国产CPU “龙芯”1龙芯(Loongson)是中国科学院计算所自主开发的通用CPU。众所周知,CPU是决定电 脑性能的**部件,也是整个系统的**。在CPU技术上,我国跟国外厂商有着较大的差 距,缺乏具有自主知识产权的CPU芯片。过去,代表着**IT良好技术的CPU芯片一直被 Intel等国外成员所垄断,中国企业及消费者为之付出了巨额版权费。“倍频系数倍频系数是指CPU主频与外频之间的相对比例关系。在相同的外频下,倍频越高CPU的频率也越高。但实际上,在相同外频的前提下,高倍频的CPU本身意义并不大。这是因为CPU与系统之间数据传输速度是有限的,一味追求高主频而得到高倍频的CPU就会出现明显的“瓶颈”效应-CPU从系统中得到数据的极限速度不能够满足CPU运算的速度。一般除了工程样版的Intel的CPU都是锁了倍频的,少量的如Intel酷睿2**的奔腾双核E6500K和一些至尊版的CPU不锁倍频,而AMD之前都没有锁,AMD推出了黑盒版CPU(即不锁倍频版本,用户可以自由调节倍频,调节倍频的**频方式比调节外频稳定得多)。主频主频也叫时钟频率,单位是兆赫(MHz)或千兆赫(GHz),用来表示CPU的运算、处理数据的速度。通常,主频越高,CPU处理数据的速度就越快。CPU的主频=外频×倍频系数。主频和实际的运算速度存在一定的关系,但并不是一个简单的线性关系。 所以,CPU的主频与CPU实际的运算能力是没有直接关系的,主频表示在CPU内数字脉冲信号震荡的速度。在Intel的处理器产品中,也可以看到这样的例子:1 GHz Itanium芯片能够表现得差不多跟2.66 GHz至强(Xeon)/Opteron一样快,或是1.5 GHz Itanium 2大约跟4 GHz Xeon/Opteron一样快。CPU的运算速度还要看CPU的流水线、总线等各方面的性能指标。7.制造工艺 早期的处理器都是使用0.5微米工艺制造出来的,随着CPU频率的增加,原有的工艺已无法满足产品的要求,这样便出现了0.35微米以及0.25微米工艺。制作工艺越精细意味着单位体积内集成的电子元件越多,而现在,采用0.18微米和0.13微米制造的处理器产品是市场上的主流,例如Northwood**P4采用了0.13微米生产工艺。而在2003年,Intel和AMD的CPU的制造工艺会达到0.09毫米。 8.电压(Vcore) CPU的工作电压指的也就是CPU正常工作所需的电压,与制作工艺及集成的晶体管数相关。正常工作的电压越低,功耗越低,发热减少。CPU的发展方向,也是在保证性能的基础上,不断降低正常工作所需要的电压。例如老**Athlon XP的工作电压为1.75v,而新**的Athlon XP其电压为1.65v 9.封装形式 所谓CPU封装是CPU生产过程中的后一道工序,封装是采用特定的材料将CPU芯片或CPU模块固化在其中以防损坏的保护措施,一般必须在封装后CPU才能交付用户使用。CPU的封装方式取决于CPU安装形式和器件集成设计,从大的分类来看通常采用Socket插座进行安装的CPU使用PGA(栅格阵列)方式封装,而采用Slot x槽安装的CPU则全部采用SEC(单边接插盒)的形式封装。现在还有PLGA(Plastic Land Grid Array)、OLGA(Organic Land Grid Array)等封装技术。由于市场竞争日益激烈,目前CPU封装技术的发展方向以节约成本为主。 10.整数单元和浮点单元 ALU—运算逻辑单元,这就是我们所说的“整数”单元。数学运算如加减乘除以及逻辑运算如“OR、AND、ASL、ROL”等指令都在逻辑运算单元中执行。在多数的软件程序中,这些运算占了程序代码的绝大多数。 而浮点运算单元FPU(Floating Point Unit)主要负责浮点运算和高精度整数运算。有些FPU还具有向量运算的功能,另外一些则有专门的向量处理单元。 整数处理能力是CPU运算速度重要的体现,但浮点运算能力是关系到CPU的多媒体、3D图形处理的一个重要指标,所以对于现代CPU而言浮点单元运算能力的强弱较能显示CPU的性能。 3DNow!:(3D no waiting)AMD公司开发的SIMD指令集,可以增强浮点和多媒体运算的速度,它的指令数为21条。 ALU: (Arithmetic Logic Unit,算术逻辑单元)在处理器之中用于计算的那一部分,与其同级的有数据传输单元和分支单元。 BGA:(Ball Grid Array,球状矩阵排列)一种芯片封装形式,例:82443BX。 BHT: (branch prediction table,分支预测表)处理器用于决定分支行动方向的数值表。 BPU:(Branch Processing Unit,分支处理单元)CPU中用来做分支处理的那一个区域。 Brach Pediction: (分支预测)从P5时代开始的一种**的数据处理方法,由CPU来判断程序分支的进行方向,能够较快运算速度。 CMOS: (Complementary metal Oxide Semiconductor,互补金属氧化物半导体)它是一类特殊的芯片,常见的用途是主板的BIOS(Basic Input/Output System,基本输入/输出系统)。 CISC: (Complex Instruction Set Computing,复杂指令集计算机)相对于RISC而言,它的指令位数较长,所以称为复杂指令。如:x86指令长度为87位。 COB: (Cache on board,板上集成缓存)在处理器卡上集成的缓存,通常指的是二级缓存,例:奔腾II COD: (Cache on Die,芯片内集成缓存)在处理器芯片内部集成的缓存,通常指的是二级缓存,例:PGA赛扬370 CPGA: (Ceramic Pin Grid Array,陶瓷针型栅格阵列)一种芯片封装形式。 CPU: (Center Processing Unit,*处理器)计算机系统的大脑,用于控制和管理整个机器的运作,并执行计算任务。 Data Forwarding: (数据前送)CPU在一个时钟周期内,把一个单元的输出值内容拷贝到另一个单元的输入值中。 Decode: (指令解码)由于X86指令的长度不一致,必须用一个单元进行“翻译”,真正的内核按翻译后要求来工作。 EC: (Embedded Controller,嵌入式控制器)在一组特定系统中,新增到固定位置,完成一定任务的控制装置就称为嵌入式控制器。 Embedded Chips: (嵌入式)一种特殊用途的CPU,通常放在非计算机系统,如:家用电器。 EPIC: (explicitly parallel instruction code,并行指令代码)英特尔的64位芯片架构,本身不能执行x86指令,但能通过译码器来兼容旧有的x86指令,只是运算速度比真正的32位芯片有所下降。 FADD: (Floationg Point Addition,浮点加)FCPGA(Flip Chip Pin Grid Array,反转芯片针脚栅格阵列)一种芯片封装形式,例:奔腾III 370。 FDIV: (Floationg Point Divide,浮点除)FEMMS(Fast Entry/Exit Multimedia State,快速进入/退出多媒体状态) 在多能奔腾之中,MMX和浮点单元是不能同时运行的。新的芯片加快了两者之间的切换,这就是FEMMS。 FFT: (fast Fourier transform,快速热欧姆转换)一种复杂的算法,可以测试CPU的浮点能力。 FID: (FID:Frequency identify,频率鉴别号码)奔腾III通过ID号来检查CPU频率的方法,能够有效防止Remark。 FIFO: (First Input First Output,先入先出队列)这是一种传统的按序执行方法,**入的指令先完成并引退,跟着才执行*二条指令。 FLOP: (Floating Point Operations Per Second,浮点操作/秒)计算CPU浮点能力的一个单位。 FMUL: (Floationg Point Multiplication,浮点乘) FPU: (Float Point Unit,浮点运算单元)FPU是于浮点运算的处理器,以前的FPU是一种单独芯片,在486之后,英特尔把FPU与集成在CPU之内。 FSUB: (Floationg Point Subtraction,浮点减) HL-PBGA: (表面黏著、高耐热、轻薄型塑胶球状矩阵封装)一种芯片封装形式。 IA: (Intel Architecture,英特尔架构)英特尔公司开发的x86芯片结构。 ID: (identify,鉴别号码)用于判断不同芯片的识别代码。 IMM: (Intel Mobile Module,英特尔移动模块)英特尔开发用于笔记本电脑的处理器模块,集成了CPU和其它控制设备。 Instructions Cache: (指令缓存)由于系统主内存的速度较慢,当CPU读取指令的时候,会导致CPU停下来等待内存传输的情况。指令缓存就是在主内存与CPU之间增加一个快速的存储区域,即使CPU未要求到指令,主内存也会自动把指令预先送到指令缓存,当CPU要求到指令时,可以直接从指令缓存中读出,无须再存取主内存,减少了CPU的等待时间。 Instruction Coloring: (指令分类)一种制造预测执行指令的技术,一旦预测判断被相应的指令决定以后,处理器就会相同的指令处理同类的判断。 Instruction Issue: (指令发送)它是**个CPU管道,用于接收内存送到的指令,并把它发到执行单元。IPC(Instructions Per Clock Cycle,指令/时钟周期)表示在一个时钟周期用可以完成的指令数目。 KNI: (Katmai New Instructions,Katmai新指令集,即SSE) Latency(潜伏期)从字面上了解其含义是比较困难的,实际上,它表示完全执行一个指令所需的时钟周期,潜伏期越少越好。严格来说,潜伏期包括一个指令从接收到发送的全过程。现今的大多数x86指令都需要约5个时钟周期,但这些周期之中有部分是与其它指令交迭在一起的(并行处理),因此CPU制造商宣传的潜伏期要比实际的时间长。 LDT: (Lightning Data Transport,闪电数据传输总线)K8采用的新型数据总线,外频在200MHz以上。 MMX: (MultiMedia Extensions,多媒体扩展指令集)英特尔开发的早期SIMD指令集,可以增强浮点和多媒体运算的速度。 MFLOPS: (Million Floationg Point/Second,每秒百万个浮点操作)计算CPU浮点能力的一个单位,以百万条指令为基准。 NI: (Non-Intel,非英特尔架构) 除了英特尔之外,还有许多其它生产兼容x86体系的厂商,由于**权的问题,它们的产品和英特尔系不一样,但仍然能运行x86指令。 OLGA: (Organic Land Grid Array,基板栅格阵列)一种芯片封装形式。 OoO: (Out of Order,乱序执行)Post-RISC芯片的特性之一,能够不按照程序提供的顺序完成计算任务,是一种加快处理器运算速度的架构。 PGA: (Pin-Grid
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