文档介绍：现代先进的微处理器技术概述
CPU的性能参数
主板
显卡
扩展总线应用技术
第八章现代主流微型计算机
硬件技术的发展
现代先进的微处理器技术概述
一、超线程技术
超线程技术(HTT)就是利用特殊的硬件指令,把多线程处理器内部的两个逻辑内核模拟成两个物理芯片,从而使单个处理器就能“享用”线程级的并行计算的处理器技术。
需要CPU、主板芯片组、主板BIOS、操作系统、应用软件的支持。
二、64位技术
64位技术是指CPU通用寄存器的数据宽度为64位,也就是说处理器一次可以运行64位数据。
要实现真正意义上的64位计算,仅有64位的处理器是不够的,还必须有64位的操作系统和64位的应用软件。
三、双核心技术
双核心处理器是在一块CPU基板上集成两个处理器核心,并通过并行总线将各处理器核心连接起来。
超线程技术是对处理器的一种优化技术,即将一个物理处理器分为两个逻辑处理器,从而实现多线程技术;而双核技术则是采用两个物理处理器实现多线程工作,每个核心拥有独立的指令集、执行单元。
虽然支持超线程的Pentium 4能同时执行两个线程,但不同于传统的双处理器平台或双内核处理器,超线程中的两个逻辑处理器并没有独立的执行单元、整数单元、寄存器甚至缓存等等资源。它们在运行过程中仍需要共用执行单元、缓存和系统总线接口。在执行多线程时两个逻辑处理器均是交替工作,如果两个线程都同时需要某一个资源时,其中一个要暂停并要让出资源,要待那些资源闲置时才能继续。因此,超线程技术所带来的性能提升远不能等同于两个相同时钟频率处理器带来的性能提升
而双核心技术则是通过"硬"的物理核心实现多线程工作:每个核心拥有独立的指令集、执行单元,与超线程中所采用的模拟共享机制完全不一样。在操作系统看来,它是实实在在的双处理器,可以同时执行多项任务,能让处理器资源真正实现并行处理模式,其效率和性能提升要比超线程技术要高得多,不可同日而语。
CPU的性能参数
一、CPU的频率
CPU的主频:指CPU内涵的工作时钟频率,单位是Hz,目前主流的单位是GHz。
主频和实际的运算速度存在一定的关系,但目前还没有一个确定的公式能够定量两者的数值关系,因为CPU的运算速度还要看CPU的流水线的各方面的性能指标(缓存、指令集,CPU的位数等等)。由于主频并不直接代表运算速度,所以在一定情况下,很可能会出现主频较高的CPU实际运算速度较低的现象。
外频是CPU以至整个计算机系统的基准频率,单位是MHz。外频是CPU与主板之间同步运行的速度,而且目前的绝大部分电脑系统中外频也是内存与主板之间的同步运行的速度,在这种方式下,可以理解为CPU的外频直接与内存相连通,实现两者间的同步运行状态。外频越高,CPU与外围设备之间同时可以交换的数据量越大。
CPU的核心工作频率与外频之间存在着一个比值关系,这个比值就是倍频系数,简称倍频。
CPU的实际工作频率的计算公式为:
主频=外频*倍频
二、前端总线
前端总线(FSB)是将CPU连接到北桥芯片的总线。北桥芯片负责联系内存、显卡等数据吞吐量最大的部件,并和南桥芯片连接。CPU就是通过前端总线(FSB)连接到北桥芯片,进而通过北桥芯片和内存、显卡交换数据。
一般来说,前端总线是由CPU决定的,如果主板不支持CPU所需要的前端总线,系统就无法工作。也就是说,需要主板和CPU都支持某个前端总线,系统才能工作
前端总线是处理器与主板北桥芯片或内存控制集线器之间的数据通道,其频率高低直接影响CPU访问内存的速度。
三、CPU的接口类型
CPU需要通过某个接口与主板连接的才能进行工作。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,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、形状都有变化,所以不能互相接插。
四、CPU核心与封装技术
核心又称为内核,是CPU最重要的组成部分。CPU中心那块隆起的芯片就是核心,它负责CPU所有的计算、接受/存储命令、处理数据。
各种CPU核心都有固定的逻辑结构,核心类型在某种程度上决定了CPU的工作性能。
CPU封装技术是将集成电路用绝缘的塑料或陶瓷材料打包的技术。封装不仅起着安放、固定、密封、保护芯片和增强导热性能的作用,而且还是“沟通”芯片内部与外部电路的桥梁。只有高品质的封装技术才能生产出完美的CPU产品。