文档介绍：CPU是英语“CentralProcessingUnit”——中央处理器的缩写,其中x86CPU是目前个人电脑所使用最多的CPU。
1978年美国Intel公司生产出了第一块16位的CPU──i8086 芯片,它使用的指令代码就叫x86指令集。之后,Intel公司根据i8086简化设计和生产了i8088,但它仍然使用x86指令集。
1981年8月,美国IBM公司使用i8088芯片生产出了具有划时代意义的IBM-PC机。以后,虽然Intel公司又不断设计和生产出更快、更先进的CPU,但也都保留了上一代CPU技术的精华,新一代的CPU都能在二进制代码级兼容x86指令。就是说为上一代CPU电脑编写的软件不加修改就可以在新一代CPU上运行。Intel生产的CPU芯片命名沿用了x86模式,如i80286、i80386、i80486。直到1993年因商标注册问题而将其后续产品586、686级CPU改名为今天的Pentium系列。
所以,人们把Intel公司生产的兼容x86指令集的CPU(包括其他公司所生产的兼容产品)称之为x86系列CPU。以下为叙述方便,将x86CPU简称为“CPU”。
X86CPU的技术结构和特点
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。
CPU的总线有数据总线、地址总线和控制总线,CPU对数据的处理、传送,对各种存储、输入输出设备的控制都是通过这些总线进行的。在一般情况下,CPU内、外总线的数据“位”数是一致的。
CPU的数据总线在与L2高速缓存、内存和总线扩展槽之间的交换数据时的时钟频率并不完全一致,不同类型的CPU有所区别。
处理器主频以每秒处理器周期可运行的百万次计算。通常,具有较高MHz或GHz的处理器能够提高电脑运行创新、娱乐、通信和生产力应用的性能。但主频只是影响系统整体性能的一个方面,主频高的机器整体性能并非就一定高。
很多人认为CPU的主频就是其运行速度,其实不然。CPU的主频表示在CPU内数字脉冲信号震荡的速度,与CPU实际的运算能力并没有直接关系。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。比如AMD公司的AthlonXP系列CPU大多都能以较低的主频,达到英特尔公司的Pentium 4系列CPU较高主频的CPU性能,所以AthlonXP系列CPU才以PR值的方式来命名。因此主频仅是CPU性能表现的一个方面,而不代表CPU的整体性能。
INTEL放弃了4G主频的研发计划,不是技术原因也许青睐高主频的用户越来越少了,玩家开始清醒了不在单纯的追求主频,高主频也带来高热量高功耗的负面影响,主频只是影响速度的一个因素,可以通过新材料新架构新技术提升CPU的执行力,而不是单纯的只对主频做进一步提升,可以肯定CPU的速度将会越来越快,功耗热量会相对减小,未来低功耗低热量的CPU更受青睐,也更强调CPU的实际执行力,主频只会作为消费者选择的一个参考。
关于苹果机,在Windows系统下G1还能这么高效率吗,我听人说G系列好象是精简指令集的,用一个精简指令集的CPU和复杂指令集的做比较没有科学行,苹果与IBM的谈判破裂就是苹果嫌它产品的主频不够高,IBM向苹果承诺过但苹果却一直没拿到实物,所以现在的苹果开始使用INTEL的产品,看来高主频在某些方面还是具备一点优势的。
石墨烯芯片
在整个计算机行业的发展历程中,人们总是在不断追求更高的运算性能,提升处理器的运行频率无疑是最简单有效的方法。而我们知道,CPU的工作频率是由外频乘以倍频来得出的。因此,如果能够增大倍频的提升空间,就能够迅速的成倍提高性能。
但倍频的提升并不是随意的。倍频信号由倍频器产生,当倍频不断提升时,输出信号的倍频噪声也会随之增大,必须进行滤波。并且,产生高倍频需要消耗的电能也相当可观。这也就是CPU频率提升迟迟无法获得重大突破的重要原因。
不过日前,美国麻省理工学院研究人员使用新材料制成的倍频器,有可能冲破这种限制,让处理器工作在令人惊讶的频率上。
这种材料名为石墨烯(graphene),2004年由英国科学家发现。它是一种完美的单层碳原子二维晶体,所有碳原子以正六边形排列。我们耳熟能详的碳纳米管在某种意义上就可以看作是卷成卷的石墨烯。自从这种材料被发现以来,全世界科学家都在探究它在电子、微处理器行业中的应