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第2章

cpu-第2章

小说: cpu 字数: 每页4000字

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     SoftFSB是一款比较通用的软件,它可以支持几十种时钟发生器。只要按主板上采用的时钟发生器型号进行选择后,点击GETFSB获得时钟发生器的控制权,之后就可以通过频率拉杆来进行超频的设定了,选定之后按下保存就可以让CPU按新设定的频率开始工作了。不过软件超频的缺点就是当你设定的频率让CPU无法承受的时候,在你点击保存的那一刹那导致死机或系统崩溃。
   CPU超频秘技:
     1。CPU超频和CPU本身的“体质”有关
     很多朋友们说他们的CPU加压超频以后还是不稳定,这就是“体质”问题。对于同一个型号的CPU在不同周期生产的可超性不同,这些可以从处理器编号上体现出来。
     2。倍频低的CPU好超
     大家知道提高CPU外频比提高CPU倍频性能提升快,如果是不锁倍频的CPU,高手们会采用提高外频降低倍频的方法来达到更好的效果,由此得出低倍频的CPU具备先天的优势。比如超频健将AMDAthlonXP1700+/1800+以及IntelCeleron2。0GHz等。
     3。制作工艺越先进越好超
     制作工艺越先进的CPU,在超频时越能达到更高的频率。比如Intel新推出就赢得广泛关注的IntelCeleronD处理器,采用90纳米的制造工艺,Prescott核心。已经有网友将一快2。53GHz的CeleronD超到了4。4GHz。
   
     4。温度对超频有决定性影响
     大家知道超频以后CPU的温度会大幅度的提高,配备一个好的散热系统是必须的。这里不光指CPU风扇,还有机箱风扇等。另外,在CPU核心上涂抹薄薄一层硅脂也很重要,可以帮助CPU良好散热。
     5。主板是超频的利器
     一块可以良好支持超频的主板一般具有以下优点:(1)支持高外频。(2)拥有良好供电系统。如采用三相供电的主板或有CPU单路单项供电的主板。(3)有特殊保护的主板。如在CPU风扇停转时可以立即切断电源,部分主板把它称为“烧不死技术”。(4)BIOS中带有特殊超频设置的主板。(5)做工优良,最好有6层PCB板。
   什么是CPU主频
     在电子技术中,脉冲信号是一个按一定电压幅度,一定时间间隔连续发出的脉冲信号。脉冲信号之间的时间间隔称为周期;而将在单位时间(如1秒)内所产生的脉冲个数称为频率。频率是描述周期性循环信号(包括脉冲信号)在单位时间内所出现的脉冲数量多少的计量名称;频率的标准计量单位是Hz(赫)。电脑中的系统时钟就是一个典型的频率相当精确和稳定的脉冲信号发生器。频率在数学表达式中用“f”表示,其相应的单位有:Hz(赫)、kHz(千赫)、MHz(兆赫)、GHz(吉赫)。其中1GHz=1000MHz,1MHz=1000kHz,1kHz=1000Hz。计算脉冲信号周期的时间单位及相应的换算关系是:s(秒)、ms(毫秒)、μs(微秒)、ns(纳秒),其中:1s=1000ms,1ms=1000μs,1μs=1000ns。
     CPU的主频,即CPU内核工作的时钟频率(CPUClockSpeed)。通常所说的某某CPU是多少兆赫的,而这个多少兆赫就是“CPU的主频”。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大多都能已较低的主频,达到英特尔公司的Pentium4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。
     CPU的主频不代表CPU的速度,但提高主频对于提高CPU运算速度却是至关重要的。举个例子来说,假设某个CPU在一个时钟周期内执行一条运算指令,那么当CPU运行在100MHz主频时,将比它运行在50MHz主频时速度快一倍。因为100MHz的时钟周期比50MHz的时钟周期占用时间减少了一半,也就是工作在100MHz主频的CPU执行一条运算指令所需时间仅为10ns比工作在50MHz主频时的20ns缩短了一半,自然运算速度也就快了一倍。只不过电脑的整体运行速度不仅取决于CPU运算速度,还与其它各分系统的运行情况有关,只有在提高主频的同时,各分系统运行速度和各分系统之间的数据传输速度都能得到提高后,电脑整体的运行速度才能真正得到提高。
     提高CPU工作主频主要受到生产工艺的限制。由于CPU是在半导体硅片上制造的,在硅片上的元件之间需要导线进行联接,由于在高频状态下要求导线越细越短越好,这样才能减小导线分布电容等杂散干扰以保证CPU运算正确。因此制造工艺的限制,是CPU主频发展的最大障碍之一。
   CPU核心类型
     核心(Die)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,是由单晶硅以一定的生产工艺制造出来的,CPU所有的计算、接受/存储命令、处理数据都由核心执行。各种CPU核心都具有固定的逻辑结构,一级缓存、二级缓存、执行单元、指令级单元和总线接口等逻辑单元都会有科学的布局。
     为了便于CPU设计、生产、销售的管理,CPU制造商会对各种CPU核心给出相应的代号,这也就是所谓的CPU核心类型。
     不同的CPU(不同系列或同一系列)都会有不同的核心类型(例如Pentium4的Northwood,Willamette以及K6…2的CXT和K6…2+的ST…50等等),甚至同一种核心都会有不同版本的类型(例如Northwood核心就分为B0和C1等版本),核心版本的变更是为了修正上一版存在的一些错误,并提升一定的性能,而这些变化普通消费者是很少去注意的。每一种核心类型都有其相应的制造工艺(例如0。25um、0。18um、0。13um以及0。09um等)、核心面积(这是决定CPU成本的关键因素,成本与核心面积基本上成正比)、核心电压、电流大小、晶体管数量、各级缓存的大小、主频范围、流水线架构和支持的指令集(这两点是决定CPU实际性能和工作效率的关键因素)、功耗和发热量的大小、封装方式(例如S。E。P、PGA、FC…PGA、FC…PGA2等等)、接口类型(例如Socket370,SocketA,Socket478,SocketT,Slot1、Socket940等等)、前端总线频率(FSB)等等。因此,核心类型在某种程度上决定了CPU的工作性能。
     一般说来,新的核心类型往往比老的核心类型具有更好的性能(例如同频的Northwood核心Pentium41。8AGHz就要比Willamette核心的Pentium41。8GHz性能要高),但这也不是绝对的,这种情况一般发生在新核心类型刚推出时,由于技术不完善或新的架构和制造工艺不成熟等原因,可能会导致新的核心类型的性能反而还不如老的核心类型的性能。例如,早期Willamette核心Socket423接口的Pentium4的实际性能不如Socket370接口的Tualatin核心的PentiumIII和赛扬,现在的低频Prescott核心Pentium4的实际性能不如同频的Northwood核心Pentium4等等,但随着技术的进步以及CPU制造商对新核心的不断改进和完善,新核心的中后期产品的性能必然会超越老核心产品。
     CPU核心的发展方向是更低的电压、更低的功耗、更先进的制造工艺、集成更多的晶体管、更小的核心面积(这会降低CPU的生产成本从而最终会降低CPU的销售价格)、更先进的流水线架构和更多的指令集、更高的前端总线频率、集成更多的功能(例如集成内存控制器等等)以及双核心和多核心(也就是1个CPU内部有2个或更多个核心)等。CPU核心的进步对普通消费者而言,最有意义的就是能以更低的价格买到性能更强的CPU。
     在CPU漫长的历史中伴随着纷繁复杂的CPU核心类型,以下分别就IntelCPU和AMDCPU的主流核心类型作一个简介。主流核心类型介绍(仅限于台式机CPU,不包括笔记本CPU和服务器/工作站CPU,而且不包括比较老的核心类型)。
   INTELCPU的核心类型
   Northwood
     这是目前主流的Pentium4和赛扬所采用的核心,其与Willamette核心最大的改进是采用了0。13um制造工艺,并都采用Socket478接口,核心电压1。5V左右,二级缓存分别为128KB(赛扬)和512KB(Pentium4),前端总线频率分别为400/533/800MHz(赛扬都只有400MHz),主频范围分别为2。0GHz到2。8GHz(赛扬),1。6GHz到2。6GHz(400MHzFSBPentium4),2。26GHz到3。06GHz(533MHzFSBPentium4)和2。4GHz到3。4GHz(800MHzFSBPentium4),并且3。06GHzPentium4和所有的800MHzPentium4都支持超线程技术(Hyper…ThreadingTechnology),封装方式采用PPGAFC…PGA2和PPGA。按照Intel的规划,Northwood核心会很快被Prescott核心所取代。
   Prescott
     这是Intel最新的CPU核心,目前还只有Pentium4而没有低端的赛扬采用,其与Northwood最大的区别是采用了0。09um制造工艺和更多的流水线结构,初期采用Socket478接口,以后会全部转到LGA775接口,核心电压1。25…1。525V,前端总线频率为533MHz(不支持超线程技术)和800MHz(支持超线程技术),主频分别为533MHzFSB的2。4GHz和2。8GHz以及800MHzFSB的2。8GHz、3。0GHz、3。2GHz和3。4GHz,其与Northwood相比,其L1数据缓存从8KB增加到16KB,而L2缓存则从512KB增加到1MB,封装方式采用PPGA。按照Intel的规划,Prescott核心会很快取代Northwood核心并且很快就会推出Prescott核心533MHzFSB的赛扬。
   Smithfield
   这是Intel公司的第一款双核心处理器的核心类型,于2005年4月发布,基本上可以认为Smithfield核心是简单的将两个Prescott核心松散地耦合在一起的产物,这是基于独立缓存的松散型耦合方案,其优点是技术简单,缺点是性能不够理想。目前PentiumD8XX系列以及PentiumEE8XX系列采用此核心。Smithfield核心采用90nm制造工艺,全部采用Socket775接口,核心电压1。3V左右,封装方式都采用PLGA,都支持硬件防病毒技术EDB和64位技术EM64T,并且除了PentiumD8X5和PentiumD820之外都支持节能省电技术EIST。前端总线频率是533MHz(PentiumD8X5)和800MHz(PentiumD8X0和PentiumEE8XX),主频范围从2。66GHz到3。2GHz(PentiumD)、3。2GHz(PentiumEE)。PentiumEE和PentiumD的最大区别就是PentiumEE支持超线程技术而PentiumD则不支持。Smithfield核心的两个核心分别具有1MB的二级缓存,在CPU内部两个核心是互相隔绝的,其缓存数据的同步是依靠位于主板北桥芯片上的仲裁单元通过前端总线在两个核心之间传输来实现的,所以其数据延迟问题比较严重,性能并不尽如人意。按照Intel的规划,Smithfield核心将会很快被Presler核�

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