彻底认识硬件之CPU篇.docVIP

2009年08月01日 什么是CPU频率？怎样理解倍频与外频？ 频率是CPU最重要的参数之一，很多人都认为频率直接跟CPU的运行速度有关，实际上这句话并不完全正确，AMD和Intel的同价位产品频率基本上都不一样，但性能却差不多。酷睿2架构的CPU，很多多只有不到2GHz的频率，性能却比频率高达3GHz的P4处理器还要好。 CPU的主频（频率）都是由CPU的外频×倍频系数而得来，CPU的外频实际上是计算机中（也可以说是CPU中）的基本频率。在早期的电脑中，CPU的主频和CPU的外频相等，在当时基本上没有倍频这一说；后来，随着CPU主频的越来越高，而计算机中的其他设备显然没有办法工作在这么高的频率下，就出现了外频与倍频的技术。倍频的作用就是让计算机内其他设备可以工作在较低的频率下，而CPU的实际工作频率可以通过倍频来提升。 很多人把外频和FSB(Front Side Bus前端总线)频率分不清，前端总线的速度指的是CPU和北桥芯片间总线的速度，更实质性的表示了CPU和外界数据传输的速度。而外频的概念是建立在数字脉冲信号震荡速度基础之上的，也就是说，100MHz外频特指数字脉冲信号在每秒钟震荡一万万次，它更多的影响了PCI及其他总线的频率。之所以前端总线与外频这两个概念容易混淆，主要的原因是在以前的很长一段时间里（主要是在Pentium 4出现之前和刚出现Pentium 4时），前端总线频率与外频是相同的，因此往往直接称前端总线为外频，最终造成这样的误会。 不过，现在Intel（Nehalem i7）和AMD的处理器都直接集成了内存控制器，这样CPU与内存的数据交换不再通过北桥，前端总线频率的说法已经成为了历史，比如目前Intel处理器与内存之间的数据交换被称为QPI。而AMD现在的相应技术叫做HyperTransport 3.0。 什么是X86架构？什么是64Bit处理器 x86或80x86是英代尔Intel首先开发制造的一种微处理器体系结构的泛称。Intel早期的CPU以数字命名，并以“86”作为结尾，比如Intel 8086、80186、80286、80386以及80486，因此其架构被称为“x86”。由于数字并不能作为注册商标，因此Intel及其竞争者均在新一代处理器使用可注册的名称，如Pentium。现时Intel把x86-32称为IA-32，全名为“Intel Architecture, 32-bit”。不过，由于x86包括16位的处理器，这样的命名也出现麻烦。 简单的说，x86是CPU的一种体系结构，个人电脑中的CPU，全部都采用x86架构，x86架构的CPU采用CISC（复杂指令集计算机，Complex Instruction Set Computer）设计。除了x86架构以外，Intel还有一个64Bit的架构被称为IA-64。 有一些人认为x86就代表32Bit处理器，实际上这个是错误的说法。现在，个人电脑上用的64Bit处理器其实都采用了x86结构，对64Bit的支持只是加入了扩展而已。这一方案是AMD于2003年首次在x86处理器上加入64Bit扩展指令集的，由于在x86处理器上加入64Bit扩展，不仅仅可以大幅度降低研发成本，而且可以保证最好的与32Bit程序兼容性，并且微软也不想专门为原生的64Bit处理器单独开发系统，所以AMD 64Bit处理器获得了很大的成功，后来Intel也采用了类似的技术，叫做Intel 64，所以现在个人电脑中的64Bit处理器全部都是x86处理器扩展的产物；前面我们说的IA-64只有Intel的高端服务器产品安腾以及安腾2有采用。 用于路由器的ARM处理器 还有一些人搞不清ARM处理器的含义。ARM处理器是一项广泛被应用于手持移动设备的处理器，比如手机、MP4、掌上游戏机、PDA等等，其最大的优势就是具有超低的功耗。ARM处理器采用的是精简指令集RISC设计，从本质上与x86处理器采用的CISC有区别，所以软件方面是完全不兼容的。ARM处理器现在几乎成为了手持移动设备的标准CPU。 什么是CPU缓存？他们的具体作用是什么？ 大家应该经常听到“处理器缓存”这个词，也听话说过什么一级缓存二级缓存，可是缓存究竟是干什么用的，和内存有什么区别，更大的缓存为什么能提高处理器的工作效率？ 1、缓存是什么 缓存的英文是CACHE，目前常见的缓存是片内一级缓存和二级缓存，所谓“片内”，也就是和CPU核心封装在一块晶圆里面。这么做的好处是可以大幅降低核心到缓存的延迟时间，获得最高的传输效率，而坏处就是缓存必须使用于精密的CPU核心一样的制造和封装工艺，成本很高，而且增加的大量晶体管，会造成核心部分的功耗增加，散热不良。也就是说，CPU片内缓存不可能做的很大，即使是不计成本，也很难突破晶体