cpu核心技術揭密_第1頁
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文檔簡介

1、CPU核心技術揭密核心技術揭密1.SocketPC機從386時代開始普遍使用Socket插座來安裝CPU,從Socket4、Socket5、Socket7到現(xiàn)在的Socket370。以我們最常見的Socket7為例,它是方形多針角零插拔力插座,插座上有一根拉桿,在安裝和更換CPU時只要將拉桿向上拉出,就可以輕易地插進或取出CPU芯片了。Socket7插座適用范圍很廣,不但可以安裝IntelPentium、PentiumMMX,還可以安裝

2、AMDK5、K6、K62、K6III、CyrixMII等等處理器。與Socket7搭配的主板芯片組主要有IntelVX、HX、TX,VIAVP2、VP3等,它們支持的CPU外部頻率一般為66、75以及83MHz,其中VX、TX和VP3除了支持普通的SIMM(72線內(nèi)存)外,還支持DIMM(168線內(nèi)存),VIA的VP3芯片組更是支持AGP圖形接口標準。隨后出現(xiàn)的Super7標準是在Socket7基礎上發(fā)展起來的,與后者相比,Super7

3、結構增加了對處理器100MHz外頻、AGP的支持,其代表產(chǎn)品為VIA的MVP3芯片組,Super7架構可以支持AMDK62、K6III處理器。2.Slot我們先來看看Slot1,這種接口方式是由Intel提出的,它是一個狹長的242引腳的插槽,可以支持采用SEC(單邊接觸)封裝技術的PentiumII、PentiumIII和Celeron處理器,除了接口方式不同外,Slot1所支持的特性與Super7系統(tǒng)沒有什么太大的差別。IntelL

4、X、EX和IntelBX、VIAApolloPro芯片組是其中的代表,前兩種最高只能達到83MHz外頻,而后兩者可以支持最高到150MHz的外頻。Slot2接口標準與Slot1類似,不過它是面向高端服務器市場的,與其搭配的主板芯片組為IntelGX、NX,處理器為Xeon至強。與Slot1、Slot2不同,SlotA接口標準是由Intel的競爭對手AMD提出的,它支持AMDK7處理器,與其搭配的芯片組為AMD自己的AMD751芯片,VI

5、A作為非Intel陣營的戰(zhàn)士之一,屆時也會有支持K7的芯片組問世。雖然從外觀上看SlotA與Slot1十分相像,但是由于它們的電氣性能不同,兩者并不兼容。CPU制造工藝早期的處理器都是使用0.5微米工藝制造出來的,隨著CPU頻率的增加,原有的工藝無法滿足產(chǎn)品的要求,這樣便出現(xiàn)了0.35微米以及現(xiàn)在普遍使用的0.25微米工藝,不久以后,0.18微米和0.13微米制造的處理器產(chǎn)品也將面世。另外一方面,現(xiàn)在的芯片內(nèi)部都是使用鋁作為導體,但是由

6、于芯片速度的提高,芯片面積的縮小,鋁線已經(jīng)接近其性能極限,所以芯片制造廠商必須找出更好的能夠代替鋁導線的新的技術,這便是我們常說的銅導線技術。銅導線與鋁導線相比,有很大的優(yōu)勢,具體表現(xiàn)在其導電性要優(yōu)于鋁,電阻小,所以發(fā)熱量也要小于現(xiàn)在所使用的鋁,從而可以有效地提高芯片的穩(wěn)定性,此外,采用0.18或0.13微米制造工藝以后,處理器的頻率可以得到進一步的提高,處理器面積則可以進一步減小,因此,銅導線技術全面取代鋁導線技術是必然的趨勢。緩存技

7、術緩存就是指可以進行高速數(shù)據(jù)交換的存儲器,它先于內(nèi)存與CPU交換數(shù)據(jù),因此速度極快,所以又被稱之為高速緩存。與處理器相關的緩存一般分為兩種,L1緩存,也稱片內(nèi)緩存,和L2緩存,Pentium時代的處理器把L1緩存集成在CPU內(nèi)部,而L2緩存則在主板上以與CPU外頻相同的頻率下工作。到了Slot1時代,PentiumII處理器的緩存封裝方式與舊的Socket7架構完全不同,它的L2緩存做到了處理器上,并以處理器速度一半的頻率工作,這便是I

8、ntel引以為榮的雙獨立總線結構。在這種結構中,一條總線聯(lián)接L2高速緩存,另一條負責系統(tǒng)內(nèi)存,這樣便使整個系統(tǒng)的速度得到了很大的提高。AMDK7也使用這種緩存技術。InteCeleron處理器與PentiumII不同,它的L2緩存很小,只有128K(PII是512K),但是它們集成在CPU內(nèi)存,與處理器同頻工作,這就是為什么便宜的Celeron有時候比昂貴的PentiumII性能還要好的原因。AMD在其Super7平臺的最后一個產(chǎn)品K6

9、III中首次使用了三級緩存技術,它包括一個全速64KBL1緩存,一個內(nèi)部全速256KB緩存,還有主板上的運行在100MHz頻率下的L3緩存,這種三級緩存技術使得K6III的性能有很大提高,與同頻的PentiumII相比,其速度也要略快一疇??淳彺婕夹g的發(fā)展,L2緩存全內(nèi)置并與處理器同頻工作是大趨勢,在Intel的最新處理器Coppermine中,256KBL2緩存就是這樣工作的。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

10、處理器指令集應運而生,其中最著名的三種便是Intel的MMX、SSE和AMD的3DNOW!指令集。MMX指令集是Intel與1996年發(fā)明的一項多媒體指令增強技術,其英文名稱可以翻譯為“多媒體擴展指令集”,它包括57條多媒體指令,這些指令可以一次處理多個數(shù)據(jù),還可以在處理結果超過實際處理能力的時候也能進行正常處理,這樣在軟件的配合下,就可以得到更好的性能。SSE指令是Intel在PentiumIII處理器中首先推出的,它有70條指令,其

11、中包含提高3D圖形運算效率的50條SIMD浮點運算指令、12條MMX整數(shù)運算增強指令、8條優(yōu)化內(nèi)存中連續(xù)數(shù)據(jù)塊傳輸指令。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。SEE指令與3DNow!指令彼此互不兼容,但SSE包含了3DNow!技術的絕大部分功能,只是實現(xiàn)的方法不同。SSE兼容MMX指令,它可以通過SIMD(單指令多數(shù)據(jù)技術)和單時鐘周期并行處理多個浮點數(shù)據(jù)來有效的提

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