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CPU解析

IT圈 admin 31浏览 0评论

2024年3月30日发(作者:景平安)

奔腾、赛扬、酷睿 是Intel处理器的品牌

i3、i5、i7 是Intel处理器的家族

sandy bridge、ivy bridge 是处理器的代号

核心 是CPU内核,由单晶硅做成的芯片,简单的说就是是计算机的大脑,所有的计算、接受/存储命令、

处理数据都是在核心处理的。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)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。

线程 是程序中一个单一的顺序控制流程。在单个程序中同时运行多个线程完成不同的工作,称为多线程,

多线程主要是为了节约CPU时间。

超线程技术

是提供每个物理内核两个处理线程,可以完成更多的工作,减少了CPU的闲置时间,提高的

CPU的运行效率,从而更快的完成任务。

睿频加速技术

cpu的主频可以在某一范围内根据处理数据需要自动调整主频, 通过分析当前CPU的负载

情况,智能地完全关闭一些用不上的核心,把能源留给正在使用的核心,并使它们运行在更高的频率,进

一步提升性能;相反,需要多个核心时,动态开启相应的核心,智能调整频率。这样,在不影响CPU的TDP

情况下,能把核心工作频率调得更高。是CPU在低于TDP散热设计功耗(散热器必须保证CPU满负荷运行

温度仍然在设计范围内)、温度、电压等技术指标极限下运行时,内核自动以高于标志的频率运行,可以同

时提高单线程和多线程应用程序的性能。

睿频与超频的区别:

1. 睿频 无需用户干预,自动实现;超频则需要用户手工调整处理器的各种指标--倍频、外频、CPU电压等

2. 睿频让处理器运行在技术规范内,安全可靠,系统能稳定运行;超频则可能导致处理器功耗超过技术规

范,结果是需要超标的电源和处理器散热方案,增加了系统的成本,而且超频可能导致系统运行不稳定。

3. 睿频享受完整的英特尔处理器的产品质保条款;超频则不在处理器保修条款的范围内,商家免责,因超

频损坏了处理器将无法享受保修条例。

虚拟化技术

是可以同时运行多个系统, 有了VT-X技术,就可以在一台机器上运行多个同类或不同类的

操作系统,以分别作为不同业务和应用的支撑平台。从而降低成本。

一级缓存和二级缓存 内容都是内存中访问频率高的数据的复制品(映射),它们的存在都是为了减少高速

CPU对慢速内存的访问。 通常CPU找数据或指令的顺序是:先到一级缓存中找,找不到再到二级缓存中找,

找不到再到三级缓存中找,如果还找不到就只有到内存中找了。

一级缓存:每个核心有32KB的数据缓存和32KB的指令缓存(单核64KB/双核128KB/四核256KB/六核384KB)

二级缓存:每个核心有256KB的数据缓存(单核256KB/双核512KB/四核1024KB/六核1536KB)

三级缓存:I3 3MB / I5 6MB / I7 8MB / i7-3820 10MB / i7-3960X 15MB /i7-3930K 12MB

缓存越大,CPU与内存的速度交换越快,处理的速度越快

QPI快速通道互联 用来实现芯片之间的直接互联,而不是在通过FSB连接到北桥,可以提升更高的访问带

宽,每个QPI总线总带宽=每秒传输次数(即QPI频率)×每次传输的有效数据(即16bit/8=2Byte)×双

向。

QPI频率为4.8GT/s的总带宽=4.8GT/s×2Byte×2=19.2GB/s,

QPI频率为6.4GT/s的总带宽=6.4GT/s×2Byte×2=25.6GB/s。(bit-位,Byte-字节,1Byte=8bit)

QPI

另一个亮点就是支持多条系统总线连接,Intel称之为multi-FSB。系统总线将会被分成多条连接,并

且频率不再是单一固定的,也无须如以前那样还要再经过FSB进行连接。

FSB前端总线是将CPU中央处理器连接到北桥芯片的系统总线,它是CPU和外界交换数据的主要通道。

1333MHz的FSB所提供的内存带宽是1333MHz×64bit/8=10667MB/s=10.67GB/s

DMI总线直接媒体接口,是Intel公司开发用于连接主板南北桥的总线,取代了以前的Hub-Link总线。DMI

采用点对点的连接方式,具有PCI-E总线的优势。DMI实现了上行与下行各1GB/s的数据传输率,总带宽达

到2GB/s。

内存带宽 计算公式:带宽=内存时钟频率×内存总线位数×倍增系数/8。以DDR400内存为例,它的运行

频率为200MHz,数据总线位数为64bit,由于上升沿和下降沿都传输数据,因此倍增系数为2,此时带宽为:

200×64×2/8=3.2GB/s(如果是两条内存组成的双通道,那带宽则为6.4 GB/s)。

第三代处理器与第二代处理器的区别

首先,第三代处理器在性能最大化与更好的节能之间做到了更好的平衡,它采用3D晶体管技术与22nm工

艺完美结合(

22纳米3D栅极晶体管可以更好的控制晶体管开关,在一秒钟内可以打开和关闭了超过100亿次,最大程度

的有效利用晶体管开启时的电流来提升性能,并在晶体管关闭时最大程度的减少电流来降低漏电

),在内核架构上与32nm

的第二代处理器不会有太大的变化,只做了一些细节上的增强和完善,性能方面第三代比第二代增强了

20%-30%,集成显卡性能也有30%的提升,第三代的极限支持Driect X11、OpenGL3.3、OpenCL1.1标准,支

持HDMI1.4输出和三台独立显示器。第三代的i5、i7支持PCI-E的3.0标准规范(

PCI-E 3.0的带宽以及速度

是PCI-E 2.0的1.6倍。3.0的数据传输率将提高到8GT/s,2.0是5GT/s

其次,第三代处理器的四核心的散热设计功耗最高为77W,相比于第二代的95W大幅降低了19%,当然四

核心还会有65W低功耗、45W超低功耗两个版本,第三代双核心热设计功耗最高55W,比第二代的65W也降

低了15%,同时还会有35W低功耗版本。

工作生活领域的Core i3、商务领域的Core i5、发烧友领域的Core i7字母后缀依然有X、K、S、T四种,

分别代表至尊版、无锁倍频版、性能优化低功耗版、超低功耗版。

第三代处理器搭配7系列芯片组,7系列的芯片组比6系列多了USB3.0的原生支持

i3、i5、i7的区别

首先i3、i5、i7的核心、线程、三级缓存、散热设计功耗(散热器必须保证CPU满负荷运行温度仍然在设

计范围内)是不同的,i3是二核心、四线程、三兆的三级缓存、55W和35W的散热设计功耗,i5是四核心、

四线程、六兆的三级缓存、77W和65W(S结尾的处理器性能优化低功耗版)的散热设计功耗,i7是四核心、

八线程、8兆的三级缓存、77W/65W/45W(T结尾的超低功耗版)的散热设计功耗;

其次i5、i7支持睿频加速技术(英特尔睿频加速技术让处理器按需要输出性能和功耗,达到高性能和高能

效)i3不支持睿频加速技术;

i3、i7支持超线程技术(提供每个物理内核两个处理线程,可以完成更多的工作,减少了CPU的闲置时间,

提高的CPU的运行效率,从而更快的完成任务)i5不支持超线程技术;

当然它们的价格也不同,第三代的i3的价格大约在850左右,i5的价格在1500左右,i7的价格一般高于

2000

我们的i7系列还有三款支持2011平台的处理器

i7-3960X 它有15兆的三级缓存6核心12线程(支持X79芯片组:DX79TO DX79SR DX79SL)

i7-3930K它有12兆的三级缓存6核心12线程(支持X79芯片组:DX79TO DX79SR DX79SL)

i7-3820 它有10兆的三级缓存4核心8线程(支持X79芯片组:DX79TO DX79SR DX79SL)

i3/i5/i7支持Z77、H77、Q77、B75、H67、P67 、Z68、H61芯片组的主板

英特尔快速存储技术 为配备 SATA 磁盘的台式机、移动

电脑和服务器平台系统提供更高的性能和可靠性。当使

用一个或多个 SATA 磁盘时,您可因性能提高及耗电

降低而获益。使用多个磁盘时,可增强对磁盘故障时

数据丢失的保护。

英特尔智能响应技术 是随着Z68芯片组推出的一项新的

磁盘缓存功能。其工作原理是允许用户使用一块SSD固态

硬盘作为单块硬盘或RAID阵列中的高速缓存部分,让系

统获取接近SSD固态硬盘的读写性能并保留机械硬盘的

大容量优势。

英特尔快速启动技术 (Intel Rapid Start Technology ) 驱动程序可使配有固态硬盘 (SSD) 或 mSATA 硬

盘的系统快速进入休眠模式(功耗几乎为零),并且能够快速地从休眠模式中恢复

2024年3月30日发(作者:景平安)

奔腾、赛扬、酷睿 是Intel处理器的品牌

i3、i5、i7 是Intel处理器的家族

sandy bridge、ivy bridge 是处理器的代号

核心 是CPU内核,由单晶硅做成的芯片,简单的说就是是计算机的大脑,所有的计算、接受/存储命令、

处理数据都是在核心处理的。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)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。

线程 是程序中一个单一的顺序控制流程。在单个程序中同时运行多个线程完成不同的工作,称为多线程,

多线程主要是为了节约CPU时间。

超线程技术

是提供每个物理内核两个处理线程,可以完成更多的工作,减少了CPU的闲置时间,提高的

CPU的运行效率,从而更快的完成任务。

睿频加速技术

cpu的主频可以在某一范围内根据处理数据需要自动调整主频, 通过分析当前CPU的负载

情况,智能地完全关闭一些用不上的核心,把能源留给正在使用的核心,并使它们运行在更高的频率,进

一步提升性能;相反,需要多个核心时,动态开启相应的核心,智能调整频率。这样,在不影响CPU的TDP

情况下,能把核心工作频率调得更高。是CPU在低于TDP散热设计功耗(散热器必须保证CPU满负荷运行

温度仍然在设计范围内)、温度、电压等技术指标极限下运行时,内核自动以高于标志的频率运行,可以同

时提高单线程和多线程应用程序的性能。

睿频与超频的区别:

1. 睿频 无需用户干预,自动实现;超频则需要用户手工调整处理器的各种指标--倍频、外频、CPU电压等

2. 睿频让处理器运行在技术规范内,安全可靠,系统能稳定运行;超频则可能导致处理器功耗超过技术规

范,结果是需要超标的电源和处理器散热方案,增加了系统的成本,而且超频可能导致系统运行不稳定。

3. 睿频享受完整的英特尔处理器的产品质保条款;超频则不在处理器保修条款的范围内,商家免责,因超

频损坏了处理器将无法享受保修条例。

虚拟化技术

是可以同时运行多个系统, 有了VT-X技术,就可以在一台机器上运行多个同类或不同类的

操作系统,以分别作为不同业务和应用的支撑平台。从而降低成本。

一级缓存和二级缓存 内容都是内存中访问频率高的数据的复制品(映射),它们的存在都是为了减少高速

CPU对慢速内存的访问。 通常CPU找数据或指令的顺序是:先到一级缓存中找,找不到再到二级缓存中找,

找不到再到三级缓存中找,如果还找不到就只有到内存中找了。

一级缓存:每个核心有32KB的数据缓存和32KB的指令缓存(单核64KB/双核128KB/四核256KB/六核384KB)

二级缓存:每个核心有256KB的数据缓存(单核256KB/双核512KB/四核1024KB/六核1536KB)

三级缓存:I3 3MB / I5 6MB / I7 8MB / i7-3820 10MB / i7-3960X 15MB /i7-3930K 12MB

缓存越大,CPU与内存的速度交换越快,处理的速度越快

QPI快速通道互联 用来实现芯片之间的直接互联,而不是在通过FSB连接到北桥,可以提升更高的访问带

宽,每个QPI总线总带宽=每秒传输次数(即QPI频率)×每次传输的有效数据(即16bit/8=2Byte)×双

向。

QPI频率为4.8GT/s的总带宽=4.8GT/s×2Byte×2=19.2GB/s,

QPI频率为6.4GT/s的总带宽=6.4GT/s×2Byte×2=25.6GB/s。(bit-位,Byte-字节,1Byte=8bit)

QPI

另一个亮点就是支持多条系统总线连接,Intel称之为multi-FSB。系统总线将会被分成多条连接,并

且频率不再是单一固定的,也无须如以前那样还要再经过FSB进行连接。

FSB前端总线是将CPU中央处理器连接到北桥芯片的系统总线,它是CPU和外界交换数据的主要通道。

1333MHz的FSB所提供的内存带宽是1333MHz×64bit/8=10667MB/s=10.67GB/s

DMI总线直接媒体接口,是Intel公司开发用于连接主板南北桥的总线,取代了以前的Hub-Link总线。DMI

采用点对点的连接方式,具有PCI-E总线的优势。DMI实现了上行与下行各1GB/s的数据传输率,总带宽达

到2GB/s。

内存带宽 计算公式:带宽=内存时钟频率×内存总线位数×倍增系数/8。以DDR400内存为例,它的运行

频率为200MHz,数据总线位数为64bit,由于上升沿和下降沿都传输数据,因此倍增系数为2,此时带宽为:

200×64×2/8=3.2GB/s(如果是两条内存组成的双通道,那带宽则为6.4 GB/s)。

第三代处理器与第二代处理器的区别

首先,第三代处理器在性能最大化与更好的节能之间做到了更好的平衡,它采用3D晶体管技术与22nm工

艺完美结合(

22纳米3D栅极晶体管可以更好的控制晶体管开关,在一秒钟内可以打开和关闭了超过100亿次,最大程度

的有效利用晶体管开启时的电流来提升性能,并在晶体管关闭时最大程度的减少电流来降低漏电

),在内核架构上与32nm

的第二代处理器不会有太大的变化,只做了一些细节上的增强和完善,性能方面第三代比第二代增强了

20%-30%,集成显卡性能也有30%的提升,第三代的极限支持Driect X11、OpenGL3.3、OpenCL1.1标准,支

持HDMI1.4输出和三台独立显示器。第三代的i5、i7支持PCI-E的3.0标准规范(

PCI-E 3.0的带宽以及速度

是PCI-E 2.0的1.6倍。3.0的数据传输率将提高到8GT/s,2.0是5GT/s

其次,第三代处理器的四核心的散热设计功耗最高为77W,相比于第二代的95W大幅降低了19%,当然四

核心还会有65W低功耗、45W超低功耗两个版本,第三代双核心热设计功耗最高55W,比第二代的65W也降

低了15%,同时还会有35W低功耗版本。

工作生活领域的Core i3、商务领域的Core i5、发烧友领域的Core i7字母后缀依然有X、K、S、T四种,

分别代表至尊版、无锁倍频版、性能优化低功耗版、超低功耗版。

第三代处理器搭配7系列芯片组,7系列的芯片组比6系列多了USB3.0的原生支持

i3、i5、i7的区别

首先i3、i5、i7的核心、线程、三级缓存、散热设计功耗(散热器必须保证CPU满负荷运行温度仍然在设

计范围内)是不同的,i3是二核心、四线程、三兆的三级缓存、55W和35W的散热设计功耗,i5是四核心、

四线程、六兆的三级缓存、77W和65W(S结尾的处理器性能优化低功耗版)的散热设计功耗,i7是四核心、

八线程、8兆的三级缓存、77W/65W/45W(T结尾的超低功耗版)的散热设计功耗;

其次i5、i7支持睿频加速技术(英特尔睿频加速技术让处理器按需要输出性能和功耗,达到高性能和高能

效)i3不支持睿频加速技术;

i3、i7支持超线程技术(提供每个物理内核两个处理线程,可以完成更多的工作,减少了CPU的闲置时间,

提高的CPU的运行效率,从而更快的完成任务)i5不支持超线程技术;

当然它们的价格也不同,第三代的i3的价格大约在850左右,i5的价格在1500左右,i7的价格一般高于

2000

我们的i7系列还有三款支持2011平台的处理器

i7-3960X 它有15兆的三级缓存6核心12线程(支持X79芯片组:DX79TO DX79SR DX79SL)

i7-3930K它有12兆的三级缓存6核心12线程(支持X79芯片组:DX79TO DX79SR DX79SL)

i7-3820 它有10兆的三级缓存4核心8线程(支持X79芯片组:DX79TO DX79SR DX79SL)

i3/i5/i7支持Z77、H77、Q77、B75、H67、P67 、Z68、H61芯片组的主板

英特尔快速存储技术 为配备 SATA 磁盘的台式机、移动

电脑和服务器平台系统提供更高的性能和可靠性。当使

用一个或多个 SATA 磁盘时,您可因性能提高及耗电

降低而获益。使用多个磁盘时,可增强对磁盘故障时

数据丢失的保护。

英特尔智能响应技术 是随着Z68芯片组推出的一项新的

磁盘缓存功能。其工作原理是允许用户使用一块SSD固态

硬盘作为单块硬盘或RAID阵列中的高速缓存部分,让系

统获取接近SSD固态硬盘的读写性能并保留机械硬盘的

大容量优势。

英特尔快速启动技术 (Intel Rapid Start Technology ) 驱动程序可使配有固态硬盘 (SSD) 或 mSATA 硬

盘的系统快速进入休眠模式(功耗几乎为零),并且能够快速地从休眠模式中恢复

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