

这也就是大名鼎鼎的“图拉丁”核心,是 Intel 在 Socket 370 架构上的最后一种 CPU 核心,采用 0.13um 制造工艺,封装方式采用 FC-PGA2 和 PPGA,核心电压也降低到了 1.5V 左右,主频范围从 1GHz 到 1.4GHz,外频分别为 100MHz(赛扬)和 133MHz(Pentium III),二级缓存分别为 512KB(Pentium III-S)和 256KB(Pentium III 和赛扬),这是最强的 Socket 370 核心,其性能甚至超过了早期低频的 Pentium 4系列 CPU。

2) Willamette

这是早期的 Pentium 4 和 P4 赛扬采用的核心,最初采用 Socket 423 接口,后来改用 Socket 478 接口(赛扬只有 1.7GHz 和 1.8GHz 两种,都是 Socket 478 接口),采用 0.18um 制造工艺,前端总线频率为 400MHz,主频范围从 1.3GHz 到 2.0GHz(Socket 423)和 1.6GHz 到 2.0GHz(Socket 478),二级缓存分别为 256KB(Pentium 4)和 128KB(赛扬)。注意,另外还有些型号的 Socket 423 接口的 Pentium 4 居然没有二级缓存!核心电压 1.75V 左右,封装方式采用 Socket 423 的 PPGA INT2,PPGA INT3,OOI 423-pin,PPGA FC-PGA2 和 Socket 478 的 PPGA FC-PGA2 以及赛扬采用的 PPGA 等等。Willamette 核心制造工艺落后,发热量大,性能低下,已经被淘汰掉,而被 Northwood 核心所取代。

3) Northwood

这是目前主流的 Pentium 4 和赛扬所采用的核心,其与 Willamette 核心最大的改进,是采用了 0.13um 制造工艺,并都采用 Socket 478 接口,核心电压 1.5V 左右,二级缓存分别为 128KB(赛扬)和 512KB(Pentium 4),前端总线频率分别为 400/533/800MHz(赛扬都只有 400MHz),主频范围分别为 2.0GHz 到 2.8GHz(赛扬),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),并且 3.06GHz Pentium 4 和所有的 800MHz Pentium 4 都支持超线程技术(Hyper-Threading Technology),封装方式采用 PPGA FC-PGA2 和 PPGA。按照 Intel 的规划,Northwood 核心会很快被 Prescott 核心所取代。

4) Prescott

这是 Intel 新的 CPU 核心,最早使用在 Pentium 4 上,现在低端的赛扬 D 也大量使用此核心,其与Northwood 最大的区别是采用了 0.09um 制造工艺和更多的流水线结构,初期采用 Socket 478 接口,以后会全部转到 LGA 775 接口,核心电压 1.25-1.525V,前端总线频率为 533MHz(不支持超线程技术)和 800MHz(支持超线程技术),主频分别为 533MHz FSB 的 2.4GHz 和 2.8GHz 以及 800MHz FSB 的 2.8GHz、3.0GHz、3.2GHz 和 3.4GHz。其与 Northwood 相比,其 L1 缓存从 8KB 增加到 16KB,而 L2 缓存则从 512KB 增加到 1MB,封装方式采用 PPGA。按照 Intel 的规划,Prescott 核心会很快取代 Northwood 核心,并且很快就会推出 Prescott 核心 533MHz FSB 的赛扬。

5) Prescott 2M

Prescott 2M 是 Intel 在台式机上使用的核心,与 Prescott 不同,Prescott 2M 支持 EM64T 技术,也就是说,可以使用超过 4G 内存,属于 64 位的 CPU,这是 Intel 第一款使用 64 位技术的台式机 CPU。

Prescott 2M 核心,使用 90nm 制造工艺,集成 2M 二级缓存,800 或者 1066MHz 前端总线。从目前来说,P4 的 6 系列和 P4EE CPU,使用的是 Prescott 2M 核心。Prescott 2M 本身的性能并不是特别出众,不过,由于集成了大容量的二级缓存和使用较高的频率,性能仍然有提升。此外,Prescott 2M 核心还支持增强型的 Intel SpeedStep 技术(EIST)。这种技术完全与英特尔的移动处理器中的节能机制一样,它可以让 Pentium 4 6 系列处理器在低负载的时候降低工作频率,这样,可以明显降低它们在运行时的工作热量及功耗。


(二)AMD CPU 的核心类型

1) Athlon XP 的核心类型

Athlon XP 有 4 种不同的核心类型,但都有共同之处:都采用 Socket A 接口,而且都采用 PR 标称值标注。

2) Palomino

这是最早的 Athlon XP 的核心,采用 0.18um 制造工艺,核心电压为 1.75V 左右,二级缓存为 256KB,封装方式采用 OPGA,前端总线频率为 266MHz。

3) Thoroughbred

这是第一种采用 0.13um 制造工艺的 Athlon XP 核心,又分为 Thoroughbred-A 和 Thoroughbred-B 两种版本,核心电压 1.65V-1.75V 左右,二级缓存为 256KB,封装方式采用 OPGA,前端总线频率为 266MHz 和 333MHz。

4) Thorton

采用 0.13um 制造工艺,核心电压 1.65V 左右,二级缓存为 256KB,封装方式采用 OPGA,前端总线频率为 333MHz。可以看作是屏蔽了一半二级缓存的 Barton。


5) Barton

采用 0.13um 制造工艺,核心电压 1.65V 左右,二级缓存为 512KB,封装方式采用 OPGA,前端总线频率为 333MHz 和 400MHz。


(三)新 Duron 的核心类型

AppleBred

采用 0.13um 制造工艺,核心电压 1.5V 左右,二级缓存为 64KB,封装方式采用 OPGA,前端总线频率为 266MHz。没有采用 PR 标称值标注,而以实际频率标注,有 1.4GHz、1.6GHz 和 1.8GHz 三种。


(四)Athlon 64 系列 CPU 的核心类型

1) Sledgehammer

Sledgehammer 是 AMD 服务器 CPU 的核心,是 64 位的 CPU,一般为 940 接口,采用 0.13 微米工艺。Sledgehammer 的功能强大,集成三条 HyperTransprot 总线,核心使用 12 级流水线,128K 一级缓存、集成 1M 二级缓存,可以用于单路到 8 路 CPU 服务器。Sledgehammer 集成内存控制器,比起传统上位于北桥的内存控制器有更小的延时,支持双通道 DDR 内存,由于是服务器 CPU,当然支持 ECC 校验。

2) Clawhammer

采用 0.13um 制造工艺,核心电压 1.5V 左右,二级缓存为 1MB,封装方式采用 mPGA,采用 Hyper Transport 总线,内置一个 128bit 的内存控制器。采用 Socket 754、Socket 940 和 Socket 939 接口。

3) Newcastle

其与 Clawhammer 的最主要区别,就是二级缓存降为 512KB(这也是 AMD 为了市场需要和加快推广 64 位 CPU 而采取的相对低价政策的结果),其它性能基本相同。

4) Wincheste

Wincheste 是比较新的 AMD Athlon 64 CPU 核心,是 64 位的 CPU,一般为 939 接口,0.09 微米制造工艺。这种核心使用 200MHz 外频,支持 1GHyperTransprot 总线,512K 二级缓存,性价比较好。Wincheste 集成双通道内存控制器,支持双通道 DDR 内存,由于使用新的工艺,Wincheste 的发热量比旧的 Athlon 小,性能也有所提升。

5) Troy

Troy 是 AMD 第一个使用 90nm 制造工艺的 Opteron 核心。Troy 核心是在 Sledgehammer 基础上增添了多项新技术而来的,通常为 940 针脚,拥有 128K 一级缓存和 1MB (1024 KB)二级缓存。同样使用 200MHz 外频,支持 1GHyperTransprot 总线,集成了内存控制器,支持双通道 DDR 400 内存,并且可以支持 ECC 内存。此外,Troy 核心还提供了对 SSE-3 的支持,和 Intel 的 Xeon 相同。总的来说,Troy 是一款不错的 CPU 核心。

6) Venice

Venice 核心是在 Wincheste 核心的基础上演变而来,其技术参数和 Wincheste 基本相同:一样基于 X86-64 架构、整合双通道内存控制器、512KB L2 缓存、90nm 制造工艺、200MHz 外频,支持 1GHyperTransprot 总线。Venice 的变化主要有三方面:一是使用了 Dual Stress Liner(简称 DSL)技术,可以将半导体晶体管的响应速度提高 24%,这样 CPU 有更大的频率空间,更容易超频;二是提供了对 SSE-3 的支持,和 Intel 的 CPU 相同;三是进一步改良了内存控制器,一定程度上增加处理器的性能,更主要的是增加内存控制器对不同 DIMM 模块和不同配置的兼容性。此外 Venice 核心还使用了动态电压,不同的 CPU 可能会有不同的电压。

7) SanDiego

SanDiego 核心与 Venice 一样,是在 Wincheste 核心的基础上演变而来,其技术参数和 Venice 非常接近,Venice 拥有的新技术、新功能,SanDiego 核心一样拥有。不过 AMD 公司将 SanDiego 核心定位到顶级 Athlon 64 处理器之上,甚至用于服务器 CPU。可以将 SanDiego 看作是 Venice 核心的高级版本,只不过缓存容量由 512KB 提升到了 1MB。当然,由于 L2 缓存增加,SanDiego 核心的内核尺寸也有所增加,从 Venice 核心的 84 平方毫米增加到 115 平方毫米,当然价格也更高昂。


(五)闪龙系列 CPU 的核心类型

1) Paris

Paris 核心是 Barton 核心的继任者,主要用于 AMD 的闪龙,早期的 754 接口闪龙部分使用 Paris 核心。Paris 采用 90nm 制造工艺,支持 iSSE2 指令集,一般为 256K 二级缓存,200MHz 外频。Paris 核心是 32 位 CPU,来源于 K8 核心,因此也具备了内存控制单元。CPU 内建内存控制器的主要优点,在于内存控制器可以以 CPU 频率运行,比起传统上位于北桥的内存控制器有更小的延时。使用 Paris 核心的闪龙与 Socket A 接口闪龙 CPU 相比,性能得到明显提升。

2) Palermo

Palermo 核心目前主要用于 AMD 的闪龙 CPU,使用 Socket 754 接口、90nm 制造工艺,1.4V 左右电压,200MHz 外频,128K 或者 256K 二级缓存。Palermo 核心源于 K8 的 Wincheste 核心,不过是 32 位的。除了拥有与 AMD 高端处理器相同的内部架构,还具备了 EVP、Cool'n'Quiet;和 HyperTransport 等 AMD 独有的技术,为广大用户带来更“冷静”、更高计算能力的优秀处理器。由于脱胎与 ATHLON 64 处理器,所以,Palermo 同样具备了内存控制单元。CPU 内建内存控制器的主要优点,在于内存控制器可以以 CPU 频率运行,比起传统上位于北桥的内存控制器有更小的延时。


(六)双核心类型

在2005年以前,主频一直是两大处理器巨头 Intel 和 AMD 争相追逐的焦点。而且处理器主频也在 Intel 和 AMD 的推动下,达到了一个又一个的高峰。就在处理器主频提升速度的同时,也发现在目前的情况下,单纯主频的提升,已经无法为系统整体性能的提升带来明显的好处,并且高主频带来了处理器巨大的发热量。更为不利是,Intel 和 AMD 两家在处理器主频提升上已经有些力不从心了。在这种情况下,Intel 和 AMD 都不约而同地将目光投向了多核心的发展方向。在不用进行大规模开发的情况下,将现有产品发展成为理论性能更为强大的多核心处理器系统,无疑是相当明智的选择。

双核处理器就是基于单个半导体的一个处理器上拥有两个一样功能的处理器核心,即是将两个物理处理器核心整合入一个内核中。事实上,双核架构并不是什么新技术,不过此前双核心处理器一直是服务器的专利,现在已经开始普及之中。

1) Intel 的双核心处理器介绍

目前 Intel 推出的双核心处理器,有 Pentium D 和 Pentium Extreme Edition,同时推出 945/955 芯片组来支持新推出的双核心处理器,采用 90nm 工艺生产的这两款新推出的双核心处理器,使用是没有针脚的 LGA 775 接口,但处理器底部的贴片电容数目有所增加,排列方式也有所不同。


图18

桌面平台的核心代号 Smithfield 的处理器,正式命名为 Pentium D 处理器。除了摆脱阿拉伯数字改用英文字母来表示这次双核心处理器的世代交替外,D 的字母也更容易让人联想起 Dual-Core 双核心的涵义。


图19 揭开外壳后的双核心 Pentium D 处理器


图20 双核心构架内部示意图

Intel 的双核心构架,更像是一个双 CPU 平台,Pentium D 处理器继续沿用 Prescott 架构及 90nm 生产技术生产。Pentium D 内核实际上由于两个独立的 Prescott 核心组成,每个核心拥有独立的 1MB L2 缓存及执行单元,两个核心加起来一共拥有 2MB。但由于处理器中的两个核心都拥有独立的缓存,因此必须保证每个二级缓存当中的信息完全一致,否则就会出现运算错误。


图21 MCH 协调两颗核心之间的相互调用

为了解决这一问题,Intel 将两个核心之间的协调工作交给了外部的 MCH(北桥)芯片。虽然缓存之间的数据传输与存储并不巨大,但由于需要通过外部的 MCH 芯片进行协调处理,毫无疑问的会对整个的处理速度带来一定的延迟,从而影响到处理器整体性能的发挥。

由于采用 Prescott 内核,因此 Pentium D 也支持 EM64T 技术、XD bit 安全技术。值得一提的是,Pentium D 处理器将不支持 Hyper-Threading 技术。原因很明显:在多个物理处理器及多个逻辑处理器之间正确分配数据流、平衡运算任务并非易事。比如,如果应用程序需要两个运算线程,很明显每个线程对应一个物理内核,但如果有 3 个运算线程呢?因此为了减少双核心 Pentium D 架构复杂性,英特尔决定在针对主流市场的 Pentium D 中取消对 Hyper-Threading 技术的支持。

同出自 Intel 之手,而且 Pentium D 和 Pentium Extreme Edition 两款双核心处理器名字上的差别也预示着这两款处理器在规格上也不尽相同。其中,它们之间最大的不同,就是对于超线程(Hyper-Threading)技术的支持。Pentium D 不能支持超线程技术,而 Pentium Extreme Edition 则没有这方面的限制。在打开超线程技术的情况下,双核心 Pentium Extreme Edition 处理器能够模拟出另外两个逻辑处理器,可以被系统认成四核心系统。


2) AMD 的双核心处理器介绍

AMD 推出的双核心处理器,分别是双核心的 Opteron 系列和全新的 Athlon 64 X2 系列处理器。其中,Athlon 64 X2 是用以抗衡 Pentium D 和 Pentium Extreme Edition 的桌面双核心处理器系列。


图22

AMD 推出的 Athlon 64 X2 是由两个 Athlon 64 处理器上采用的 Venice 核心组合而成,每个核心拥有独立的 512KB(1MB) L2 缓存及执行单元。除了多出一个核芯之外,从架构上相对于目前 Athlon 64 在架构上并没有任何重大的改变。


图23 Athlon 64 X2(左侧)与普通 Athlon 64 的对比

双核心 Athlon 64 X2 的大部分规格、功能与我们熟悉的 Athlon 64 架构没有任何区别,也就是说,新推出的 Athlon 64 X2 双核心处理器,仍然支持 1GHz 规格的 HyperTransport 总线,并且内建了支持双通道设置的 DDR 内存控制器。

与 Intel 双核心处理器不同的是,Athlon 64 X2 的两个内核并不需要经过 MCH 进行相互之间的协调。 AMD 在 Athlon 64 X2 双核心处理器的内部提供了一个称为 System Request Queue(系统请求队列)的技术,在工作的时候,每一个核心都将其请求放在 SRQ 中,当获得资源之后,请求将会被送往相应的执行核心。也就是说,所有的处理过程都在 CPU 核心范围之内完成,并不需要借助外部设备。


图24 AMD Athlon 64 X2 内部示意图

对于双核心架构,AMD 的做法是将两个核心整合在同一片硅晶内核之中,而 Intel 的双核心处理方式则更像是简单的将两个核心做到一起而已。与 Intel 的双核心架构相比,AMD 双核心处理器系统不会在两个核心之间存在传输瓶颈的问题。因此,从这个方面来说,Athlon 64 X2 的架构要明显优于 Pentium D 架构。

虽然与 Intel 相比,AMD 并不用担心 Prescott 核心这样的功耗和发热大户,但是同样需要为双核心处理器考虑降低功耗的方式。为此 AMD 并没有采用降低主频的办法,而是在其使用 90nm 工艺生产的 Athlon 64 X2 处理器中,采用了所谓的 Dual Stress Liner 应变硅技术,与 SOI 技术配合使用,能够生产出性能更高、耗电更低的晶体管。

AMD 推出的 Athlon 64 X2 处理器给用户带来最实惠的好处就是,不需要更换平台,就能使用新推出的双核心处理器,只要对老主板升级一下 BIOS 就可以了。这与 Intel 双核心处理器必须更换新平台才能支持的做法相比,升级双核心系统会节省不少费用。

前端总线

总线是将信息以一个或多个源部件传送到一个或多个目的部件的一组传输线。通俗的说,

CPU是Central Processing Unit(中央微处理器)的缩写,它是计算机中最重要的一个部分,由运算器和控制器组成。如果把计算机比作人,那么CPU就是人的大脑。CPU的发展非常迅速,个人电脑从8088(XT)发展到现在的Pentium 4时代,只经过了不到二十年的时间。

从生产技术来说,最初的8088集成了29000个晶体管,而PentiumⅢ的集成度超过了2810万个晶体管;CPU的运行速度,以MIPS(百万个指令每秒)为单位,8088是0.75MIPS,到高能奔腾时已超过了1000MIPS。不管什么样的CPU,其内部结构归纳起来都可以分为控制单元、逻辑单元和存储单元三大部分,这三个部分相互协调,对命令和数据进行分析、判断、运算并控制计算机各部分协调工作。

CPU从最初发展至今已经有二十多年的历史了,这期间,按照其处理信息的字长,CPU可以分为:4位微处理器、8位微处理器、16位微处理器、32位微处理器以及正在酝酿构建的64位微处理器,可以说个人电脑的发展是随着CPU的发展而前进的。

Intel 4004

1971年,英特尔公司推出了世界上第一款微处理器4004,这是第一个可用于微型计算机的四位微处理器,它包含2300个晶体管。随后英特尔又推出了8008,由于运算性能很差,其市场反应十分不理想。1974年,8008发展成8080,成为第二代微处理器。8080作为代替电子逻辑电路的器件被用于各种应用电路和设备中,如果没有微处理器,这些应用就无法实现。

由于微处理器可用来完成很多以前需要用较大设备完成的计算任务,价格又便宜,于是各半导体公司开始竞相生产微处理器芯片。Zilog公司生产了8080的增强型Z80,摩托罗拉公司生产了6800,英特尔公司于1976年又生产了增强型8085,但这些芯片基本没有改变8080的基本特点,都属于第二代微处理器。它们均采用NMOS工艺,集成度约9000只晶体管,平均指令执行时间为1μS~2μS,采用汇编语言、BASIC、Fortran编程,使用单用户操作系统。

Intel 8086

1978年英特尔公司生产的8086是第一个16位的微处理器。很快Zilog公司和摩托罗拉公司也宣布计划生产Z8000和68000。这就是第三代微处理器的起点。

8086微处理器最高主频速度为8MHz,具有16位数据通道,内存寻址能力为1MB。同时英特尔还生产出与之相配合的数学协处理器i8087,这两种芯片使用相互兼容的指令集,但i8087指令集中增加了一些专门用于对数、指数和三角函数等数学计算的指令。人们将这些指令集统一称之为 x86指令集。虽然以后英特尔又陆续生产出第二代、第三代等更先进和更快的新型CPU,但都仍然兼容原来的x86指令,而且英特尔在后续CPU的命名上沿用了原先的x86序列,直到后来因商标注册问题,才放弃了继续用阿拉伯数字命名。

1979年,英特尔公司又开发出了8088。8086和8088在芯片内部均采用16位数据传输,所以都称为16位微处理器,但8086每周期能传送或接收16位数据,而8088每周期只采用8位。因为最初的大部分设备和芯片是8位的,而8088的外部8位数据传送、接收能与这些设备相兼容。8088采用40针的DIP封装,工作频率为6.66MHz、7.16MHz或8MHz,微处理器集成了大约29000个晶体管。

8086和8088问世后不久,英特尔公司就开始对他们进行改进,他们将更多功能集成在芯片上,这样就诞生了80186和80188。这两款微处理器内部均以16位工作,在外部输入输出上80186采用16位,而80188和8088一样是采用8位工作。

1981年,美国IBM公司将8088芯片用于其研制的PC机中,从而开创了全新的微机时代。也正是从8088开始,个人电脑(PC)的概念开始在全世界范围内发展起来。从8088应用到IBM PC机上开始,个人电脑真正走进了人们的工作和生活之中,它也标志着一个新时代的开始。

Intel 80286

1982年,英特尔公司在8086的基础上,研制出了80286微处理器,该微处理器的最大主频为20MHz,内、外部数据传输均为16位,使用24位内存储器的寻址,内存寻址能力为16MB。80286可工作于两种方式,一种叫实模式,另一种叫保护方式。

在实模式下,微处理器可以访问的内存总量限制在1兆字节;而在保护方式之下,80286可直接访问16兆字节的内存。此外,80286工作在保护方式之下,可以保护操作系统,使之不像实模式或8086等不受保护的微处理器那样,在遇到异常应用时会使系统停机。

IBM公司将80286微处理器用在先进技术微机即AT机中,引起了极大的轰动。80286在以下四个方面比它的前辈有显著的改进:支持更大的内存;能够模拟内存空间;能同时运行多个任务;提高了处理速度。最早PC机的速度是4MHz,第一台基于80286的AT机运行速度为6MHz至8MHz,一些制造商还自行提高速度,使80286达到了20MHz,这意味着性能上有了重大的进步。

80286的封装是一种被称为PGA的正方形包装。PGA是源于PLCC的便宜封装,它有一块内部和外部固体插脚,在这个封装中,80286集成了大约130000个晶体管。

IBM PC/AT微机的总线保持了XT的三层总线结构,并增加了高低位字节总线驱动器转换逻辑和高位字节总线。与XT机一样,CPU也是焊接在主板上的。

那时的原装机仅指IBM PC机,而兼容机就是除了IBM PC以外的其它机器。在当时,生产CPU的公司除英特尔外,还有AMD及西门子公司等,而人们对自己电脑用的什么CPU也不关心,因为AMD等公司生产的CPU几乎同英特尔的一样,直到486时代人们才关心起自己的CPU来。

8086~80286这个时代是个人电脑起步的时代,当时在国内使用甚至见到过PC机的人很少,它在人们心中是一个神秘的东西。到九十年代初,国内才开始普及计算机。

Intel 80386

1985年春天的时候,英特尔公司已经成为了第一流的芯片公司,它决心全力开发新一代的32位核心的CPU—80386。Intel给80386设计了三个技术要点:使用“类286”结构,开发80387微处理器增强浮点运算能力,开发高速缓存解决内存速度瓶颈。

1985年10月17日,英特尔划时代的产品——80386DX正式发布了,其内部包含27.5万个晶体管,时钟频率为12.5MHz,后逐步提高到20MHz、25MHz、33MHz,最后还有少量的40MHz产品。

80386DX的内部和外部数据总线是32位,地址总线也是32位,可以寻址到4GB内存,并可以管理64TB的虚拟存储空间。它的运算模式除了具有实模式和保护模式以外,还增加了一种“虚拟86”的工作方式,可以通过同时模拟多个8086微处理器来提供多任务能力。

80386DX有比80286更多的指令,频率为12.5MHz的80386每秒钟可执行6百万条指令,比频率为16MHz的80286快2.2倍。80386最经典的产品为80386DX-33MHz,一般我们说的80386就是指它。

由于32位微处理器的强大运算能力,PC的应用扩展到很多的领域,如商业办公和计算、工程设计和计算、数据中心、个人娱乐。80386使32位CPU成为了PC工业的标准。

虽然当时80386没有完善和强大的浮点运算单元,但配上80387协处理器,80386就可以顺利完成许多需要大量浮点运算的任务,从而顺利进入了主流的商用电脑市场。另外,30386还有其他丰富的外围配件支持,如82258(DMA控制器)、8259A(中断控制器)、8272(磁盘控制器)、82385(Cache控制器)、82062(硬盘控制器)等。针对内存的速度瓶颈,英特尔为80386设计了高速缓存(Cache),采取预读内存的方法来缓解这个速度瓶颈,从此以后,Cache就和CPU成为了如影随形的东西。

Intel 80387/80287

严格地说,80387并不是一块真正意义上的CPU,而是配合80386DX的协处理芯片,也就是说,80387只能协助80386完成浮点运算方面的功能,功能很单一。

Intel 80386SX

1989年英特尔公司又推出准32位微处理器芯片80386SX。这是Intel为了扩大市场份额而推出的一种较便宜的普及型CPU,它的内部数据总线为32位,外部数据总线为16位,它可以接受为80286开发的16位输入/输出接口芯片,降低整机成本。

80386SX推出后,受到市场的广泛的欢迎,因为80386SX的性能大大优于80286,而价格只是80386的三分之一。

Intel 80386SL/80386DL

英特尔在1990年推出了专门用于笔记本电脑的80386SL和80386DL两种型号的386芯片。这两个类型的芯片可以说是80386DX/SX的节能型,其中,80386DL是基于80386DX内核,而80386SL是基于80386SX内核的。这两种类型的芯片,不但耗电少,而且具有电源管理功能,在CPU不工作的时候,自动切断电源供应。

Motorola 68000

摩托罗拉的68000是最早推出的32位微微处理器,当时是1984年,推出后,性能超群,并获得如日中天的苹果公司青睐,在自己的划时代个人电脑“PC-MAC”中采用该芯片。但80386推出后,日渐没落。

AMD Am386SX/DX

AMD的Am386SX/DX是兼容80386DX的第三方芯片,性能上和英特尔的80386DX相差无己,也成为当时的主流产品之一。

IBM 386SLC

这个是由IBM在研究80386的基础上设计的,和80386完全兼容,由英特尔生产制造。386SLC基本上是一个在80386SX的基础上配上内置Cache,同时包含80486SX的指令集,性能也不错。

Intel 80486

1989年,我们大家耳熟能详的80486芯片由英特尔推出。这款经过四年开发和3亿美元资金投入的芯片的伟大之处在于它首次实破了100万个晶体管的界限,集成了120万个晶体管,使用1微米的制造工艺。80486的时钟频率从25MHz逐步提高到33MHz、40MHz、50MHz。

80486是将80386和数学协微处理器80387以及一个8KB的高速缓存集成在一个芯片内。80486中集成的80487的数字运算速度是以前80387的两倍,内部缓存缩短了微处理器与慢速DRAM的等待时间。并且,在80x86系列中首次采用了RISC(精简指令集)技术,可以在一个时钟周期内执行一条指令。它还采用了突发总线方式,大大提高了与内存的数据交换速度。由于这些改进,80486的性能比带有80387数学协微处理器的80386 DX性能提高了4倍。

随着芯片技术的不断发展,CPU的频率越来越快,而PC机外部设备受工艺限制,能够承受的工作频率有限,这就阻碍了CPU主频的进一步提高。在这种情况下,出现了CPU倍频技术,该技术使CPU内部工作频率为微处理器外频的2~3倍,486 DX2、486 DX4的名字便是由此而来。

Intel 80486 DX

常见的80486 CPU有80486 DX-33、40、50。486 CPU与386 DX一样内外都是32位的,但是最慢的486 CPU也比最快的386 CPU要快,这是因为486 SX/DX执行一条指令,只需要一个振荡周期,而386DX CPU却需要两个周期。

Intel 80486 SX

因为80486 DX CPU具有内置的浮点协微处理器,功能强大,当然价格也就比较昂贵。为了适应普通的用户的需要,尤其是不需要进行大量浮点运算的用户,英特尔公司推出了486 SX CPU。80486 SX主板上一般都有80487协微处理器插座,如果需要浮点协微处理器的功能,可以插上一个80487协微处理器芯片,这样就等同于486 DX了。常见的80486 SX CPU有:80486 SX-25、33。

Intel 80486 DX2/DX4

其实这种CPU的名字与频率是有关的,这种CPU的内部频率是主板频率的两/四倍,如80486 DX2-66,CPU的频率是66MHz,而主板的频率只要是33MHz就可以了。

Intel 80486 SL CPU

80486 SL CPU最初是为笔记本电脑和其他便携机设计的,与386SL一样,这种芯片使用3.3V而不是5V电源,而且也有内部切断电路,使微处理器和其他一些可选择的部件在不工作时,处于休眠状态,这样就可以减少笔记本电脑和其他便携机的能耗,延长使用时间。

Intel 486 OverDrive

升级486 SX可以在主板的协微处理器插槽上安装一个80487SX芯片,使其等效于486 DX,但是这样升级后,只是增加了浮点协微处理器的能力,并没有提高系统的速度。为了提高系统的速度,还有另外一种升级的方法,就是在协微处理器插槽上插上一个486 OverDrive CPU,它的原理与486 DX2 CPU一样,其内部操作速度可以是外部速度的两倍。如一个20MHz的主板上安插了OverDrive CPU之后,CPU内部的操作速度可以达到40MHz。486 OverDrive CPU也有浮点协微处理器的功能,常见的有:OverDrive-50、66、80。

TI 486 DX

作为全球知名的半导体厂商之一,美国德州仪器(TI)也在486时代异军突起,它自行生产了486 DX系列CPU,尤其在486DX2成为主流后,其DX2-80因较高的性价比成为当时主流产品之一,TI 486最高主频为DX4-100,但其后再也没有进入过CPU市场。

Cyrix 486DLC

这是Cyrix公司生产的486 CPU,说它是486 CPU,是指它的效率上逼近486 CPU,却并不是严格意义上的486 CPU,这是由486 CPU的特点而定的。486DLC CPU只是将386DX CPU与1K Cache组合在一块芯片里,没有内含浮点协微处理器,执行一条指令需要两个振荡周期。但是由于486DLC CPU设计精巧,486DLC-33 CPU的效率逼近英特尔公司的486 SX-25,而486DLC-40 CPU则超过了486 SX-25,并且486DLC-40 CPU的价格比486 SX-25便宜。486DLC CPU是为了升级386DM而设计的,如果原来有一台386电脑,想升级到486,但是又不想更换主板,就可以拔下原来的386 CPU,插上一块486DLC CPU就可以了。

Cyrix 5x86

自从英特尔另辟蹊径,开发了Pentium之后,Cyrix也很快推出了自己的新一代产品5x86。它仍然延用原来486系列的CPU插座,而将主频从100MHz提高到120MHz。5x86比起486来说性能是有所增加,可是比起Pentium来说,不但浮点性能远远不足,就连Cyrix一向自豪的整数运算性能也不那么高超,给人一种比上不足比下有余的感觉。由于5x86可以使用486的主板,因此一般将它看成是过渡产品。

AMD 5x86

AMD 486DX是AMD公司在 486市场的利器,它内置16KB回写缓存,并且开始了单周期多指令的时代,还具有分页虚拟内存管理技术。由于后期TI推出了486DX2-80,价格非常低,英特尔又推出了Pentium系列,AMD为了抢占市场的空缺,推出了5x86系列CPU。它是486级最高主频的产品,为5x86-120及133。它采用了一体的16K回写缓存,0.35微米工艺,33×4的133频率,性能直指Pentiun 75,并且功耗要小于Pentium。

Intel Pentium

1993年,全面超越486的新一代586 CPU问世,为了摆脱486时代微处理器名称混乱的困扰,英特尔公司把自己的新一代产品命名为Pentium(奔腾)以区别AMD和Cyrix的产品。AMD和Cyrix也分别推出了K5和6x86微处理器来对付芯片巨人,但是由于奔腾微处理器的性能最佳,英特尔逐渐占据了大部分市场。

Pentium最初级的CPU是Pentium 60和Pentium 66,分别工作在与系统总线频率相同的60MHz和66MHz两种频率下,没有我们现在所说的倍频设置。

早期的奔腾75MHz~120MHz使用0.5微米的制造工艺,后期120MHz频率以上的奔腾则改用0.35微米工艺。经典奔腾的性能相当平均,整数运算和浮点运算都不错。

Intel Pentium MMX

为了提高电脑在多媒体、3D图形方面的应用能力,许多新指令集应运而生,其中最著名的三种便是英特尔的MMX、SSE和AMD的3D NOW!。 MMX(MultiMedia Extensions,多媒体扩展指令集)是英特尔于1996年发明的一项多媒体指令增强技术,包括57条多媒体指令,这些指令可以一次处理多个数据,MMX技术在软件的配合下,就可以得到更好的性能。

多能奔腾(Pentium MMX)的正式名称就是“带有MMX技术的Pentium”,是在1996年底发布的。从多能奔腾开始,英特尔就对其生产的CPU开始锁倍频了,但是MMX的CPU超外频能力特别强,而且还可以通过提高核心电压来超倍频,所以那个时候超频是一个很时髦的行动。超频这个词语也是从那个时候开始流行的。

多能奔腾是继Pentium后英特尔又一个成功的产品,其生命力也相当顽强。多能奔腾在原Pentium的基础上进行了重大的改进,增加了片内16KB数据缓存和16KB指令缓存,4路写缓存以及分支预测单元和返回堆栈技术。特别是新增加的57条MMX多媒体指令,使得多能奔腾即使在运行非MMX优化的程序时,也比同主频的Pentium CPU要快得多。

这57条MMX指令专门用来处理音频、视频等数据。这些指令可以大大缩短CPU在处理多媒体数据时的等待时间,使CPU拥有更强大的数据处理能力。与经典奔腾不同,多能奔腾采用了双电压设计,其内核电压为2.8V,系统I/O电压仍为原来的3.3V。如果主板不支持双电压设计,那么就无法升级到多能奔腾。

多能奔腾的代号为P55C,是第一个有MMX技术(整量型单元执行)的CPU,拥有16KB数据L1 Cache,16KB指令L1 Cache,兼容SMM,64位总线,528MB/s的频宽,2时钟等待时间,450万个晶体管,功耗17瓦。支持的工作频率有:133MHz、150MHz、166MHz、200MHz、233MHz。

Intel Pentium Pro

曾几何时,Pentium Pro是高端CPU的代名词,Pentium Pro所表现的性能在当时让很多人大吃一惊,但是Pentium Pro是32位数据结构设计的CPU,所以Pentium Pro运行16位应用程序时性能一般,但仍然是32位的赢家,但是后来,MMX的出现使它黯然失色。

Pentium Pro(高能奔腾,686级的CPU)的核心架构代号为P6(也是未来PⅡ、PⅢ所使用的核心架构),这是第一代产品,二级Cache有256KB或512KB,最大有1MB的二级Cache。工作频率有:133/66MHz(工程样品),150/60MHz、166/66MHz、180/60MHz、200/66MHz。

AMD K5

K5是AMD公司第一个独立生产的x86级CPU,发布时间在1996年。由于K5在开发上遇到了问题,其上市时间比英特尔的Pentium晚了许多,再加上性能不好,这个不成功的产品一度使得AMD的市场份额大量丧失。K5的性能非常一般,整数运算能力不如Cyrix的6x86,但是仍比Pentium略强,浮点运算能力远远比不上Pentium,但稍强于Cyrix。综合来看,K5属于实力比较平均的那一种产品。K5低廉的价格显然比其性能更能吸引消费者,低价是这款CPU最大的卖点。

AMD K6

AMD 自然不甘心Pentium在CPU市场上呼风唤雨,因此它们在1997年又推出了K6。K6这款CPU的设计指标是相当高的,它拥有全新的MMX指令以及64KB L1 Cache(比奔腾MMX多了一倍),整体性能要优于奔腾MMX,接近同主频PⅡ的水平。K6与K5相比,可以平行地处理更多的指令,并运行在更高的时钟频率上。AMD在整数运算方面做得非常成功,K6稍微落后的地方是在运行需要使用到MMX或浮点运算的应用程序方面,比起同样频率的Pentium 要差许多。

K6拥有32KB数据L1 Cache,32KB指令L1 Cache,集成了880万个晶体管,采用0.35微米技术,五层CMOS,C4工艺反装晶片,内核面积168平方毫米(新产品为68平方毫米),使用Socket7架构。

Cyrix 6x86/MX

Cyrix 也算是一家老资格的CPU开发商了,早在x86时代,它和英特尔,AMD就形成了三雄并立的局面。

自从Cyrix与美国国家半导体公司合并后,使它终于拥有了自己的芯片生产线,成品也日益完善和完备。Cyrix的6x86是投放到市场上与Pentium兼容的微处理器。

IDT WinChip

美国IDT公司(Integrated Device Technology)作为新加入此领域的CPU生产厂商,在1997年推出的第一个微微处理器产品是WinChip(即C6),在整个CPU市场上所占的份额还不足1%。1998年5月,IDT宣布了它的第二代产品WinChip 2 。

WinChip 2在原有WinChip的基础上作了一些改进,增加了一个双指令的MMX单元,增强了浮点运算功能。改进后的WinChip 2比相同频率的WinChip性能提高约10%,基本达到Intel Pentium微处理器的性能。

Intel PentiumⅡ

1997年~1998年是CPU市场竞争异常激烈的一年,这一时期的CPU芯片异彩纷呈,令人目不暇接。

PentiumⅡ的中文名称叫“奔腾二代”,它有Klamath、Deschutes、Mendocino、Katmai等几种不同核心结构的系列产品,其中第一代采用Klamath核心,0.35微米工艺制造,内部集成750万个晶体管,核心工作电压为2.8V。

PentiumⅡ微处理器采用了双重独立总线结构,即其中一条总线连通二级缓存,另一条负责主要内存。PentiumⅡ使用了一种脱离芯片的外部高速L2 Cache,容量为512KB,并以CPU主频的一半速度运行。作为一种补偿,英特尔将PentiumⅡ的L1 Cache从16KB增至32KB。另外,为了打败竞争对手,英特尔第一次在PentiumⅡ中采用了具有专利权保护的Slot 1接口标准和SECC(单边接触盒)封装技术。

1998年4月16日,英特尔第一个支持100MHz额定外频的、代号为Deschutes的350、400MHz CPU正式推出。采用新核心的PentiumⅡ微处理器不但外频提升至100MHz,而且它们采用0.25微米工艺制造,其核心工作电压也由2.8V降至2.0V,L1 Cache和L2 Cache分别是32KB、512KB。支持芯片组主要是Intel的440BX。

在1998年至1999年间,英特尔公司推出了比PentiumⅡ功能更强大的CPU--Xeon(至强微处理器)。该款微处理器采用的核心和PentiumⅡ差不多,0.25微米制造工艺,支持100MHz外频。Xeon最大可配备2MB Cache,并运行在CPU核心频率下,它和PentiumⅡ采用的芯片不同,被称为CSRAM(Custom StaticRAM,定制静态存储器)。除此之外,它支持八个CPU系统;使用36位内存地址和PSE模式(PSE36模式),最大800MB/s的内存带宽。Xeon微处理器主要面向对性能要求更高的服务器和工作站系统,另外,Xeon的接口形式也有所变化,采用了比Slot 1稍大一些的Slot 2架构(可支持四个微处理器)。

Intel Celeron(赛扬)

英特尔为进一步抢占低端市场,于1998年4月推出了一款廉价的CPU—Celeron(中文名叫赛扬)。最初推出的Celeron有266MHz、300MHz两个版本,且都采用Covington核心,0.35微米工艺制造,内部集成1900万个晶体管和32KB一级缓存,工作电压为2.0V,外频66MHz。Celeron与PentiumⅡ相比,去掉了片上的L2 Cache,此举虽然大大降低了成本,但也正因为没有二级缓存,该微处理器在性能上大打折扣,其整数性能甚至不如Pentium MMX。

为弥补缺乏二级缓存的Celeron微处理器性能上的不足,进一步在低端市场上打击竞争对手,英特尔在Celeron266、300推出后不久,又发布了采用Mendocino核心的新Celeron微处理器—Celeron300A、333、366。与旧Celeron不同的是,新Celeron采用0.25微米工艺制造,同时它采用Slot 1架构及SEPP封装形式,内建32KB L1 Cache、128KB L2 Cache,且以CPU相同的核心频率工作,从而大大提高了L2 Cache的工作效率。

AMD K6-2

AMD于1998年4月正式推出了K6-2微处理器。它采用0.25微米工艺制造,芯片面积减小到了68平方毫米,晶体管数目也增加到930万个。另外,K6-2具有64KB L1 Cache,二级缓存集成在主板上,容量从512KB到2MB之间,速度与系统总线频率同步,工作电压为2.2V,支持Socket 7架构。

K6-2是一个K6芯片加上100MHz总线频率和支持3D Now!浮点指令的“结合物”。3D Now!技术是对x86体系的重大突破,它大大加强了处理3D图形和多媒体所需要的密集浮点运算性能。此外,K6-2支持超标量MMX技术,支持100MHz总线频率,这意味着系统与L2缓存和内存的传输率提高近50%,从而大大提高了整个系统的表现。

Cyrix MⅡ

作为Cyrix公司独自研发的最后一款微处理器,Cyrix MⅡ是于1998年3月开始生产的。除了具有6x86本身的特性外,该微处理器还支持MMX指令,其核心电压为2.9V,具有256字节指令;3.5X倍频;核心内集成650万个晶体管,功耗20.6瓦;64KB一级缓存。

Rise mp6

Rise公司是一家成立于1993年11月的美国公司,主要生产x86兼容的CPU,在1998年推出了mP6 CPU。mp6不仅价格便宜,而且性能优异,有着很好的多媒体性能和强大的浮点运算。mp6使用Socket 7/Super 7兼容插座,只有16KB的一级缓存。

Intel PentiumⅢ

1999年春节刚过,英特尔公司就发布了采用Katmai核心的新一代微处理器—PentiumⅢ。该微处理器除采用0.25微米工艺制造,内部集成950万个晶体管,Slot 1架构之外,它还具有以下新特点:系统总线频率为100MHz;采用第六代CPU核心—P6微架构,针对32位应用程序进行优化,双重独立总线;一级缓存为32KB(16KB指令缓存加16KB数据缓存),二级缓存大小为512KB,以CPU核心速度的一半运行;采用SECC2封装形式;新增加了能够增强音频、视频和3D图形效果的SSE(Streaming SIMD Extensions,数据流单指令多数据扩展)指令集,共70条新指令。PentiumⅢ的起始主频速度为450MHz。

和PentiumⅡ Xeon一样,英特尔同样也推出了面向服务器和工作站系统的高性能CPU—PentiumⅢ Xeon至强微处理器。除前期的PentiumⅡ Xeon500、550采用0.25微米技术外,该款微处理器是采用0.18微米工艺制造,Slot 2架构和SECC封装形式,内置32KB一级缓存和512KB二级缓存,工作电压为1.6V。

Intel CeleronⅡ

为进一步巩固低端市场优势,英特尔于2000年3月29日推出了采用Coppermine核心CeleronⅡ。该款微处理器同样采用0.18微米工艺制造,核心集成1900万个晶体管,采用FC-PGA封装形式,它和赛扬Mendocino一样内建128KB和CPU同步运行的L2 Cache,故其内核也称为Coppermine 128。CeleronⅡ不支持多微处理器系统。但是,CeleronⅡ的外频仍然只有66MHz,这在很大程度上限制了其性能的发挥。

AMD K6-Ⅲ

AMD于1999年2月推出了代号为“Sharptooth”(利齿)的K6-Ⅲ,它是该公司最后一款支持Super 7架构和CPGA封装形式的CPU,采用0.25微米制造工艺、内核面积是135平方毫米,集成了2130万个晶体管,工作电压为2.2V/2.4V。

相对于K6-2而言,K6-Ⅲ最大的变化就是内部集成了256KB二级缓存(新赛扬只有128KB),并以CPU的主频速度运行。K6-Ⅲ的这一变化将能够更大限度发挥高主频的优势。

http://baike.baidu.com/view/2089.htm 可以参考这里


请介绍一下CPU的技术参数的意思,最好能举些列子!谢谢!
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什么是CPU
CPU是一块超大规模的集成电路,是一台计算机的运算核心(Core)和控制核心( Control Unit)。

介绍一下CPU的历史
80386SX是Intel为了扩大市场份额而推出的一种较便宜的普及型CPU,它的内部数据总线为32位,外部数据总线为16位,它可以接受为80286开发的16位输入\/输出接口芯片,降低整机成本。80386SX推出后,受到市场的广泛的欢迎,因为80386SX的性能大大优于80286,而价格只是80386的三分之一。Intel 80386 微处理器内含275,000 个晶体...

电脑的cpu是什么东西啊,求解释下谢谢?
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的性能。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。用公式表示就是:主频=外频×倍频。(笨笨熊注:我们购买计算机主要看CPU的主频)第二:内存总线速度或者叫系统总路线速度,一般等同于CPU的外频。内存...

cpu的含义
cpu的含义 中国目前电脑普及率,确实越来越高,但距离发达国家依然有着很大的差距。今天编辑为朋友简单的介绍下cpu是什么。首先我们要知道的是cpu是很电脑有关的硬件,cpu全称Central Processing Unit 中文意思是中央处理器,每个单词的第一个字母提取出来就可以说是cpu了。中央处理器(英文Central Processi...

展讯的cpu有哪些?
展讯作为移动通信芯片领域的重要参与者,其产品线十分丰富。不同的CPU型号针对不同的市场需求和性能要求进行了优化。以下是对其中几个CPU型号的简要介绍:1. SC6531:这是一款针对低端市场的CPU,它采用了ARM Cortex-A7架构,集成了基本的通信功能,适用于对成本敏感的功能手机或低端智能手机。2. SC7715...

cpu知识大全电脑CPU的常识介绍
cpu知识大全,电脑CPU的常识介绍很多人还不知道,现在让我们一起来看看吧!1.CPU频率越高性能就越高吗?不一定。这是在很多新手当中存在的误区。CPU性能取决于很多综合参数,不一定根频率成正比。当然,在同系列的CPU中,比如都是赛扬 4,频率越高性能越高。2.为什么赛扬高频低能?而速龙系列低频高能?说...

翠云区18221304413: cpu全称(关于cpu全称的基本详情介绍)
泣田维普: 1、处理器(Center Processing Unit,简称CPU)是电脑的核心部件,它主要由控制器和运算器组成.2、它的性能决定了整台电脑的性能.

翠云区18221304413: cpu具体介绍 -
泣田维普: 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...

翠云区18221304413: CPU是什么? -
泣田维普: CPU简介 中央处理器是英语“Central Processing Unit”的缩写,即CPU,CPU是电脑中的核心配件,只有火柴盒那么大,几十张纸那么厚,但它却是一台计算机的运算核心和控制核心.电脑中所有操作都由cpu负责读取指令,对指令译码并执行...

翠云区18221304413: 求电脑CPU介绍 -
泣田维普: CPU是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.大家需要重点了解的CPU主要指...

翠云区18221304413: CPU的简介
泣田维普: 中央处理器是英语“Central Processing Unit”的缩写,即CPU,CPU是电脑中的核心配件,只有火柴盒那么大,几十张纸那么厚,但它却是一台计算机的运算核心和控制核心.电脑中所有操作都由cpu负责读取指令,对指令译码并执行指令的核心部件.

翠云区18221304413: 现在主流CPU的简介 -
泣田维普: CPU是一块超大规模的集成电路,是一台计算机的运算核心(Core)和控制核心( Control Unit).

翠云区18221304413: CPU怎么样介绍? -
泣田维普: CPU,简称中央处理器. 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. 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...

翠云区18221304413: cpu的简介 -
泣田维普: 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, 其实我们在买CPU时,并...

翠云区18221304413: cpu详细介绍? -
泣田维普: CPU相当人的大脑. 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...

翠云区18221304413: 什么叫cpu(关于什么叫cpu的基本详情介绍)
泣田维普: 1、CPU.2、China Pharmaceutical University的缩写形式.3、指中国药科大学.

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