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CPU溫度相關知識常識
CPU溫度相關知識常識
2001年底,我購置了第一臺屬于自己的電腦,CPU是AMD
Athlon
1GHz處理器(雷鳥核心),隨著電腦知識的不斷增加,對硬件的秘密也逐漸產生了濃厚興趣。當然,其中就包含超頻,由于主板上無電壓調節(jié)功能,我就拆開散熱器后并用鉛筆涂畫的方式連接基板上的金橋以提升核心電壓,畢竟是第一次嘗試超頻,心情很緊張,裝上CPU和散熱器,看到顯卡自檢畫面后心情舒暢,很快我發(fā)現(xiàn)高興得太早,剛剛檢測完CPU后自檢畫面就不再動彈,怎么回事?一絲不祥的預感涌上心頭,重啟沒反應。
此時一股不算很濃的焦味傳到了我的鼻子里,拆開機箱,完了!竟然忘記插CPU散熱器的電源了,整個過程連10秒都不到……和雷鳥說再見只需3秒:AMD緣何如此發(fā)燒
在Athlon
XP處理器面世以前AMD公司主要以Thunderbird(雷鳥)核心的Athlon處理器和Spitfire(烈火)核心、Morgan(野馬)核心的Duron(毒龍?zhí)幚砥鳎┲鞔蚴袌,Athlon處理器雖然自身只集成了3700萬個晶體管,但由于制造工藝落后(0.18微米)與核心內沒有集成任何溫控保護電路,再加上核心電壓達到1.7V,直接導致了發(fā)熱量十分巨大。有一句話是這么說的:如果散熱器安裝不當,和雷鳥說再見只需3秒!處理器溫控電路的發(fā)展狀況
眾所周知,從Pentium
Ⅲ時代開始,CPU市場主要由兩個處理器核心廠商Intel和AMD把持,當時由于AMD公司生產工藝相對落后,其基于0.18微米工藝生產的Athlon(速龍)和
Duron(毒龍)處理器相對Intel公司生產的Pentium
、蠛蚑ualatin(圖拉。┖诵牡馁悡P(簡稱賽揚Ⅲ)處理器來說發(fā)熱是巨大的,發(fā)熱的問題無法解決當然超頻性也遠遠趕不上后者,雖然后來在同樣基于0.18微米工藝生產的Palomino核心的Athlon
XP處理器中增加了熱敏溫控電路,但由于生產工藝相對Intel的0.13微米工藝仍然落后,而且初期由于缺乏主板廠商支持,所以發(fā)熱量仍然十分巨大,所以這種溫控功能基本無法發(fā)揮作用,直到基于0.13微米工藝生產的Thoroughbred核心與Barton(巴頓)核心Athlon
XP處理器面世之后才有所改觀
小知識:Thoroughbred核心分為兩種,Thoroughbred-A與Thoroughbred-B,其中Thoroughbred-B核心更加先進,工作電壓更低,所以頻率極限更高。
本新聞共2頁,當前在第1頁
1
2
Athlon
XP
1800+處理器
CPU:如同人的大腦一樣容易頭腦發(fā)熱的貴重小芯片。會發(fā)出各種指令指揮其他硬件工作,英文全稱是“Central
Processing
Unit”,翻譯成中文就是“中央處理器”,常簡稱處理器。由本文可以看出,人類在作出某個正確決定前,必須保持冷靜的頭腦。
主頻:和走路的步頻一樣,相同的長度,如果步頻更快的話走路的速度當然也就更快,CPU也是一樣,頻率更高,速度更快。但現(xiàn)在這一參數(shù)已經不再是衡量性能的主要指標了,因為有的高頻CPU常會走彎路。
流水線:好比一條自行車生產線,讓十個人同時裝配十輛自行車需要花費30分鐘,但是如果把這十個人分開,每個人負責裝配幾個部件,第一個裝配完畢后交給下一個人繼續(xù)裝配其他部件,這樣像流水一樣傳遞,由于每個人的工作范圍變小,所以技術和速度也就相對提升,這也和CPU的流水線一個道理。效率優(yōu)先,AMD拒絕發(fā)燒
雖然AMD
Athlon
XP處理器中已經集成了溫控電路,但相對Intel的Pentium
4和賽揚4來說,這種溫控功能仍過于簡單,但由于生產工藝的提高和較低的頻率,所以相對于Intel的Northwood核心處理器來說發(fā)熱量已經勢均力敵了,為什么會這么說呢?因為內部結構的不同,Pentium
4和賽揚4處理器的性能無法達到預期的目的,只能靠不斷地提高頻率才能彌補損失,在頻率不斷提升,內部結構相對復雜的情況下,發(fā)熱量也日趨上升,雖然內部集成了有效的溫控電路,但也無法阻止大功耗所帶來的嚴重后果,那就是發(fā)熱量,而AMD
Athlon
XP處理器由于內部結構的關系,根本用不著如此高的頻率。至此,AMD在功耗和發(fā)熱量上已經和Intel平起平坐了。
939接口的Athlon
64
3000+處理器
小知識:Intel公司出品的Pentium
4和賽揚4處理器溫控區(qū)域分為兩個部分,當檢測到處理器核心溫度達到第一臨界點時會自動降低處理器性能,但并不會降低處理器頻率。比如:只需要一個小時完成的工作會降低到兩個小時做完,這樣就間接減少了處理器的消耗,同時降低溫度。如果采用這種方式后,CPU的溫度還是繼續(xù)上升并到達第二個臨界點的話就會自動關閉電腦,以達到保護CPU的目的,而AMD
Athlon
XP處理器則只能直接關閉電腦。
至今,AMD的K8(Athlon64,Sempron64)系列處理器已經成功占領市場,K8系列處理器擁有兩種接口,754和939接口,核心也在不斷升級,以939接口的Athlon64
3000+為例,主頻為1.8GHz,128KB
L1/512KB
L2緩存,它的核心面積約為144平方毫米,集成了約6850萬晶體管,雖然頻率不高,但由于流水線長度只有12級,加上重新設計的核心,所以執(zhí)行效率很高,雖然K8處理器擁有不同的接口,但都擁有一個引以為豪的特點——超低發(fā)熱量,特別是Athlon64處理器,擁有的Cool’n
Quiet降溫靜音技術在處理器空閑的時候會自動降頻以降低功耗和發(fā)熱量,并且風扇轉速會自動降低以減少噪音。高燒不止!Intel處理器患了重感冒
自從Pentium
4處理器面世以來,Intel為了擺脫被AMD
Athlon處理器首先突破1GHz頻率大關的陰影,大談頻率至上概念,由于10級流水線在Pentium
、髸r代已經達到頻率極限,為了突破限制,Intel啟用了一個新的處理器架構,命名為Netburst,最重要的改變就是增加了流水線的長度,并且集成了多條流水線并行計算以達到更高的頻率。在這種情況下采用最新的生產工藝能夠在同一塊晶片上集成更多的晶體管,這樣做的好處是每個時鐘頻率周期內CPU流水線每段分配的運算量減少,每個時鐘周期內獲得的指令也相對減少,每一段流水線越短,需要的晶體管就越少,而執(zhí)行速度就越快。這樣就可以將處理器頻率提升到一個更高的高度。頻率越高,處理的速度也就越快。
但是這樣做的缺點也很明顯,管線越長,執(zhí)行的效率也就越低,比如,當遇到一個錯誤指令的時候就會重新開始將20級甚至30級運算重頭再來,這樣的效率在運行很多程序的時候甚至還比不上老一輩的Pentium
Ⅲ和賽揚Ⅲ,當然更加比不上市面上的Athlon
XP處理器,因為Athlon
XP處理器的流水線只有10級,運行效率明顯更高。
為了彌補效率低下的問題,只有不斷提升處理器頻率和增大二級緩存,甚至加入三級緩存概念才能讓處理器工作得更快、性能更高,但這樣的缺點十分明顯,增加流水線和緩存勢必要在一個核心上集成更多的晶體管,雖然生產工藝在不斷提高,但增加的晶體管數(shù)量實在太多,直接導致發(fā)熱量也直線上升的局面,這也使得散熱器體積越來越大,散熱手段越來越BT等問題,現(xiàn)在Prescott核心處理器的流水線長度已經達到了驚人的31級。
現(xiàn)在我們很高興地看到,Intel已經意識到這個問題的嚴重性,并且已經取消了發(fā)布4GHz頻率處理器的計劃,我們有理由認為將來Intel的步伐一定會走得更加堅實。
Pentium
4
506
Prescott核心處理器
65納米,CPU的退燒藥?
現(xiàn)在,Intel和AMD兩家公司的重點都放在了性能至上和多任務應用中,并且都在提升性能的情況下努力降低功耗和發(fā)熱量,最新的65納米制造工藝與90納米工藝相比,65納米工藝可以使每個芯片上集成的晶體管數(shù)目增加一倍。同時,采用65納米制造工藝后,可以比90納米工藝降低20%的器件功耗,運行速度則可提高50%,相應地還可以大幅降低生產成本,CPU內建的內存控制器能夠大大降低內存延遲從而有效地提高整體性能。
隨著技術的不斷發(fā)展,制造工藝水平的不斷提高,我們所面臨的各種問題將不斷被克服,最終是消費者得到更多的實惠,讓我們一起展望未來,一起領略科技帶來的飛速發(fā)展吧。
CPU安裝雙核補丁的重要性和方法
最近不少網友反映,新組裝的電腦,雙核3600+或以上的CPU,1650或1950或7900顯卡,按說已經是最新配置了,為什么運行某些游戲還有點卡、或者象變速齒輪一樣的慢、或者根本就無法運行,提示內存錯誤?
這是因為沒有正確安裝CPU雙核補丁的原因。微軟在他的網站上指出:“如果運行
Windows
XP
Service
Pack
2
的計算機上裝有多個支持處理器電源管理功能的處理器,則可能出現(xiàn)性能下降的情況”。參見:http://support.microsoft.com/?id=896256。
解決辦法當然是正確安裝CPU雙核補丁和系統(tǒng)雙核補丁。下面說一下所需要的補丁和正確安裝補丁的步驟。(所有補丁文后均有上掛,但為了便于網友參閱,仍然給出網頁連接。)
第一步:AMD官方雙核驅動-
amdcpusetup.exe(INTEL
CPU不需要。)
第二步:AMD官方雙核優(yōu)化程序
Setup.exe(INTEL
CPU不需要。)
這兩個補丁可參閱:http://www.amd.com/us-en/Processors/TechnicalResources/0,,30_182_871_13118,00.html
第三步:微軟雙核補丁-
WindowsXP-KB896256-x86-CHS
下載地址:http://www.microsoft.com/downloads/details.aspx?FamilyID=c2ab5a48-8240-4934-bbd8-34fb8a0fce3b&DisplayLang=zh-cn
安裝完這個補丁后,需要修改注冊表,方法如下(這是微軟網站提出的):
1.
單擊“開始”,單擊“運行”,鍵入
regedit,然后單擊“確定”。
2.
右鍵單擊“HKEY_LOCAL_MACHINESYSTEMCurrentControlSetControlSession
Manager”,指向“新建”,然后單擊“項”。
3.
鍵入
Throttle
作為該新項的名稱。
4.
右鍵單擊“Throttle”,指向“新建”,然后單擊“DWORD
值”。
5.
鍵入
PerfEnablePackageIdle
作為值名稱。
6.
右鍵單擊“PerfEnablePackageIdle”,然后單擊“修改”。
7.
在“數(shù)值數(shù)據(jù)”框中,鍵入
0。確保選中了“編輯
DWORD
值”對話框中的“十六進制”,然后單擊“確定”。
注意:您可以在“數(shù)值數(shù)據(jù)”框中鍵入
1,以啟用新的性能狀態(tài)策略行為。
8.
退出注冊表編輯器。
第四步:微軟補丁KB894441
WindowsXP-KB924441-x86-CHS.exe(這個補丁是微軟給AMD
CPU作的系統(tǒng)補丁,INTEL
CPU不用裝。)
下載地址:http://www.microsoft.com/downloads/details.aspx?displaylang=zh-cn&FamilyID=B0FF829D-C427-4F40-BC56-F481837EFFBE
(微軟這兩個補丁下載,均需要通過正版驗證。)
在這四步之前,你要確定已經安裝了微軟的WindowsXP-KB929338-x86-CHS和
WindowsXP-KB931784-x86-CHS.exe
這兩個常規(guī)升級補丁,它們對雙核處理器的工作也有輔助作用。
打了這些補丁,據(jù)測試,電腦性能可以提高5%左右。
安裝完這四個補丁之后,才安裝主板補。ㄖ靼逍酒M與系統(tǒng)結合)和各個驅動程序。但系統(tǒng)升級補丁要在這四個補丁之前安裝。
說明:
1.AMD的官方補丁只適用于AMD的CPU,使用INTEL
CPU的不要打。
2.INTEL
CPU也要打系統(tǒng)雙核補丁(上面第3步.)。
3.微軟的系統(tǒng)雙核補丁,按微軟網站的說明,適用范圍如下:
Microsoft
Windows
Server
2003,
Standard
x64
Edition
Microsoft
Windows
Server
2003,
Enterprise
x64
Edition
Microsoft
Windows
XP
Service
Pack
2
當用于
Microsoft
Windows
XP
Home
Edition
Microsoft
Windows
XP
Professional
Edition
Microsoft
Windows
XP
Tablet
PC
Edition
2005
4.上傳的AMD雙核補丁壓縮包內共有7個程序,每個都有文字說明,除驅動與優(yōu)化兩個補丁必裝外,其余看你個人的喜好。
為什么要選中端以上CPU散熱器?
CPU散熱器,在早期486時代的時候,我們還不知道CPU散熱器是什么。其實,CPU散熱器的構造是十分簡單的。由散熱風扇,散熱片和扣具三個部件所組成。隨著低端主流的賽揚頻率上升到2GHz左右和高端的Pentium
4甚至達到了3GHz以上。(還不要忽視AMD的性價比高手Barton系列的存在)我們從Intel和AMD的技術白皮書來看,處理器的標準工作溫度也有50度以上的高溫。
由于我們所購買的散裝處理器都不附帶風扇,所以選擇一款合適的散熱器也就比較重要了。下面我們就分別以散熱器的三個部件(即散熱風扇,散熱片和扣具來分解這篇導購文章)
風冷散熱器基本知識和要點:
首先,我們先來了解一下選購風冷散熱器的基本知識和相關要點。其實選購一款好的風冷散熱器是需要一些基本知識和常識的,哪怕您只會皮毛也可以。其實,CPU散熱器是有兩個熱量接觸面,第一個接觸面是在CPU和散熱器底部之間的熱量傳導的接觸面,第二個接觸面是其CPU散熱器的散熱片與風扇所吹出的氣流和其散熱片一起產生的熱流。其實這個解釋就是檢驗CPU散熱器的一個關鍵測試要點“熱阻”。其實這個結論就很簡單,一個大風量的風扇+材料不錯的散熱片就可以組成一個性能不錯的CPU散熱器。
其次,我們需要了解一下扣具的作用。52hardware上講到扣具最大的作用是關系于散熱導片與CPU接觸面。可以這樣說,散熱器底部與CPU的DIE中的接觸是需要緊密“接觸”。無論散熱器有著多強的性能和多好的測試效果,一旦他們之間有空隙時,其散熱效能不但會大大折扣和減少,甚至會燒毀其CPU。以上的說明就是扣具的作用所在。當然,微小的間隙還是無法避免,因為材質本身不可能完全地平滑。所以,我們就必須使用硅酯來填補這些微小的空隙。
風冷散熱器的制造材料
其實,銀是最好的'傳導媒體,但其金屬非常之柔軟,不利于制造散熱器這種高密度的金屬器,而貴金屬的金也是有著很好的傳導系數(shù),但其昂貴的“身價”也不是散熱器廠商所考慮金屬之一。當然了,柔軟的銀就可以做成高檔的導熱硅脂了(例如:Arctic
Silver(北極銀)系列就是這一類型的導熱硅脂了,不過價值也是不菲的)。所以風冷散熱器的制造材料上的也只有銅,鋁和鋁合金是現(xiàn)今主流散熱器的選用材料。風冷散熱器的制造工藝
CPU散熱器現(xiàn)在的制造工藝一直都是消費者在購買CPU散熱器所必須考慮的。因為越好的制造工藝將使得CPU散熱器的性能越高,這是無可挑剔的。隨著CPU頻率的提升,有不少的制造工藝已經漸漸離開了我們的目光以外。而我們國內目前散熱片多采用擠壓技術折葉技術,回流焊接技術和熱管工藝。
擠壓工藝:由于CPU散熱器的擠壓工藝歷史已經非常悠久(第一款CPU散熱器也是采用擠壓工藝),發(fā)展至今已經是有10年之久了。而且現(xiàn)在一半以上的散熱器(包括所有行業(yè)的散熱器)都是采用擠壓工藝的,所以顯得擠壓工藝相當成熟。而且鋁材在加工要求上相對要簡單,且鋁材密度相對較低,其單位重量較輕,非常適合制作一些主流的散熱器裝置,在廣大的行業(yè)上應用也十分的廣泛。擠壓技術的優(yōu)點是在于成型比較成熟,成本相對較低。
不過,其缺點在CPU頻率不斷增大的同時也逐漸暴露出來,因為鋁片密度比較低,所以在一些熱量過高的同時就需要風量的增加和散熱面積的加大,這無疑是對噪音和面積一個挑戰(zhàn)。所以在未來主流的散熱器上,也許我們再過一段時間之后,擠壓工藝的CPU散熱器將成為歷史。
折葉工藝:折葉工藝的基本做法是采用金屬折葉方式。這種工藝其實很像太陽花類型。這種工藝可以讓有效散熱面積隨著葉片而增加,越多的葉片和越密的工藝,那么散熱面積就越高。折葉工藝相對于之前擠壓技術顯得比較復雜,因為很多廠家對于金屬折葉和底部接觸緊密都做得不好,當中還涉及到一個壓固的問題,如果壓固技術不能夠順利支持的話,那么散熱器的性能將無法通過測試,所以一般的制造廠商將無法制造,重量也無法得到控制,所以折葉工藝一般是應用于高端散熱器上。
回流焊接工藝:一般應用于采用銅材料的散熱器上,其原理是將一片片薄的銅片制作成鰭片,并且與底座進行很好的連接,這個原理就是焊接技術。不過,焊接技術已經不能夠滿足現(xiàn)在精細的全銅散熱器了。所以,一項新穎的回流焊接技術就成為了現(xiàn)今制造精密散熱器所必須的工藝了。總括來說,回流焊接就是通過計算機對焊接的溫度和時間參數(shù)進行精確設定,從而使焊膏和被焊接的金屬充分接觸。這項技術的應用確保了純銅散熱器的優(yōu)秀散熱性能。
熱管工藝:熱管一般是中空的圓柱形管,當中一部分空間充有易于蒸發(fā)的液體。管中始終保持真空狀態(tài),而當中的液體的蒸發(fā)溫度與環(huán)境溫度相近。當熱量被揮發(fā)層吸收后,液體就迅速被加熱到沸點,然后就開始沸騰,產生蒸氣,蒸氣上升到冷卻層,當熱量被釋放后,蒸氣重新凝結成液滴,由于受到重力作用或者是其他的內部作用,液滴重新回到揮發(fā)層,繼續(xù)被蒸發(fā),然后被冷卻,這就形成一個周而復始的循環(huán),推動這一循環(huán)的就是熱源,也就是熱管工藝原理所在了。
不能不提的是,熱管技術是充分體現(xiàn)了未來散熱器的發(fā)展趨勢。其散熱效果好,噪音低,使用壽命長。所以,熱管工藝必將成為未來主流散熱器產品,將會成為下一代主流工藝的首選。
CPU散熱器的風扇的方式:
散熱器風扇的效能(例如流量、風壓)主要取決于:風扇扇葉直徑和軸向長度;風扇的轉速;扇葉的形狀。一般好的風扇除了其風量大和風壓高之外,其本身的可靠性是相當?shù)闹匾L扇使用的軸承形式在此顯得非常重要。高速風扇一律使用滾珠軸承(ball
bearing),而低速風扇則使用成本較低廉的自潤軸承(sleeve
bearing)。每個風扇都需要兩個軸承,一些風扇上標著"BS"的字樣,是單滾珠式軸承,BS的意思是"1
ball
1
sleeve",依然帶有自潤軸承的成分。
比BS更高級的是雙滾珠式軸承,即Two
Balls。風扇的流量大都采用CFM為單位(英制,立方英尺/分鐘,約為0.028立方米/分鐘)。50x50x10mm
CPU風扇會達到10
CFM,60x60x25mm風扇通常能達到20-30的CFM。當然,還有我們熟悉的低噪音的懸磁浮風扇了。磁浮風扇是最新的CPU風扇,表面看起來與液壓風扇相差不大,但仔細一看,就發(fā)現(xiàn)磁浮風扇的馬達有磁。∕S)設計,其磁感應線與磁浮線成垂直,故軸芯與磁浮線是平行的,故轉子的重量就固定在運轉的軌道上,利用幾乎是無負載的軸芯往反磁浮線方向頂撐,形成整個轉子懸空,在固定運轉軌道上。因此,磁浮(Magnetic
System:MS)事實上只是一種輔助功能,具體的還有配合之前的設計,現(xiàn)有的磁浮設計有與VAPO汽化軸承、BALL滾珠軸承、及SLEEVE含油軸承。
磁浮(MS)設計+VAPO汽化軸承
磁。∕S)設計+SLEEVE含油軸承
VAPO軸承與SLEEVE軸承的不同點在與材料方面,VAPO是采用特殊的材料,不同與一般的SLEEVE材料,同時VAPO軸承的內層表面也是經過特殊加工的,所以在硬度方面比SLEEVE軸承的要好,而且可以經受起更高的溫度和運轉時的摩擦,一般都可以運行在70℃以上。而一般的SLEEVE配合磁浮設計也是可以延長其壽命的,但就沒有其他的兩個強了。風冷散熱器的扣具:
CPU散熱器的扣具是固定散熱片和CPU插槽的散熱器配件之一,也就是我們所說的CPU散熱器重要三配件之一,扣具的好壞將直接影響到散熱性能和安裝方面的大小問題。雖然我們說扣具是多么的重要,但是,他還是被需要消費者或者廠商所忽略的環(huán)節(jié)。我們有理由相信,如果大家沒有親身的體現(xiàn)過壓壞過CPU的時候,那么大家就會感受到扣具的重要性。但我們需要說明的是,CPU的封裝一直都是不同(其實現(xiàn)在主要是以K7,P4,K8和LGA775所區(qū)分扣具的性質)。當然,散熱器扣具的壓力(磅)也是針對于不同的CPU散熱器所采用的不同設計。所以,CPU散熱器的扣具設計是隨"芯"而定的。
其實理論上可以這樣說,CPU散熱器扣具越為收緊。那么,它就能產生散熱片向下的壓力將越來越大,散熱片與CPU核心的接觸面積就越大,熱阻越小,最終影響到散熱效果。但無論壓力有多大,對于兩個剛體表面而言,它們的接觸實際只是點與點的接觸,所以在接觸面之間涂上硅脂是必須的。
總結
綜合以上介紹,選購一款好的散熱器要全面,從CPU散熱器的用料到風扇的軸承再到CPU散熱器扣具。其實一個環(huán)節(jié)都是不能能夠去少的。在諸多廠商中,九州風神,Coolermaster,Thermaltake,AVC和新銳紅辣椒品牌都是我們值得推薦的,并且當中有不少產品已經是經過處理器廠商的官方認證。這些散熱器不但是做工精良,而且散熱效果好。如果散熱器廠商擁有自主研發(fā)能力和完備的測試設備,將會值得用戶考慮。此外這些大廠的散熱器標稱都很客觀,按照其指標即可方便選購,并且擁有完善的售后服務。
解決AGP顯卡與AMD CPU沖突一法
在Windows
2000及Windows
98
SE操作系統(tǒng)下,AMD的鉆龍與雷鳥在搭配nVIDIA
GeForce256及Matrox
G400顯示卡時,在運行程序中常會發(fā)生死機現(xiàn)象,令眾多讀者為之苦惱。筆者經多方查證試驗,終于找到了一個解決的方法,不敢獨享特拿出與各位分享(可惜的是這些方法只對Win2000用戶有效)。
1.首先打開注冊表編輯器Regedit32.exe。
2.然后在注冊表中找到下列鍵值:HKEY_LOCAL_MACHINE
SYSTEMCurrent
ControlSetControlSession
Manager
Memory
Management
3.在菜單中選編輯,再選添加數(shù)值,進行如下操作。
、贁(shù)值名稱:
LargePageMinimum
②數(shù)據(jù)類型:
REG_DWORD
、刍鶖(shù):16進制??
、軘(shù)據(jù):
0xffffffff
4.退出注冊表編輯器。
5.重新啟動電腦。
修改完注冊表后,讀者會發(fā)現(xiàn)AGP存儲器最大尋址在BIOS中會由256MB變?yōu)?28MB,這個我們可以不理會,影響不大。
注意:使用注冊表編輯程序可能會導致你的機器出現(xiàn)問題甚至要重新安裝你的系統(tǒng)。因此使用注冊表編輯器時,請你在事前詳細查看幫助文檔,了解如何正確使用注冊表編輯器,并做個備份。如果你的系統(tǒng)是Windows
NT或Windows
2000,那么請你最好做一張應急盤。
AMD盒裝CPU真假辯認詳解
目前AMD處理器在市場上的風頭已經超過了Intel,但是隨之而來的是好多JS看準了此商機,開始出售假的AMD盒裝處理器,而其利潤也相當可觀。下面的介紹也許不盡完善,請大家睜開雙眼切誤上JS的當。
·使用假包裝盒配上假風扇再裝上散片處理器冒充原包CPU·使用真包裝盒(用戶使用后)配上假風扇(也可能是真風扇)和散片處理器冒充原包CPU。
·幾個細節(jié)請大家仔細辨認。
一、包裝外觀
1、外包裝:真品:AMD盒裝CPU外包裝盒細膩,印刷的圖案字體清晰,盒子硬度比較大;
假品:盒子上印刷粗糙,手感苦澀且包裝盒硬度較軟。盒子上邊處理器兩邊的英文也都不一樣,假的使用的為老款包裝的文字;盒子右下角的AMD
LOGO也不相同,具體區(qū)別如下圖:
2、激光防偽標:盒子左下腳的激光簽請仔細辨認,正品的激光簽從四個方向可以看到不同的孔,立體感很強且顏色較深;假貨的激光簽顏色淺淡,沒有立體感,也不能看到任何小孔。如下圖:
3、盒子頂端的條形碼,正品條形碼由激光打印出,字體清晰,2006版的均有CPU型號標識,如“OPN:SDA2500BXBOX
^SN:X022059B60780”前面的OPN代表的是“盒裝閃龍2500+”而后面的SN為于CPU上對應的全球唯一編號;而假盒裝標號只有CPU內的編號,印刷粗劣,條碼粗糙。如下圖:
4、代理標簽,中國大陸地區(qū)目前只有4家代理,分別是威健國際、神州數(shù)碼、偉仕、安富利,除了安富利其他代理盒子正面均貼有代理商標簽,請消費者認準購買,
如下圖:
5、處理器編號,在一般情況下,每一顆正品盒裝AMD處理器都有一個唯一的編號,這個編號會在處理器表面、包裝盒頂部的一個條形碼上,以及包裝內部同時有所體現(xiàn),并且同一款盒裝處理器的這三個編號都是相同的。由于在付款之前用戶無法打開包裝,因此在購買時我們可以通過上圖提示的地方查詢處理器的編號。如果這兩個地方的編號不相同的話,那么你面前的產品100%是假冒的。
編號統(tǒng)一
但是,僅僅做到兩個編號相同并非就是真貨,不法商同樣會在編號上作手腳。正如下圖顯示(上真下假),正規(guī)產品的編號條形碼采用的是點陣噴碼,字跡清晰,而且能夠清楚的看到數(shù)字是由一個個“點”組成。
不法商往往是通過收集用過的包裝盒將散裝處理器再次包裝進行造假,為了追求處理器編號的一致性,假冒處理器包裝盒上面的條形噴碼往往是造假者自己印制的。通過圖片我們看到,假冒的條形碼字跡模糊且有粘連感,看不出數(shù)字是由“點”組成,并且數(shù)字所采用的字體也與正品不同。通過這一點我們就可以初步判斷處理器的真?zhèn)巍?/p>
粗糙工藝難逃慧眼
6、密封簽,每一款AMD盒裝處理器都進行了密封處理,通過一個特殊的標貼使得包裝一旦打開便無法復原。然而就是這樣一個小小的標貼卻是能否成功造假的關鍵。因為如果對散裝處理器進行再次包裝時,必然是要重新偽造密封標貼。
封口貼紙
真假對比
就是這樣一個小小的標貼,同時也是鑒別真?zhèn)蔚年P鍵之一。正品AMD盒裝處理器所采用的密封標貼全部通過機器劃上了“十”字形的割痕,這樣在撕開后便會造成標貼的損壞以防止再次利用。這里有一點需要極其注意,大家仔細看“十”字形割痕的中心并不是連接在一起的。而造假者為了圖省事往往僅用刀片劃一個交叉的“十”字即可。因此,如果您遇到“十”字形割痕歪七扭八、長短不一,“十”字形割痕4條割線通過中心貫穿在一起,甚至根本就沒有這樣割痕的產品,那么這款處理器就是“后封”的AMD盒裝處理器。
二、盒內包裝
1、CPU內襯,正品的內襯為可回收紙制品,上印有凸出的AMD
LOGO,使勁擠壓后很容易破碎;假品內襯為塑料包,上無任何AMD標記,擠壓后不會破損。如下圖:
2、盒內CPU,正品CPU上標號清晰光亮,CPU表面干凈無塵,CPU下面的泡沫墊子為黑色且有些發(fā)硬;假CPU上的序列號被打掉(也有沒有打掉的),表面污垢比較多,
由于手工包裝,且能看到指紋(有些處理的較好的還是比較干凈的,僅做參考),CPU下面的泡沫墊子為灰色且有些軟。如下圖:
3、風扇,正品CPU的原裝風扇一般為富士康和AVC所OEM的,上面均有激光打的黑色編號,扇頭上的激光標簽和盒子外的激光簽一樣,不過為圓形,從四周也可以看到一些小孔;假盒包的風扇均為深圳地下加工的假AVC風扇,做工粗糙,上面的激光標簽也無立體感,更沒有小孔。如下圖:
4、說明書,正品說明書比較厚,印刷精良,上面也貼有和外包裝盒子上一樣的條形碼;假盒裝的內說明書很薄,印刷質量粗糙,無條形碼。以及包括說明書袋子里面所附帶的AMD
LOGO也不相同,正品的LOGO字體較粗也比較清晰,正品LOGO背后的貼紙均有“NOT
FOR
RESALE”字樣,如下圖:
三、CPU質保
正品CPU均擁有三年全免售后,全國聯(lián)保,內原裝風扇也是和CPU一樣質保三年;假盒裝CPU其實是由散裝CPU包入盒內的,質保一年,其風扇也是質保一年的,而有些經銷商給消費者承諾三年售后,其實都是經銷商自己保的,如果一年過后質保將相當麻煩。
四、CPU價格
在價格方面假的明顯要比正品的CPU價格低廉,一般要低20-200元左右,請廣大消費者不要貪圖一時的小便宜而購買了假的AMD盒裝處理器。
總結
綜上所述,我相信廣大消費者對真假AMD盒裝處理器已經有個全面的了解,購買的時候希望大家都多看看多問問,都能購買到稱心如意的正品AMD處理器。
3分鐘讓你成為CPU技術高手
攢機不懂CPU不要緊,近日在ZOL論壇一位昵稱為“兔貓”的網友給大家分享了關于CPU的知識。并稱“這18條背下來,沒人敢跟你忽悠CPU。”我們認為此貼甚是經典,與大家分享一下:
1.主頻
主頻也叫時鐘頻率,單位是MHz,用來表示CPU的運算速度。CPU的主頻=外頻×倍頻系數(shù)。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,而且對于服務器來講,這個認識也出現(xiàn)了偏差。至今,沒有一條確定的公式能夠實現(xiàn)主頻和實際的運算速度兩者之間的數(shù)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(fā)展趨勢,可以看出Intel很注重加強自身主頻的發(fā)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,它的運行效率相當于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(shù)字脈沖信號震蕩的速度。在Intel的處理器產品中,我們也可以看到這樣的例子:1
GHz
Itanium芯片能夠表現(xiàn)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(xiàn)的一個方面,而不代表CPU的整體性能。
Intel
奔騰D
820
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,在臺式機中,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。但對于服務器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,如果把服務器CPU超頻了,改變了外頻,會產生異步運行,(臺式機很多主板都支持異步運行)這樣會造成整個服務器系統(tǒng)的不穩(wěn)定。
目前的絕大部分電腦系統(tǒng)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(xiàn)兩者間的同步運行狀態(tài)。外頻與前端總線(FSB)頻率很容易被混為一談,下面的前端總線介紹我們談談兩者的區(qū)別。
3.前端總線(FSB)頻率
前端總線(FSB)頻率(即總線頻率)是直接影響CPU與內存直接數(shù)據(jù)交換速度。有一條公式可以計算,即數(shù)據(jù)帶寬=(總線頻率×數(shù)據(jù)帶寬)/8,數(shù)據(jù)傳輸最大帶寬取決于所有同時傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的寬度和傳輸頻率。比方,現(xiàn)在的支持64位的至強Nocona,前端總線是800MHz,按照公式,它的數(shù)據(jù)傳輸最大帶寬是6.4GB/秒。
外頻與前端總線(FSB)頻率的區(qū)別:前端總線的速度指的是數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣龋忸l是CPU與主板之間同步運行的速度。也就是說,100MHz外頻特指數(shù)字脈沖信號在每秒鐘震蕩一千萬次;而100MHz前端總線指的是每秒鐘CPU可接受的數(shù)據(jù)傳輸量是100MHz×64bit÷8Byte/bit=800MB/s。
其實現(xiàn)在“HyperTransport”構架的出現(xiàn),讓這種實際意義上的前端總線(FSB)頻率發(fā)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很典型的芯片組
Intel
7501、Intel7505芯片組,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的前端總線,配合DDR內存,前端總線帶寬可達到4.3GB/秒。但隨著處理器性能不斷提高同時給系統(tǒng)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總線帶寬,比方AMD
Opteron處理器,靈活的HyperTransport
I/O總線體系結構讓它整合了內存控制器,使處理器不通過系統(tǒng)總線傳給芯片組而直接和內存交換數(shù)據(jù)。這樣的話,前端總線(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(shù)字電路和電腦技術中采用二進制,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(shù)的位數(shù)叫字長。所以能處理字長為8位數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)。字節(jié)和字長的區(qū)別:由于常用的英文字符用8位二進制就可以表示,所以通常就將8位稱為一個字節(jié)。字長的長度是不固定的,對于不同的CPU、字長的長度也不一樣。8位的CPU一次只能處理一個字節(jié),而32位的CPU一次就能處理4個字節(jié),同理字長為64位的CPU一次可以處理8個字節(jié)。
AMD
AM2
Athlon
64
5.倍頻系數(shù)
倍頻系數(shù)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本身意義并不大。這是因為CPU與系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)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(xiàn)明顯的“瓶頸”效應—CPU從系統(tǒng)中得到數(shù)據(jù)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,工作效率遠遠大于系統(tǒng)內存和硬盤。實際工作時,CPU往往需要重復讀取同樣的數(shù)據(jù)塊,而緩存容量的增大,可以大幅度提升CPU內部讀取數(shù)據(jù)的命中率,而不用再到內存或者硬盤上尋找,以此提高系統(tǒng)性能。但是由于CPU芯片面積和成本的因素來考慮,緩存都很小。
L1
Cache(一級緩存)是CPU第一層高速緩存,分為數(shù)據(jù)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(tài)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。一般服務器CPU的L1緩存的容量通常在32—256KB。
L2
Cache(二級緩存)是CPU的第二層高速緩存,分內部和外部兩種芯片。內部的芯片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(xiàn)在家庭用CPU容量最大的是512KB,而服務器和工作站上用CPU的L2高速緩存更高達256-1MB,有的高達2MB或者3MB。
L3
Cache(三級緩存),分為兩種,早期的是外置,現(xiàn)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(shù)據(jù)量計算時處理器的性能。降低內存延遲和提升大數(shù)據(jù)量計算能力對游戲都很有幫助。而在服務器領域增加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,故它比較慢的磁盤I/O子系統(tǒng)可以處理更多的數(shù)據(jù)請求。具有較大L3緩存的處理器提供更有效的文件系統(tǒng)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(fā)布的K6-III處理器上,當時的L3緩存受限于制造工藝,并沒有被集成進芯片內部,而是集成在主板上。在只能夠和系統(tǒng)總線頻率同步的L3緩存同主內存其實差不了多少。后來使用L3緩存的是英特爾為服務器市場所推出的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,和以后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,由此可見前端總線的增加,要比緩存增加帶來更有效的性能提升。
Intel
Core
2
Duo
E6300
7.CPU擴展指令集
CPU依靠指令來計算和控制系統(tǒng),每款CPU在設計時就規(guī)定了一系列與其硬件電路相配合的指令系統(tǒng)。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(xiàn)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(guī)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的核心電壓小于等于I/O電壓。其中內核電壓的大小是根據(jù)CPU的生產工藝而定,一般制作工藝越小,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(fā)熱過高的問題。
9.制造工藝
制造工藝的微米是指IC內電路與電路之間的距離。制造工藝的趨勢是向密集度愈高的方向發(fā)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,F(xiàn)在主要的180nm、130nm、90nm。最近官方已經表示有65nm的制造工藝了。
10.指令集
。1)CISC指令集
CISC指令集,也稱為復雜指令集,英文名是CISC,(Complex
Instruction
Set
Computer的縮寫)。在CISC微處理器中,程序的各條指令是按順序串行執(zhí)行的,每條指令中的各個操作也是按順序串行執(zhí)行的。順序執(zhí)行的優(yōu)點是控制簡單,但計算機各部分的利用率不高,執(zhí)行速度慢。其實它是英特爾生產的x86系列(也就是IA-32架構)CPU及其兼容CPU,如AMD、VIA的。即使是現(xiàn)在新起的X86-64(也被成AMD64)都是屬于CISC的范疇。
要知道什么是指令集還要從當今的X86架構的CPU說起。X86指令集是Intel為其第一塊16位CPU(i8086)專門開發(fā)的,IBM1981年推出的世界第一臺PC機中的CPU—i8088(i8086簡化版)使用的也是X86指令,同時電腦中為提高浮點數(shù)據(jù)處理能力而增加了X87芯片,以后就將X86指令集和X87指令集統(tǒng)稱為X86指令集。
雖然隨著CPU技術的不斷發(fā)展,Intel陸續(xù)研制出更新型的i80386、i80486直到過去的PII至強、PIII至強、Pentium
3,最后到今天的Pentium
4系列、至強(不包括至強Nocona),但為了保證電腦能繼續(xù)運行以往開發(fā)的各類應用程序以保護和繼承豐富的軟件資源,所以Intel公司所生產的所有CPU仍然繼續(xù)使用X86指令集,所以它的CPU仍屬于X86系列。由于Intel
X86系列及其兼容CPU(如AMD
Athlon
MP、)都使用X86指令集,所以就形成了今天龐大的X86系列及兼容CPU陣容。x86CPU目前主要有intel的服務器CPU和AMD的服務器CPU兩類。
。2)RISC指令集
RISC是英文“Reduced
Instruction
Set
Computing
的縮寫,中文意思是“精簡指令集”。它是在CISC指令系統(tǒng)基礎上發(fā)展起來的,有人對CISC機進行測試表明,各種指令的使用頻度相當懸殊,最常使用的是一些比較簡單的指令,它們僅占指令總數(shù)的20%,但在程序中出現(xiàn)的頻度卻占80%。復雜的指令系統(tǒng)必然增加微處理器的復雜性,使處理器的研制時間長,成本高。并且復雜指令需要復雜的操作,必然會降低計算機的速度。基于上述原因,20世紀80年代RISC型CPU誕生了,相對于CISC型CPU
,RISC型CPU不僅精簡了指令系統(tǒng),還采用了一種叫做“超標量和超流水線結構”,大大增加了并行處理能力。RISC指令集是高性能CPU的發(fā)展方向。它與傳統(tǒng)的CISC(復雜指令集)相對。相比而言,RISC的指令格式統(tǒng)一,種類比較少,尋址方式也比復雜指令集少。當然處理速度就提高很多了。目前在中高檔服務器中普遍采用這一指令系統(tǒng)的CPU,特別是高檔服務器全都采用RISC指令系統(tǒng)的CPU。RISC指令系統(tǒng)更加適合高檔服務器的操作系統(tǒng)UNIX,現(xiàn)在Linux也屬于類似UNIX的操作系統(tǒng)。RISC型CPU與Intel和AMD的CPU在軟件和硬件上都不兼容。
目前,在中高檔服務器中采用RISC指令的CPU主要有以下幾類:PowerPC處理器、SPARC處理器、PA-RISC處理器、MIPS處理器、Alpha處理器。
。3)IA-64
EPIC(Explicitly
Parallel
Instruction
Computers,精確并行指令計算機)是否是RISC和CISC體系的繼承者的爭論已經有很多,單以EPIC體系來說,它更像Intel的處理器邁向RISC體系的重要步驟。從理論上說,EPIC體系設計的CPU,在相同的主機配置下,處理Windows的應用軟件比基于Unix下的應用軟件要好得多。
Intel采用EPIC技術的服務器CPU是安騰Itanium(開發(fā)代號即Merced)。它是64位處理器,也是IA-64系列中的第一款。微軟也已開發(fā)了代號為Win64的操作系統(tǒng),在軟件上加以支持。在Intel采用了X86指令集之后,它又轉而尋求更先進的64-bit微處理器,Intel這樣做的原因是,它們想擺脫容量巨大的x86架構,從而引入精力充沛而又功能強大的指令集,于是采用EPIC指令集的IA-64架構便誕生了。IA-64
在很多方面來說,都比x86有了長足的進步。突破了傳統(tǒng)IA32架構的許多限制,在數(shù)據(jù)的處理能力,系統(tǒng)的穩(wěn)定性、安全性、可用性、可觀理性等方面獲得了突破性的提高。
IA-64微處理器最大的缺陷是它們缺乏與x86的兼容,而Intel為了IA-64處理器能夠更好地運行兩個朝代的軟件,它在IA-64處理器上(Itanium、Itanium2
……)引入了x86-to-IA-64的解碼器,這樣就能夠把x86指令翻譯為IA-64指令。這個解碼器并不是最有效率的解碼器,也不是運行x86代碼的最好途徑(最好的途徑是直接在x86處理器上運行x86代碼),因此Itanium
和Itanium2在運行x86應用程序時候的性能非常糟糕。這也成為X86-64產生的根本原因。
。4)X86-64
(AMD64
EM64T)
AMD公司設計,可以在同一時間內處理64位的整數(shù)運算,并兼容于X86-32架構。其中支持64位邏輯定址,同時提供轉換為32位定址選項;但數(shù)據(jù)操作指令默認為32位和8位,提供轉換成64位和16位的選項;支持常規(guī)用途寄存器,如果是32位運算操作,就要將結果擴展成完整的64位。這樣,指令中有“直接執(zhí)行”和“轉換執(zhí)行”的區(qū)別,其指令字段是8位或32位,可以避免字段過長。
x86-64(也叫AMD64)的產生也并非空穴來風,x86處理器的32bit尋址空間限制在4GB內存,而IA-64的處理器又不能兼容x86。AMD充分考慮顧客的需求,加強x86指令集的功能,使這套指令集可同時支持64位的運算模式,因此AMD把它們的結構稱之為x86-64。在技術上AMD在x86-64架構中為了進行64位運算,AMD為其引入了新增了R8-R15通用寄存器作為原有X86處理器寄存器的擴充,但在而在32位環(huán)境下并不完全使用到這些寄存器。原來的寄存器諸如EAX、EBX也由32位擴張至64位。在SSE單元中新加入了8個新寄存器以提供對SSE2的支持。寄存器數(shù)量的增加將帶來性能的提升。與此同時,為了同時支持32和64位代碼及寄存器,x86-64架構允許處理器工作在以下兩種模式:Long
Mode(長模式)和Legacy
Mode(遺傳模式),Long模式又分為兩種子模式(64bit模式和Compatibility
mode兼容模式)。該標準已經被引進在AMD服務器處理器中的Opteron處理器。
而今年也推出了支持64位的EM64T技術,再還沒被正式命為EM64T之前是IA32E,這是英特爾64位擴展技術的名字,用來區(qū)別X86指令集。Intel的EM64T支持64位sub-mode,和AMD的X86-64技術類似,采用64位的線性平面尋址,加入8個新的通用寄存器(GPRs),還增加8個寄存器支持SSE指令。與AMD相類似,Intel的64位技術將兼容IA32和IA32E,只有在運行64位操作系統(tǒng)下的時候,才將會采用IA32E。IA32E將由2個sub-mode組成:64位sub-mode和32位sub-mode,同AMD64一樣是向下兼容的。Intel的EM64T將完全兼容AMD的X86-64技術。現(xiàn)在Nocona處理器已經加入了一些64位技術,Intel的Pentium
4E處理器也支持64位技術。
應該說,這兩者都是兼容x86指令集的64位微處理器架構,但EM64T與AMD64還是有一些不一樣的地方,AMD64處理器中的NX位在Intel的處理器中將沒有提供。
11.超流水線與超標量
在解釋超流水線與超標量前,先了解流水線(pipeline)。流水線是Intel首次在486芯片中開始使用的。流水線的工作方式就象工業(yè)生產上的裝配流水線。在CPU中由5—6個不同功能的電路單元組成一條指令處理流水線,然后將一條X86指令分成5—6步后再由這些電路單元分別執(zhí)行,這樣就能實現(xiàn)在一個CPU時鐘周期完成一條指令,因此提高CPU的運算速度。經典奔騰每條整數(shù)流水線都分為四級流水,即指令預取、譯碼、執(zhí)行、寫回結果,浮點流水又分為八級流水。
超標量是通過內置多條流水線來同時執(zhí)行多個處理器,其實質是以空間換取時間。而超流水線是通過細化流水、提高主頻,使得在一個機器周期內完成一個甚至多個操作,其實質是以時間換取空間。例如Pentium
4的流水線就長達20級。將流水線設計的步(級)越長,其完成一條指令的速度越快,因此才能適應工作主頻更高的CPU。但是流水線過長也帶來了一定副作用,很可能會出現(xiàn)主頻較高的CPU實際運算速度較低的現(xiàn)象,Intel的奔騰4就出現(xiàn)了這種情況,雖然它的主頻可以高達1.4G以上,但其運算性能卻遠遠比不上AMD
1.2G的速龍甚至奔騰III。
12.封裝形式
CPU封裝是采用特定的材料將CPU芯片或CPU模塊固化在其中以防損壞的保護措施,一般必須在封裝后CPU才能交付用戶使用。CPU的封裝方式取決于CPU安裝形式和器件集成設計,從大的分類來看通常采用Socket插座進行安裝的CPU使用PGA(柵格陣列)方式封裝,而采用Slot
x槽安裝的CPU則全部采用SEC(單邊接插盒)的形式封裝,F(xiàn)在還有PLGA(Plastic
Land
Grid
Array)、OLGA(Organic
Land
Grid
Array)等封裝技術。由于市場競爭日益激烈,目前CPU封裝技術的發(fā)展方向以節(jié)約成本為主。
13、多線程
同時多線程Simultaneous
multithreading,簡稱SMT。SMT可通過復制處理器上的結構狀態(tài),讓同一個處理器上的多個線程同步執(zhí)行并共享處理器的執(zhí)行資源,可最大限度地實現(xiàn)寬發(fā)射、亂序的超標量處理,提高處理器運算部件的利用率,緩和由于數(shù)據(jù)相關或Cache未命中帶來的訪問內存延時。當沒有多個線程可用時,SMT處理器幾乎和傳統(tǒng)的寬發(fā)射超標量處理器一樣。SMT最具吸引力的是只需小規(guī)模改變處理器核心的設計,幾乎不用增加額外的成本就可以顯著地提升效能。多線程技術則可以為高速的運算核心準備更多的待處理數(shù)據(jù),減少運算核心的閑置時間。這對于桌面低端系統(tǒng)來說無疑十分具有吸引力。Intel從3.06GHz
Pentium
4開始,所有處理器都將支持SMT技術。
14、多核心
多核心,也指單芯片多處理器(Chip
multiprocessors,簡稱CMP)。CMP是由美國斯坦福大學提出的,其思想是將大規(guī)模并行處理器中的SMP(對稱多處理器)集成到同一芯片內,各個處理器并行執(zhí)行不同的進程。與CMP比較,
SMT處理器結構的靈活性比較突出。但是,當半導體工藝進入0.18微米以后,線延時已經超過了門延遲,要求微處理器的設計通過劃分許多規(guī)模更小、局部性更好的基本單元結構來進行。相比之下,由于CMP結構已經被劃分成多個處理器核來設計,每個核都比較簡單,有利于優(yōu)化設計,因此更有發(fā)展前途。目前,IBM
的Power
4芯片和Sun的
MAJC5200芯片都采用了CMP結構。多核處理器可以在處理器內部共享緩存,提高緩存利用率,同時簡化多處理器系統(tǒng)設計的復雜度。
2005年下半年,Intel和AMD的新型處理器也將融入CMP結構。新安騰處理器開發(fā)代碼為Montecito,采用雙核心設計,擁有最少18MB片內緩存,采取90nm工藝制造,它的設計絕對稱得上是對當今芯片業(yè)的挑戰(zhàn)。它的每個單獨的核心都擁有獨立的L1,L2和L3
cache,包含大約10億支晶體管。
15、SMP
SMP(Symmetric
Multi-Processing),對稱多處理結構的簡稱,是指在一個計算機上匯集了一組處理器(多CPU),各CPU之間共享內存子系統(tǒng)以及總線結構。在這種技術的支持下,一個服務器系統(tǒng)可以同時運行多個處理器,并共享內存和其他的主機資源。像雙至強,也就是我們所說的二路,這是在對稱處理器系統(tǒng)中最常見的一種(至強MP可以支持到四路,AMD
Opteron可以支持1-8路)。也有少數(shù)是16路的。但是一般來講,SMP結構的機器可擴展性較差,很難做到100個以上多處理器,常規(guī)的一般是8個到16個,不過這對于多數(shù)的用戶來說已經夠用了。在高性能服務器和工作站級主板架構中最為常見,像UNIX服務器可支持最多256個CPU的系統(tǒng)。
構建一套SMP系統(tǒng)的必要條件是:支持SMP的硬件包括主板和CPU;支持SMP的系統(tǒng)平臺,再就是支持SMP的應用軟件。
為了能夠使得SMP系統(tǒng)發(fā)揮高效的性能,操作系統(tǒng)必須支持SMP系統(tǒng),如WINNT、Linux、以及UNIX等等32位操作系統(tǒng)。即能夠進行多任務和多線程處理。多任務是指操作系統(tǒng)能夠在同一時間讓不同的CPU完成不同的任務;多線程是指操作系統(tǒng)能夠使得不同的CPU并行的完成同一個任務。
要組建SMP系統(tǒng),對所選的CPU有很高的要求,首先、CPU內部必須內置APIC(Advanced
Programmable
Interrupt
Controllers)單元。Intel
多處理規(guī)范的核心就是高級可編程中斷控制器(Advanced
Programmable
Interrupt
Controllers--APICs)的使用;再次,相同的產品型號,同樣類型的CPU核心,完全相同的運行頻率;最后,盡可能保持相同的產品序列編號,因為兩個生產批次的CPU作為雙處理器運行的時候,有可能會發(fā)生一顆CPU負擔過高,而另一顆負擔很少的情況,無法發(fā)揮最大性能,更糟糕的是可能導致死機。
16、NUMA技術
NUMA即非一致訪問分布共享存儲技術,它是由若干通過高速專用網絡連接起來的獨立節(jié)點構成的系統(tǒng),各個節(jié)點可以是單個的CPU或是SMP系統(tǒng)。在NUMA中,Cache
的一致性有多種解決方案,需要操作系統(tǒng)和特殊軟件的支持。圖2中是Sequent公司NUMA系統(tǒng)的例子。這里有3個SMP模塊用高速專用網絡聯(lián)起來,組成一個節(jié)點,每個節(jié)點可以有12個CPU。像Sequent的系統(tǒng)最多可以達到64個CPU甚至256個CPU。顯然,這是在SMP的基礎上,再用NUMA的技術加以擴展,是這兩種技術的結合。
17、亂序執(zhí)行技術
亂序執(zhí)行(out-of-orderexecution),是指CPU允許將多條指令不按程序規(guī)定的順序分開發(fā)送給各相應電路單元處理的技術。這樣將根據(jù)個電路單元的狀態(tài)和各指令能否提前執(zhí)行的具體情況分析后,將能提前執(zhí)行的指令立即發(fā)送給相應電路單元執(zhí)行,在這期間不按規(guī)定順序執(zhí)行指令,然后由重新排列單元將各執(zhí)行單元結果按指令順序重新排列。采用亂序執(zhí)行技術的目的是為了使CPU內部電路滿負荷運轉并相應提高了CPU的運行程序的速度。分枝技術:(branch)指令進行運算時需要等待結果,一般無條件分枝只需要按指令順序執(zhí)行,而條件分枝必須根據(jù)處理后的結果,再決定是否按原先順序進行。
18、CPU內部的內存控制器
許多應用程序擁有更為復雜的讀取模式(幾乎是隨機地,特別是當cache
hit不可預測的時候),并且沒有有效地利用帶寬。典型的這類應用程序就是業(yè)務處理軟件,即使擁有如亂序執(zhí)行(out
of
order
execution)這樣的CPU特性,也會受內存延遲的限制。這樣CPU必須得等到運算所需數(shù)據(jù)被除數(shù)裝載完成才能執(zhí)行指令(無論這些數(shù)據(jù)來自CPU
cache還是主內存系統(tǒng))。當前低段系統(tǒng)的內存延遲大約是120-150ns,而CPU速度則達到了3GHz以上,一次單獨的內存請求可能會浪費200-300次CPU循環(huán)。即使在緩存命中率(cache
hit
rate)達到99%的情況下,CPU也可能會花50%的時間來等待內存請求的結束-
比如因為內存延遲的緣故。
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