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cpu是什么做的

来源:免费论文网 | 时间:2017-05-04 06:11 | 移动端:cpu是什么做的

篇一:CPU的双核、四核指的是什么

CPU的双核、四核指的是什么

CPU是一台计算机的重要组成部件。它相当于一个人的“大脑”。其中文名称是:中央处理器;英文名称是:Central Processing Unit,简写为CPU,它是一台计算机的核心部件。

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, 简单的讲是由控制器和运算器二部分组成。

CPU的性能,在很大程度上决定了一台计算机的性能;但一台计算机的整体性能并非由CPU性能决定。

每个CPU都有其核心。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。

一、双核CPU的认识

从双核技术本身来看,双内核应该具备两个物理上的运算内核,而这两个内核的设计应用方式却大有文章可作。据现有的资料显示,AMD Opteron 处理器从一开始设计时就考虑到了添加第二个内核,两个CPU内核使用相同的系统请求接口SRI、HyperTransport技术和内存控制器,兼容90纳米单内核处理器所使用的940引脚接口。

而英特尔的双核心却仅仅是使用两个完整的CPU封装在一起,连接到同一个前端总线上。可以说,AMD的解决方案是真正的“双核”,而英特尔的解决方案则是“双芯”。可以设想,这样的两个核心必然会产生总线争抢,影响性能。不仅如此,还对于未来更多核心的集成埋下了隐患,因为会加剧处理器争用前端总线带宽,成为提升系统性能的瓶颈,而这是由架构决定的。

因此可以说,AMD的技术架构为实现双核和多核奠定了坚实的基础。AMD直连架构(也就是通过超传输技术让CPU内核直接跟外部I/O相连,不通过前端总线)和集成内存控制器技术,使得每个内核都自己的高速缓存可资遣用,都有自己的专用车道直通I/O,没有资源争抢的问题,实现双核和多核更容易。而Intel是多个核心共享二级缓存、共同使用前端总线的,当内核增多,核心的处理能力增强时,就像现在北京郊区开发的大型社区一样,多个社区利用同一条城市快速路,肯定要遇到堵车的问题。

双核处理器,就是双核CPU,是指在一个处理器上集成两个运算核心,从而提高计算能力。“双核”的概念最早是由IBM、HP、Sun等支持RISC架构的高端服务器厂商提出的,不过由于RISC架构的服务器价格高、应用面窄,没有引起广泛的注意。

AMD和Intel的双核技术在物理结构上也有很大不同之处。AMD将两个内核做在一个Die(晶元)上,通过直连架构连接起来,集成度更高。Intel则是将放在不同Die(晶元)上的

两个内核封装在一起,因此有人将Intel的方案称为“双芯”,认为AMD的方案才是真正的“双核”。从用户端的角度来看,AMD的方案能够使双核CPU的管脚、功耗等指标跟单核CPU保持一致,从单核升级到双核,不需要更换电源、芯片组、散热系统和主板,只需要刷新BIOS软件即可,这对于主板厂商、计算机厂商和最终用户的投资保护是非常有利的。客户可以利用其现有的90纳米基础设施,通过BIOS更改移植到基于双核心的系统。

计算机厂商可以轻松地提供同一硬件的单核心与双核心版本,使那些既想提高性能又想保持IT环境稳定性的客户能够在不中断业务的情况下升级到双核心。在一个机架密度较高的环境中,通过在保持电源与基础设施投资不变的情况下移植到双核心,客户的系统性能将得到巨大的提升。在同样的系统占地空间上,通过使用双核心处理器,客户将获得更高水平的计算能力和性能。

二、四核CPU的认识

同样的道理,从理论上来讲,四核CPU应该具备四个物理上的运算内核。即1个CPU基片上有4个物理处理核心。

三、双核与四核哪个好

没有任何一个真正意义上的区别,到底四核好还是双核好。

简单来说,双核的性能从游戏到专业制作性能都和四核不相上下,甚至某些方面双核性能要强于四核,四核主要应用于多线程任务处理。

多线程任务就是同时打开多个应用程序窗口,比如我们平时只是开QQ 3D网游 迅雷下载 5个网页 音乐,这几个程序,这也叫多线程任务,当任务以两倍同时处理时,四核的强大就不是双核能比的了。

从发展方向来看,多核是未来趋势!目前之所以有时候四核还不如双核,一是因为软件不支持多线程,二是四核的频率还不能做的很高,这个也是由于功耗的原因,那么最终归咎于制程的发展!或许,未来会有8核,16核,乃至上百核的推出!

四核处理器适合服务器用,因为服务器需要同时进行非常多的复杂的任务。

篇二:看看CPU内部结构

看看CPU内部结构(尤其是超频的朋友)

使用电脑人几乎没有人不知道CPU,每个人都能说出一些关于CPU的知识。那么你看到过CPU内部是什么样子的吗?本文会用简单的方式,可以让各位一探CPU内部秘密。

第一部分:CPU的基本结构:

我们都知道CPU是什么样子的,可是你知道CPU的内部是什么样子的吗?我们来看下图。

CPU一般包括三部分:基板、核心、针脚如图,目前的CPU一般就是包括三个部分:基板、核心、针脚。其中基板一般为PCB,是核心和针脚的载体。核心和针脚,都是通过基板来固定的,基板将核心和针脚连成一个整体。核心,内部是众多的晶体管构成的电路。如上图,在我们的核心放大图片中,可以看到不同的颜色的部分,同一个颜色代表的是为实现一种功能而设计的一类硬件单元,这个硬件单元是由大量的晶体管构成的。不同的颜色代表不同的硬件单元。需要注意的是,在实际的芯片中,并没有颜色的区分,这里只是为了直观,我们才用不同的颜色代表不同的硬件单元。

第二部分,认识CPU核心的基本单位——晶体管:

我们常说到的AMD主流的CPU早期的Palomino核心和Thoroughbred-B核心采用了3750万晶体管,Barton核心采用了5400万晶体管,Opteron核心采用了1.06亿晶体管;INTEL的P4的Northwood核心采用了5500万晶体管,Prescott核心采用了1.25亿晶体管等等,其实指的就是构成CPU核心的最基本的单位——晶体管的数目。如此庞大数目的晶体管,是什么样子的,是如何工作的呢?我们来看下图。

CPU核心内最基本的单位三极管 然后将这样的晶体管,通过电路连接成一个整体,分成不同的执行单元,分别处理不同的数据,这样协同工作,就形成了具有强大处理能力的CPU了。那么这些电路是怎么连接在一起的呢。这就是我们要说的铜互连技术(图

3)

CPU是以硅为原料上制成晶体管 如上图,CPU是以硅为原料上制成晶体管,覆上二氧化硅为绝缘层,然后在绝缘层上布金属导线(现在是铜),独立的晶体管连接成工作单元。现在采用了多层的铜互连技术。这样传递的信号相互干扰更小,品质更好。反应出来就是CPU的超频能力更强。现在的CPU已经采用了7层铜互连技术,以后还会采用更多层的铜互连技术。我们看到了上面的采用了铜

互连技术的线路设计,就又有一个问题出现了,这么负责的线路,中间是怎么绝缘的呢?现在,我们继续来分析。

在CPU核心内电流从铜互连的导线上流过,这就是我们现在常听到一个热门的名词——Low-K(低介电常数绝缘体)工艺。其实这个low-k物质,就是为了在铜互连层进行绝缘的。从图上我们可以看到,在CPU核心内,电流从铜互连的导线上流过,low-k便用来绝缘。那么为什么要采用low-k这种技术呢?原因其实很简单:采用low-k作为绝缘物质,让线间漏电降低,使芯片的发热量低。目前大部分0.13微米制程产品都采用性能较低的FSG氟化玻璃介质作为绝缘层。这种芯片的发热量,远比采用low-k工艺的芯片发热量高。

但是,由于Low-k技术的芯片质地较脆,在芯片封装上需要较高工艺。原来计划在0.18微米制程当中就计划采用低介电常数绝缘体Low-k技术,但是直到0.13微米制程开始成熟。由于Low-k技术的芯片质地较脆,在芯片封装上需要较高工艺,所以一直以来都受到良品率的困绕。不过现在low-k工艺已经基本成熟,配合先进的制程,降低了发热,便可以做出频率更高的CPU来。 第三部分,CPU使用中2个问题的解释:

对于CPU来说,我们很多读者都关系两个问题:CPU超频和CPU寿命。这里我们就对读者朋友疑问较多的这两个问题,进行一点简单分析。

关于CPU的超频:CPU为什么可以超频呢?什么影响着超频的能力呢?我们知道,CPU的制造过程就是用激光在晶圆上蚀刻电路。所谓蚀刻就采用一定波长的紫外透过掩膜(掩膜,相当与我们洗相片时候用的底版)后照射在硅晶圆上,将掩膜上的电路图像完整地复制到硅晶圆上。蚀刻过程中关键是所使用的紫外线的波长和晶圆的质量。波长越短的紫外线干扰和衍射现象就越不明显,晶体管就可以实现越小的线宽。

晶圆纯度越高直径越大,所生产的芯片性能越好良品率就越高。硅晶圆生产过程中,离晶圆中心越远就越容易出现坏点。因此从硅晶圆中心向外扩展,坏点数是呈上升趋势。同时纯度越高,所生产出来的芯片瑕疵越少,频率越高。

晶体成型,切片,刻蚀电路是制造处理器必须的过程

这里我们就可以看出来,在CPU激光蚀刻过程中是不分频率的,也就是说都是按照同样的工艺生产的。但是在生产过程中,会出现较完美的芯片,和有瑕疵的芯片。

然后还要经过筛选标注的过程。就是按照不同的芯片的质量,优秀的标注为高的频率的产品,有瑕疵的为了稳定,标注为频率较低的产品。

CPU的标注过程也是一个严格的检测过程。由于受到晶圆纯度和加工过程中不确定因素的影响,不可能所有的CPU都是按照设计生产出来的完美的产品。这就需要把产品按照实际性能的高低区分开来。这就需要严格的检测。CPU的稳定性检测是很严格的,其测试环境是相当苛刻的。通过大量的繁杂的多任务运算对CPU的稳定性进行全面的测试。这样选择一个保守的,能全部稳定通过所有严格测试的程序的频率,然后进行产品标志。这就是我们看到的CPU的频率。而我们日常的使用中,可能使用几年也不会出现这么繁重的多任务使用环境,所以即使进行了超频,也还是稳定的。这就是几乎所有的CPU都可以进行超频的原因所在。因为厂商已经为了稳定性的考虑,留了一部分频率提升的空间。

此外,还有一种情况是将同一批次生产的高频版本中的一些CPU标注为低频版本。这大多发生在新工艺采用的初期,产能不足而不得已采用的方法,量不会太大,这就是所谓的超频极品。

谈到了这里,我们也可以看出来,其实影响超频能力就是制造工艺。只要工艺提高了,超频能力自然也就高了。

超频后对CPU寿命的影响:

超频对CPU的寿命是有影响的,这一点勿庸置疑。现在我们来分析一下,超频对CPU的频有何影响。在实际的超频过程中,我们都会提高电压,适当的提高电压,可以使晶体管中处理的信号更清晰,晶体管开关速度更快。但是过高的电压会将晶体管击穿,这就是我们常说的烧毁。同时高的电压,会引起发热的增加,发热带来的长期不良的影响就是我们常说的电子迁移。

超频对CPU的影响

电子迁移就是电子的流动导致的金属原子迁移的现象。在芯片内部,电流强度很高的金属导线上,电子的流动给了金属原子一个动量,累积到一定的时候,金属原子便会脱离金属原子间的引力,随着电流到处流动。这样就导致了核心线路表面形成空洞或小丘。这是一个不可逆转的永久的伤害,即使它是个缓慢的过程。当积累到一定的时候,便会形成核心内部电路的短路,于是芯片就报废了。这个过程,类似与流水冲刷河床,一点点的搬运石块,最后很有可能阻断了河道。可以说在CPU芯片内部,电子迁移是一直存在的,只是正常使用情况下,由于是个漫长的影响过程,所以在正常的使用过程中,我们可以忽略电子迁移对芯片寿命的影响。但是超频带来的高温,使得金属原子的电子迁移大大加强。

篇三:电脑什么处理器好

双核与双芯(Dual Core Vs. Dual CPU): AMD和Intel的双核技术在物理结构上也有很大不同之处。AMD将两个内核做在一个Die(晶元)上,通过直连架构连接起来,集成度更高。Intel则是将放在不同Die(晶元)上的两个内核封装在一起,因此有人将Intel的方案称为“双芯”,认为AMD的方案才是真正的“双核”。从用户端的角度来看,AMD的方案能够使双核CPU的管脚、功耗等指标跟单核CPU保持一致,从单核升级到双核,不需要更换电源、芯片组、散热系统和主板,只需要刷新BIOS软件即可,这对于主板厂商、计算机厂商和最终用户的投资保护是非常有利的。客户可以利用其现有的90纳米基础设施,通过BIOS更改移植到基于双核心的系统。 计算机厂商可以轻松地提供同一硬件的单核心与双核心版本,使那些既想提高性能又想保持IT环境稳定性的客户能够在不中断业务的情况下升级到双核心。在一个机架密度较高的环境中,通过在保持电源与基础设施投资不变的情况下移植到双核心,客户的系统性能将得到巨大的提升。在同样的系统占地空间上,通过使用双核心处理器,客户将获得更高水平的计算能力和性能。 双核处理器(Dual Core Processor): 双核处理器是指在一个处理器上集成两个运算核心,从而提高计算能力。“双核”的概念最早是由IBM、HP、Sun等支持RISC架构的高端服务器厂商提出的,不过由于RISC架构的服务器价格高、应用面窄,没有引起广泛的注意。 最近逐渐热起来的“双核”概念,主要是指基于X86开放架构的双核技术。在这方面,起领导地位的厂商主要有AMD和Intel两家。其中,两家的思路又有不同。AMD从一开始设计时就考虑到了对多核心的支持。所有组件都直接连接到CPU,消除系统架构方面的挑战和瓶颈。两个处理器核心直接连接到同一个内核上,核心之间以芯片速度通信,进一步降低了处理器之间的延迟。而Intel采用多个核心共享前端总线的方式。专家认为,AMD的架构对于更容易实现双核以至多核,Intel的架构会遇到多个内核争用总线资源的瓶颈问题。 目前Intel推出的台式机双核心处理器有Pentium D、Pentium EE(Pentium Extreme Edition)和Core Duo三种类型,三者的工作原理有很大不同。 Pentium D和Pentium EE Pentium D和Pentium EE分别面向主流市场以及高端市场,其每个核心采用独立式缓存设计,在处理器内部两个核心之间是互相隔绝的,通过处理器外部(主板北桥芯片)的仲裁器负责两个核心之间的任务分配以及缓存数据的同步等协调工作。两个核心共享前端总线,并依靠前端总线在两个核心之间传输缓存同步数据。从架构上来看,这种类型是基于独立缓存的松散型双核心处理器耦合方案,其优点是技术简单,只需要将两个相同的处理器内核封装在同一块基板上即可;缺点是数据延迟问题比较严重,性能并不尽如人意。另外,Pentium D和Pentium EE的最大区别就是Pentium EE支持超线程技术而Pentium D则不支持,Pentium EE在打开超线程技术之后会被操作系统识别为四个逻辑处理器。 AMD双核处理器 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。 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。 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。 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

AMD,好, 因为功耗低,发热量就小 而且AMD的1级缓存都是128K 而INTEL最大的也就64K 而且AMD的平台 是将内存处理器 安在CPU里 这样就减少了路径 所以AMD速度快!但是INTEL酷睿2双核的处理器 那绝对是好东西。。总结:想配经济的机器 就用AMD 追求性能就INTEL酷睿2双核。


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