cpu核心技術(shù)揭密

1、CPU核心技術(shù)揭密核心技術(shù)揭密1.SocketPC機(jī)從386時(shí)代開(kāi)始普遍使用Socket插座來(lái)安裝CPU，從Socket4、Socket5、Socket7到現(xiàn)在的Socket370。以我們最常見(jiàn)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(shí)只要將拉桿向上拉出，就可以輕易地插進(jìn)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(xiàn)內(nèi)存）外，還支持DIMM（168線(xiàn)內(nèi)存），VIA的VP3芯片組更是支持AGP圖形接口標(biāo)準(zhǔn)。隨后出現(xiàn)的Super7標(biāo)準(zhǔn)是在Socket7基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，與后者相比，Super7

3、結(jié)構(gòu)增加了對(duì)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(gòu)可以支持AMDK62、K6III處理器。2.Slot我們先來(lái)看看Slot1，這種接口方式是由Intel提出的，它是一個(gè)狹長(zhǎng)的242引腳的插槽，可以支持采用SEC（單邊接觸）封裝技術(shù)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(méi)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(dá)到83MHz外頻，而后兩者可以支持最高到150MHz的外頻。Slot2接口標(biāo)準(zhǔn)與Slot1類(lèi)似，不過(guò)它是面向高端服務(wù)器市場(chǎng)的，與其搭配的主板芯片組為IntelGX、NX，處理器為Xeon至強(qiáng)。與Slot1、Slot2不同，SlotA接口標(biāo)準(zhǔn)是由Intel的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)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(yíng)的戰(zhàn)士之一，屆時(shí)也會(huì)有支持K7的芯片組問(wèn)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(lái)的，隨著CPU頻率的增加，原有的工藝無(wú)法滿(mǎn)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(dǎo)體，但是由

6、于芯片速度的提高，芯片面積的縮小，鋁線(xiàn)已經(jīng)接近其性能極限，所以芯片制造廠(chǎng)商必須找出更好的能夠代替鋁導(dǎo)線(xiàn)的新的技術(shù)，這便是我們常說(shuō)的銅導(dǎo)線(xiàn)技術(shù)。銅導(dǎo)線(xiàn)與鋁導(dǎo)線(xiàn)相比，有很大的優(yōu)勢(shì)，具體表現(xiàn)在其導(dǎo)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(jìn)一步的提高，處理器面積則可以進(jìn)一步減小，因此，銅導(dǎo)線(xiàn)技術(shù)全面取代鋁導(dǎo)線(xiàn)技術(shù)是必然的趨勢(shì)。緩存技

7、術(shù)緩存就是指可以進(jìn)行高速數(shù)據(jù)交換的存儲(chǔ)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(chēng)之為高速緩存。與處理器相關(guān)的緩存一般分為兩種，L1緩存，也稱(chēng)片內(nèi)緩存，和L2緩存，Pentium時(shí)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(shí)代，PentiumII處理器的緩存封裝方式與舊的Socket7架構(gòu)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(dú)立總線(xiàn)結(jié)構(gòu)。在這種結(jié)構(gòu)中，一條總線(xiàn)聯(lián)接L2高速緩存，另一條負(fù)責(zé)系統(tǒng)內(nèi)存，這樣便使整個(gè)系統(tǒng)的速度得到了很大的提高。AMDK7也使用這種緩存技術(shù)。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(shí)候比昂貴的PentiumII性能還要好的原因。AMD在其Super7平臺(tái)的最后一個(gè)產(chǎn)品K6

9、III中首次使用了三級(jí)緩存技術(shù)，它包括一個(gè)全速64KBL1緩存，一個(gè)內(nèi)部全速256KB緩存，還有主板上的運(yùn)行在100MHz頻率下的L3緩存，這種三級(jí)緩存技術(shù)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(shù)的發(fā)展，L2緩存全內(nèi)置并與處理器同頻工作是大趨勢(shì)，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(jì)算機(jī)在多媒體、3D圖形方面的應(yīng)用能力，許多

10、處理器指令集應(yīng)運(yùn)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(xiàng)多媒體指令增強(qiáng)技術(shù)，其英文名稱(chēng)可以翻譯為“多媒體擴(kuò)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(gè)數(shù)據(jù)，還可以在處理結(jié)果超過(guò)實(shí)際處理能力的時(shí)候也能進(jìn)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(yùn)算效率的50條SIMD浮點(diǎn)運(yùn)算指令、12條MMX整數(shù)運(yùn)算增強(qiáng)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(duì)目前流行的圖像處理、浮點(diǎn)運(yùn)算、3D運(yùn)算、視頻處理、音頻處理等諸多多媒體應(yīng)用起到全面強(qiáng)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(shù)的絕大部分功能，只是實(shí)現(xiàn)的方法不同。SSE兼容MMX指令，它可以通過(guò)SIMD（單指令多數(shù)據(jù)技術(shù)）和單時(shí)鐘周期并行處理多個(gè)浮點(diǎn)數(shù)據(jù)來(lái)有效的提