① 簡述計算機cpu都有哪些新技術
未來的cpu預計會朝著多核、多通道、 集成內存、 集成顯卡 、節能、 減小面積、 提高集成度、散熱性更好、更滿足消費者的需求等方向發展。
CPU是計算機系統的心臟,計算機特別是微機的快速發展過程,實質上是CPU從低級別向高級、從簡單向復雜發展的過程。其設計、製造和處理技術的不斷更新換代以及處理能力的不斷增強。CPU 發展到今天已使微機在整體性能、處理速度、3D圖形圖像處理、多媒體信息處理及通信等諸多方面達到甚至超過了小型機。
新的通信、游戲及"寓教於樂"等應用程序要求具有視頻、3D圖形、動畫、音頻及虛
擬現實等多媒體功能,這些又對CPU提出了新的要求。Intel公司針對這些要求,繼386處理
器結構之後提出了CPU的進一步最大升級,這就是將MMX(MutliMedia eXtention多媒體擴
展)技術融入Pentium CPU中。採用MMX技術的處理器在解決了多媒體及通信處理等問題的
同時,還能對其他的任務或應用程序應付自如。
MMX的主要技術特點有以下幾點:
(1) 單指令、多數據(Single Instruction Mutli-Data,SIMD)技術是MMX的基礎,它
使得多條信息可由一條單一指令來處理,它與IA(InstructionArchitecture)超標量體系
結構相結合,極大地增強了PC機平台的性能。MMX技術執行指令時是將8位元組數據作為一個
包裝的64位值進入CPU的,全部過程由一條指令立即處理。
(2) MMX指令不具有特許性,其通用性很強,不僅能滿足建立在當前及未來演算法上的P
C機應用程序的大部分需求,而且可用於編碼解碼器、演算法及驅動程序等。
(3) IA MMX指令系統增加了4種新的數據類型,即緊縮位元組(8bit×8bit)、緊縮字(4
bit×16bit)、緊縮雙字(2bit×32bit)和四字(1bit×64bit)。其目的是緊縮定點整數,
將多個整數字組成一個單一的64位數據,從而使系統在同一時刻能夠處理更多的數據。
(4) 增加了8個64位MMX寄存器,即浮點寄存器的別名映象。
(5) 新增加了57條指令。用這些指令完成音頻、視頻、圖形圖像數據處理,使多媒體
、通信處理能力得到大幅度提高。其數學及邏輯指令可支持不同的緊縮整數數據類型,對
於每一種得到支持的數據類型,這些指令都有一個不同的操作碼。新的MMX技術指令採用
57個操作碼完成,它涉及的功能領域有:基本的算術操作;比較操作;進行新數據類型間的
轉換(緊縮數據及從小數據類型向大數據類型解壓);邏輯操作;用於MMX寄存器之間的數據
轉移(MOV)指令,或內存的64位、32位存取。
可以說09年的整個技術工藝的發展完全是在競爭下展開的。讓我們回首一下本年度的技術發展,看一看09年都有哪些處理器技術最具影響力。
睿頻技術
從08年11月酷睿i7 900系列處理器的上市開始,睿頻技術就已經開始了他的推廣,不過由於限定在了高端范圍內,並沒有使這項技術全面推廣。從酷睿i7 900系列的市場佔有率來看,Intel似乎對此也並不在意,畢竟酷睿i7 900系列產品的定位較高,因此試探性的測試了解的人數較少是可以理解的。
在今年的9月,Intel正式全球發布了面向主流市場的LGA1156介面酷睿i7/i5系列處理器,雖然在介面方面進行了從新設計,但是新發布的LGA1156介面酷睿i7/i5處理器提供了較為完整的酷睿i7 900系列處理器技術(超線程技術除外),其中就包括了睿頻技術。從此,該項技術也正是開始了普及之路。
介紹一下什麼是睿頻技術,和睿頻技術所帶來的好處。
●動態超頻,核心數量按需分配睿頻技術簡介
目前上市的所有Nehalem架構處理器都提供了睿頻技術(英文為Turbo Boost Mode),該項技術的運用可以幫助處理器在空閑時期將整體功耗降低,從而達到節能的目的,但是節能並不是睿頻技術的最大亮點,其最大的亮點就在於可以視平台運行狀態而定,選擇性的提高一個或多個核心的運行頻率,從而做到提高工作效率且降低功耗的目的。
睿頻技術可以提高一個或多個核心的頻率
我們以大型3D游戲為例,某些游戲可能對主頻更為敏感,多核心並不能帶來明顯的效能提升,對處理器進行超頻反而效果更好,如果這個時候開啟Turbo模式,並且將TDP設定在用戶所採用的散熱器允許范圍內,那麼CPU在這個時侯可以對某顆或某兩顆核心進行動態超頻來提升性能。
睿頻技術讓處理器超頻智能化,自動化
實現Turbo技術需要在核心內部設計一個功率控制器,大約需要消耗100萬個晶體管。但這個代價是值得的,因為在某些游戲中開啟Turbo模式可以直接帶來10%左右的性能提升,相當於將顯卡提升一個檔次。值得一提的是,Extreme版本的Core i7處理器最高可以將TDP在BIOS中設定到190W來執行Turbo模式,在個別應用中進一步提升CPU時鍾頻率,帶來效能上的提升。目前,主流的酷睿i7 750處理器在開啟該技術後,可在單線程任務是將一顆核心的主頻提高至3.2GHz。想必這樣高的主頻運行單線程任務可以說易如反掌。
超線程技術
超線程,早在2002年Intel便已經推出了這一技術,並且廣泛的在奔騰4處理器中大規模應用。採用了超線程技術的奔騰4處理器可以比原產品效能提升10%-15%左右,可見Intel對超線程技術的運用是信心滿滿的。
但是事實卻出乎Intel的意料。首先是來自操作系統端的問題,當時微軟已經發布了Windows 2000系統,然而該系統並沒有加入對超線程技術的支持,雖然後來出現的Windows XP系統加入了對該技術的支持,但也最終因為應用軟體端對超線程技術的優化較少而作罷。另一個問題是來自於Intel自身的奔騰4處理器。基於NetBurst架構的奔騰4處理器由於過分的追求高主頻加長了流水線設計,這導致了處理器的主頻雖然達到了3GHz以上,卻並沒有提供3GHz主頻相等的性能。由於過高的流水線已經造成數據運算錯誤率提高,在加上超線程技術的雙核模擬容易讓CPU在運算時命中失敗,且對帶寬的驚人需求。超線程技術不但沒為處理器帶來更高的執行效率,反而在某些情況下降低了奔騰4處理器的性能。所以說超線程技術雖然是一個非常先進且使用的概念,但在那個時代並不適合。
早在奔騰4時代Intel就加入了HT超線程技術
進入酷睿2時代後,由於內存帶寬沒有獲得突飛猛進,而且酷睿2處理器的短流水設計並不適合超線程技術,因此新一代的酷睿架構處理器也就取消了超線程這一概念。
隨著技術的進步,Intel已經進入了45nm工藝和Nehalem架構時代,在最新的Nehalem Core i7處理中,由於對DDR3內存控制器的整合,同時引入了三通道內存技術,內存帶寬得到了質的飛躍,QPI匯流排的引入也令處理器的帶寬大幅提升。這為超線程技術的回歸提供了契機,於是乎Intel在酷睿i7系列以及未來的雙核酷睿i5處理器中加入了超線程技術。
Nehalem架構時代超線程技術再次回歸
此外,新一代操作系統的推出也給多線程處理器提供了施展拳腳的機會,而3D游戲以及眾多的應用軟體也針對多線程進行了優化,可以說超線程技術在此時回歸時絕對的最佳時機。
可能看到這里依然會有眾多的讀者朋友會感到奇怪,這超線程技術目前只在高端酷睿i7處理器當中有所運用,並不是普通消費者能夠使用到的,為何把它也列為09年最具影響力的技術之一呢?相信了解硬體的讀者一定知道,處理器行業中的另一個領軍企業AMD一直以來並沒有為自身的處理器加入超線程技術。而AMD的高管人士甚至曾經一度認為超線程技術是影響處理器性能發揮的元兇之一。但是在看到Intel為伺服器的至強以及桌面高端處理器引入超線程技術得到了超高的執行效能後,AMD內部高層承認,沒有早早引入此類技術是一項技術選擇上的失誤。為了能夠盡快彌補這一技術缺陷,AMD已經決定在不久的將來為旗下的伺服器用以及桌面級處理器引入超線程技術。可見超線程技術在酷睿i7及未來的酷睿i5中回歸,影響的不僅僅是用戶,更影響到了對手。在不久的幾年裡,也許從低端到高端的所有處理器就可以全部應用到超線程技術。
VT虛擬化技術
我們接下來要介紹的這項技術與前邊的超線程技術一樣,也不是09年才被創新出來的。這項技術誕生於奔騰4處理器時代,兩大晶元巨頭當時均已這項技術為宣傳目標,但都因為受制於技術性能以及軟體方面的問題沒有推廣開(伺服器不在我們的討論范圍內)。隨著09年2月,新一代操作系統Windows 7測試版的發布,這項技術才被重新挖掘出來,並且被消費者廣為了解。這項技術就是虛擬化技術。
其實我們所提到的Windows 7系統下的虛擬化系統,也僅在高級至旗艦版本才提供了,並不是所有的版本都提供了這一技術。但其帶來的好處依然被廣大的消費者討論,即使消費者完全用不到這一技術,但在購買處理器的時候依然考慮到了自己所購買的產品能否提供虛擬化技術。
使用虛擬化系統運行的IE6.0瀏覽器
虛擬化技術到底有什麼過人之處竟然讓眾多消費者都參入其中呢?其實要說虛擬化的用途,對企業級用戶來講實質性較強,對於普通用戶來講,虛擬化的用途目前還並沒有被廣泛開發。在企業級用戶那裡,通過虛擬化系統,企業可以集中並且共享資源,實現降低成本、優化利用率的目的。以高性能伺服器為例,在系統閑置的過程中,伺服器的性能會造成嚴重的浪費。如果通過虛擬機將伺服器分為若干個部分,進行各自所需的工作,這樣就可以最大化的利用伺服器的全部性能,從而節省企業開支。而在一些情況下,企業甚至可以通過虛擬機出售伺服器的剩餘性能,從而達到利潤最大化。虛擬化所提供的另外一個好處就是安全。用戶可以通過虛擬網路進行數據傳輸,這樣可以最大限度的保證網路的加密能力,提高網路環境的安全度。以上兩點是對企業級用戶來講最為基本的用途。那麼對普通消費者而言又會有哪些好處呢?
我們以操作系統為例。目前微軟所提供的Windows操作系統的全球使用人數最多,而黑客也針對Windows系統進行的攻擊行為也是最多的。如何能夠保證操作系統的安全性就顯得尤為重要。在虛擬化系統推出之後,用戶在不確定自己手中的數據安全性的前提下,如軟體,網頁等,可以通過虛擬系統來檢測數據的安全性。如果發生了如病毒等問題,僅需簡單的關閉虛擬系統就可以保證系統的安全性。此外,現有系統在不支持某款軟體的情況下,用戶也可以通過虛擬機來實現對該軟體的支持。
簡單的用一句話來解釋虛擬化就是,可以提供最高的安全保障,並最大限度的利用系統所提供的性能的技術。
45nm工藝技術
在2007年年末,Intel正式發布了第一款採用45nm工藝製程的處理器,酷睿四核QX9650。由於運用了當時最先進的工藝技術,這款四核處理器雖然身價過萬,但依然吸引了不少人的目光,因為他的出現標志著45nm工藝時代的降臨。
QX9650的問世標志著CPU進入了45nm工藝時代
45nm有何本領?竟然讓一顆身價過萬的CPU也成為了矚目的焦點。這一切就要從Intel與AMD兩家晶元巨頭的45nm工藝入手了。
●Intel —— 突破式的45nm
2007年,Intel正式發布了四核心Core 2 Extreme QX9650處理器,由此引領行業搶先來到了45nm的新世界。Intel的45nm採用了突破式的新材料,為晶體管發展四十年來之最大進步。
在過往四十餘年的時間中,業內均普遍採用二氧化硅做為製造晶體管柵介質的材料。而在65納米製程工藝下,Intel公司已經將晶體管二氧化硅柵介質的厚度壓縮至1.2納米,基本上達到了這種傳統材料的極限。此時不但使得晶體管在效能增益以及製程提升等方面遭遇瓶頸,過薄的晶體管二氧化硅柵介質亦使得其阻隔上層柵極電流泄漏的能力逐漸降低,漏電率大幅攀升。
SOI是Silicon On Isolator的縮寫,即絕緣體上的硅技術。和傳統的純硅晶圓不同,SOI工藝使用的晶圓底部是一層絕緣層。這層絕緣體切斷了上方MOS管漏電流的迴路,使得基於SOI技術的晶元能夠輕松抵抗漏電流。
真正解決AMD在 45納米技術難題的是多重增強晶體管應變技術,AMD和IBM稱,與非應變技術相比,這一新技術能將P溝道晶體管的驅動電流提高80%,將N溝道晶體管的驅動電流提高24%。可見,製程的提升極大地提升了處理器的潛在性能,並同時賦予了產品更強的功耗控制能力。
「整合」技術
從09年起,CPU領域最大的的變化就是連個字「整合」,整合GPU,整合PCIe控制器,整合內存控制器,直至完全整合了北橋。而整合所帶來的不僅僅是性能上的提升,同時也帶來了平台功耗的進一步降低,可以說整合已經成為了未來CPU的發展趨勢。
完全整合了北橋功能的酷睿i5 750處理器
整合之路的開始起於AMD的K8架構時代,從K8架構時代開始,AMD將本來屬於北橋部分的內存控制器整合進了處理器當中。其好處就是CPU不在受制於FSB的限制,提高了CPU與內存之間的數據帶寬,性能得到了翻倍的提升。
隨著工藝製程的提升,整合內存控制器的CPU性能被突顯出來,Intel也在全新的Nehalem架構中整合進了內存控制器,放棄了傳統的前端匯流排概念。與老的前端匯流排處理器相比,酷睿i7處理器的QPI匯流排所提供的帶寬最高可以達到32GB/s,這要比1600MHz前端匯流排所提供的12.8GB/s提高了兩倍有餘,可見整合內存控制器後對CPU性能提高的影響。
在整合進了內存控制器大獲成功之後,Intel和AMD又將目光放在了PCIe控制器上,雙方都針對這一整合技術開展了研發。不過,在進度方面Intel方面走在了前邊,率先將PCIe控制器整合進了處理器當中,並且推出了LGA1156介面的酷睿i7/酷睿i5系列處理器。從LGA1156介面產品開始,北橋功能就已經完全被整合進入了CPU當中,傳統的三晶元概念已經被雙晶元完全取代。這樣做的好處一方面是提高CPU與內存,CPU與顯卡之間的數據帶寬,同時也將平台的整體功耗降至最低。可以說整合的概念是最符合未來晶元領域發展趨勢的。這也是為何Intel與AMD都在爭相推出整合處理器的緣故。
AMD的Fusion計劃就是整合技術的一部分
在不就的未來,用戶不僅可以使用到整合了北橋功能的處理器,更可以使用到整合了GPU的處理器,當前Intel與AMD都在著手進行著這一整合技術,用戶最早在2010年1月就可以使用到整合GPU的處理器。
整合可以說成為了09年下半年處理器的發展趨勢,並且在將來也將繼續影響著處理器的發展。整合可以算作是09年最有影響力的處理器技術之一
處理器高度集成化、性能更強、處理器更加智能:
英特爾酷睿i處理器
在傳統的處理器構架中,處理器基板上僅僅只有一個單獨的處理器晶元。而2010年發布的英特爾酷睿i系列處理器,首次在處理器的基板上集成了顯示核心。這項技術表面上看起來並沒有特別之處,但是對於筆記本產品來說,意味著高度集成化的處理器,可以把筆記本產品設計的更加輕薄。同時一些搭配獨立顯卡的機型,可以智能的進行雙顯卡的切換,解決了筆記本性能和電池續航之間的矛盾。
在英特爾酷睿i系列處理器中,除了英特爾 i3系列處理器以外。眾多的英特爾酷睿i系列處理器,都支持睿頻加速技術,這項技術可以自動檢測系統處理負載,而自動判斷是否需要自動提升頻率,來加快系統的響應速度。當然睿頻加速並不是無限制的加速,也是有一定的頻率限制。
筆記本首次加入3D顯示技術:
筆記本3D技術
隨著2010年火遍全球的電影《阿凡達》的上映,徹底引爆了人們對於3D技術的熱情。雖然3D技術已經不是什麼新鮮事了,而在筆記本上面大面積的使用還是頭一回。而筆記本上的3D技術其實也是分派別的,比如說英偉達使用的3D技術,就是紅藍3D和快門式3D技術,而配備ATI顯卡的筆記本則使用偏振式3D技術。對於筆記本來說,3D技術可以讓用戶擁有更加震撼的視覺享受。
筆記本多點觸控技筆記本多點觸控板
雖然多點觸控技術在蘋果電腦上早有應用,但是其他品牌的筆記本並沒有採用這一技術。而2010年是大規模採用這項技術的一年,多點觸控技術讓我們可以拋棄傳統的滑鼠來進行操作。比如說雙指向外拉申,就可以放大圖片和放大網頁。這項技術的出現,大大提高了筆記本觸摸板的使用效率,也提高了人們的操作筆記本的效率。
2010年的應用的技術我們基本上算是盤點完了,接下來我們要來盤點一下2011年,可能要裝備我們筆記本的那些新技術。
sandy bridge核心構架術:
說起融合可謂是IT技術的一大趨勢,比如說sandy bridge核心的新一代處理器。就是把處理器和顯卡成功的融合到一款。而AMD也同樣有相同的技術,比如說AMD公司的APU處理器,就是把處理器和顯卡成功的融合到單個晶元中。
2011年Sandy Bridge整合GPU圖形核心技術
雖然目前的處理器加入了睿頻加速和集成顯卡設計,但是這次SNB自帶的GPU圖形核心確實經過了大幅度的重新設計,擁有專門的視頻轉碼硬體模塊,性能大約是目前HDGraphics的兩倍,目前已經的測試也證明Intel所言非虛。藉助第二代Turbo Boost睿頻加速技術,SNB的CPU、GPU兩部分可以相互獨立地動態加速。如果你正在玩的游戲更需要GPU資源,那麼CPU部分可能會運行在原始頻率甚至降低,GPU則在功率允許范圍內盡量提速。
超線程和Turbo Boost動態加速技術
SNB移動版全部開啟了超線程和Turbo Boost動態加速技術,而且官方內存頻率最高提至1600MHz。特別值得一提的是,SNB移動版所集成的圖形核心都會有12個執行單元,兩倍於桌面版,而且頻率方面也不低,默認均為650MHz,動態加速最高1300MHz或者1150MHz。已知的測試可以證明,Intel集顯的性能已經相當驚人,照此推算移動版甚至還會更狠,移動獨立顯卡的生存空間將受到嚴重擠壓。
通過英特爾官方對睿頻加速技術的解釋。當啟動一個運行程序後,處理器會自動加速到合適的頻率,而原來的運行速度會提升10%~20% 以保證程序流暢運行;應對復雜應用時,處理器可自動提高運行主頻以提速,輕松進行對性能要求更高的多任務處理;當進行工作任務切換時,如果只有內存和硬碟在進行主要的工作,處理器會立刻處於節電狀態。這樣既保證了能源的有效利用,又使程序速度大幅提升。通過智能化地加快處理器速度,從而根據應用需求最大限度地提升性能,為高負載任務提升運行主頻高達20%以獲得最佳性能即最大限度地有效提升性能以符合高工作負載的應用需求:通過給人工智慧、物理模擬和渲染需求分配多條線程處理,可以給用戶帶來更流暢、更逼真的游戲體驗。同時,英特爾智能高速緩存技術提供性能更高、更高效的高速緩存子系統,從而進一步優化了多線程應用上的性能。
隨著處理器製程和設計越來越先進,筆記本性能也會隨著強大。而處理器和顯卡的高度融合,筆記本的續航時間會大大延長,而筆記本可能做的越來越輕薄,性能也會越來越強大。
隨著宏碁Iconia筆記本的發布,一下打破了我們對於傳統筆記本的定義。而傳統物理鍵盤的消失使得筆記本在用戶體驗方面更近一層。而物理鍵盤的消失,我們大可不必擔心。虛擬鍵盤的加入使得筆記本,在文字輸入方面不會存在任何問題,只不過沒有物理鍵盤那樣的手感了,這也是筆記本變革的「陣痛」。
上面的試用視頻中我們可以看到。雙屏觸摸筆記本無論是在瀏覽照片、看視頻還是瀏覽網頁,都顯得如此的簡單和便捷。這對於傳統鍵盤來說,無疑可以掀起一輪筆記本革新的風暴。這種用戶體驗的革新,好比Iphone對於手機業的革新一樣,明年各大廠商都應該會發布自家的雙屏筆記本。
在2010年電影阿凡達的上映,讓很多體驗到了3D技術的震撼。而筆記本裝備有3D顯示屏後,筆記本在用戶體驗會更上一城樓。比如說,一些第一人稱射擊游戲在3D技術的存托下,讓用戶臨場感覺更加好。而市場上的傳統的3D技術是佩戴3D眼睛來實現的。 而大多數用戶在長時間觀看3D電影和進行3D游戲的時候,會產生暈眩和視力下降的情況。
任天堂即將發售的裸眼3D游戲掌機3DS,把裸眼3D技術推向了3D技術時代浪尖。讓大多數人開始漸漸關注起裸眼3D技術。對於裸眼3D技術,大多是人還是很陌生。如今的裸眼3D技術可以分為兩派,一個是光屏障式3D技術也被稱為視差屏障或視差障柵技術,其原理和偏振式3D較為類似,是由夏普歐洲實驗室的工程師十餘年的研究成功。光屏障式3D產品與既有的LCD液晶工藝兼容。而這種技術的優點是成本低廉,但是可視角度比較差,而且在顯示亮度方面也偏暗。
光屏障礙裸眼3D技術
而如今柱狀透鏡式裸眼3D正好可以解決光屏障礙裸眼3D的缺陷。其最大的優勢便是其亮度不會受到影響。柱狀透鏡3D技術的原理是在液晶顯示屏的前面加上一層柱狀透鏡,使液晶屏的像平面位於透鏡的焦平面上,這樣在每個柱透鏡下面的圖像的像素被分成幾個子像素,這樣透鏡就能以不同的方向投影每個子像素。於是雙眼從不同的角度觀看顯示屏,就看到不同的子像素。不過像素間的間隙也會被放大,因此不能簡單地疊加子像素。
http://tech.huanqiu.com/digit/pc/news/2011-01/1394758_6.html
第1頁:2011年處理器/主板重大事件點評
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2011年已經接近年底,在這一年中有諸多新技術新產品給我們留下了深刻的印象,明年也將會有更加值得期待的技術出現,今天我們就來做一個收尾總結。今年一年變化還是不小的,比如集成圖形性能還算不錯的Sandy Bridge處理器、全新概念的APU、最高端的Sandy Bridge-E架構Core i7、AMD正在進行的大裁員和戰略調整等等,這些都給我們帶來了不小的影響。
對於廠商來說,今年可以用有喜有憂來形容,一方面DIY產品價格越來越便宜,單價利潤並沒有增加,另外一方面,DIY消費者總量還在快速成長。當然,今年也碰到了諸如泰國發大水導致硬碟狂漲帶來的銷量影響,不過整體來說今年表現還是不錯的。那麼明年會是怎麼樣?目前還真不好說,希望明年行業發展會更好。對於消費者來說,價格便宜自然可以花更少錢玩到新奇的產品,當然便宜的東西也不一定就是好的,用戶還是需要理性選擇合適的產品。閑話少說,接下來就讓我們來一一回顧今年到來的新產品和新技術以及發生的新鮮事,我用時間倒敘的方式給大家做展示。
不得不提的AMD 「Project WIN」(勝利工程)
對於AMD來說,2011年並不是一個高速成長的一年,雖然今年有APU和推土機產品陸續登場,但是依然彌補不了和競爭對手的差距,無奈之下,只能進行這次幅度接近12%的大裁員,其中市場營銷部門被砍掉了大約60%,市場營銷副總裁Patrick "Pat" Moorhead、品牌副總裁JohnVolkmann、公關總監Dave Kroll等都黯然離去,技術人員也未能獨善其身,比如多名關鍵的Fusion工程師都丟掉了飯碗,大概是APU的表現仍然沒有達到讓AMD滿意的程度,甚至整個產品評測支持團隊都不存在了。不過與此同時,AMD已經在准備「Project WIN」(勝利工程)以調整未來公司的重心業務和發展方向。
不管該策略最終如何,都並非Rory Read一個人的主意,而是整個董事會的決定,主要目標就是提高效率、降低成本、增加收入、加快產品開發與上市時間。業界普遍認為,Rory Read將會把AMD更多地帶往消費級產品市場,低功耗的「山貓」架構將會扮演重要角色。AMD有可能在最近宣布加入ARM陣營,宣布獲得ARM許可。
不管怎麼樣,AMD都需要進一步明確自己的發展方向,找到真正能給自己帶來高速增長的契機,也許未來雲計算、低功耗以及發展迅猛的中國市場才是AMD需要重點把守的戰場。\微軟將在明年推出支持ARM架構處理器的Windows 8,ARM也在加緊近日PC以及伺服器領域的步伐。10月底,ARM公司正式宣布,其首個採用64位指令集的處理器架構「ARMv8」正式出爐,在這個64位處理器橫行的年代,ARM處理器終於跟上時代的腳步了
② cpu的核心技術是什麼
CPU核心技術主要以動態執行技術為主,主要有兩大技術
分枝預測(branch prediction);
推測執行(speculatlon execution)。
動態執行是目前CPU主要採用的先進技術之一。
採用分枝預測和動態執行的主要目的是為了提高CPU的運算速度。
推測執行是依託於分枝預測基礎上的,在分枝預測程序是否分枝後所進行的處理也就是推測執行。
由於程序中的條件分枝是根據程序指令在流水線處理後結果再執行的,所以當CPU等待指令結果時,流水線的前級電路也處於空閑狀態等待分枝指令,這樣必然出現時鍾周期的浪費。
如果CPU能在前條指令結果出來之前就能預測到分枝是否轉移、那麼就可以提前執行相應的指令,這樣就避免了流水線的空閑等待、相應也就提高了CPU的運算速度。但另一方面一旦前指令結果出來後證明分技預測錯誤,那麼就必須將已經裝人流水線執行的指令和結果全部清除,然後再裝人正確指令重新處理,這樣就比不進行分枝預測等待結果後再執行新指令還慢了( 所以IDT公的WIN C6就沒有採用分枝預測技術)。
現在的Pentium和pentium II系列CPU的分枝預測正確率分別達到了80%和90%,這樣雖然可能會有2O%和10%分枝預測錯誤但平均以後的結果仍然可以提高CPU的運算速度。
③ CPU的處理技術有哪些
CPU,被稱為中央處理器,那麼一定就是處理各種數據操作的,那麼,CPU處理那麼龐大的數據,採用了哪些技術呢?我帶你了解CPU的處理技術。
多線程
同時多線程Simultaneous Multithreading,簡稱SMT。SMT可通過復制處理器上的結構狀態,讓同一個處理器上的多個線程同步執行並共享處理器的執行資源,可最大限度地實現寬發射、亂序的超標量處理,提高處理器運算部件的利用率,緩和由於數據相關或Cache未命中帶來的訪問內存延時。當臘握沒有多個線程可用時,SMT處理器幾乎和傳統的寬發射超標量處理器一樣。SMT最具吸引力的是只需小規模改變處理器核心的設計,幾乎不用增加額外的成本就可以顯著地提升效能。多線程技術則可以為高速的運算核心准備更多的待處理數據,減少運算核心的閑置時間。這對於桌面低端系統來說無疑十分具有吸引力。Intel從3.06GHz Pentium 4開始,部分處理器將支持SMT技術。
多核心
多核心,也指單晶元多處理器(Chip Multiprocessors,簡稱CMP)。CMP是由美國斯坦福大學提出的,其思想是將大規模並行處理器中的SMP(對稱多處理器)集成到同一晶元內,各個處理器並行執行不同的進程。這種依靠多個CPU同時並行地運行程序是實現超高速計算的一個重要方向,稱為並行處理。與CMP比較,SMT處理器結構的靈活性比較突出。但是,當半導體工藝進入0.18微米以後,線延時已經超過了門延遲,要求微處理器的設計通過劃分許多規模更小、局部性更好的基本單元結構來進行。相比之下,由於CMP結構已經被劃分成多個處理器核來設計,每個核都比較簡單,有利於優輪升慶化設計,因此更有發展前途。IBM 的Power 4晶元和Sun的MAJC5200晶元都採用了CMP結構。多核處理器可以在處理器內部共享緩存,提高緩存利用率,同時簡化多處理器系統設計的復雜度。但這並不是說明,核心越多,性能越高,比如說16核的CPU就沒有8核的CPU運算速度快,因為核心太多,而不能合理進行分配,所以導致運算速度減慢。在買電腦時請酌情選擇。2005年下半年,Intel和AMD的新型處理器也將融入CMP結構。新安騰處理器開發代碼為Montecito,採用雙核心設計,擁有最少18MB片內緩存,採取90nm工藝製造。它的每個單獨的核心都擁有獨立的L1,L2和L3 cache,包含大約10億支晶體管。
SMP
SMP(Symmetric Multi-Processing),對稱多處理結構的簡稱,是指在一個計算機上匯集了一組處理器(多CPU),各CPU之間共享內存子系統以及匯流排結構。在這種技術的支持下,一個伺服器系統可以同時運行多個處理器,並共享內存和其他的主機資源。像雙至強,也就是所說的二路,這是在對稱處理器系統中最常見的.一種(至強MP可以支持到四路,AMD Opteron可以支持1-8路)。也有少數是16路的。但是一般來講,SMP結構的機器可擴展性較差,笑脊很難做到100個以上多處理器,常規的一般是8個到16個,不過這對於多數的用戶來說已經夠用了。在高性能伺服器和工作站級主板架構中最為常見,像UNIX伺服器可支持最多256個CPU的系統。
構建一套SMP系統的必要條件是:支持SMP的硬體包括主板和CPU;支持SMP的系統平台,再就是支持SMP的應用軟體。為了能夠使得SMP系統發揮高效的性能,操作系統必須支持SMP系統,如WINNT、LINUX、以及UNIX等等32位操作系統。即能夠進行多任務和多線程處理。多任務是指操作系統能夠在同一時間讓不同的CPU完成不同的任務;多線程是指操作系統能夠使得不同的CPU並行的完成同一個任務。
要組建SMP系統,對所選的CPU有很高的要求,首先、CPU內部必須內置APIC(Advanced Programmable Interrupt Controllers)單元。Intel 多處理規范的核心就是高級可編程中斷控制器(Advanced Programmable Interrupt Controllers–APICs)的使用;再次,相同的產品型號,同樣類型的CPU核心,完全相同的運行頻率;最後,盡可能保持相同的產品序列編號,因為兩個生產批次的CPU作為雙處理器運行的時候,有可能會發生一顆CPU負擔過高,而另一顆負擔很少的情況,無法發揮最大性能,更糟糕的是可能導致死機。
NUMA技術
NUMA即非一致訪問分布共享存儲技術,它是由若干通過高速專用網路連接起來的獨立節點構成的系統,各個節點可以是單個的CPU或是SMP系統。在NUMA中,Cache 的一致性有多種解決方案,一般採用硬體技術實現對cache的一致性維護,通常需要操作系統針對NUMA訪存不一致的特性(本地內存和遠端內存訪存延遲和帶寬的不同)進行特殊優化以提高效率,或採用特殊軟體編程方法提高效率。NUMA系統的例子。這里有3個SMP模塊用高速專用網路聯起來,組成一個節點,每個節點可以有12個CPU。像Sequent的系統最多可以達到64個CPU甚至256個CPU。顯然,這是在SMP的基礎上,再用NUMA的技術加以擴展,是這兩種技術的結合。
亂序執行
亂序執行(out-of-orderexecution),是指CPU允許將多條指令不按程序規定的順序分開發送給各相應電路單元處理的技術。這樣將根據個電路單元的狀態和各指令能否提前執行的具體情況分析後,將能提前執行的指令立即發送給相應電路單元執行,在這期間不按規定順序執行指令,然後由重新排列單元將各執行單元結果按指令順序重新排列。採用亂序執行技術的目的是為了使CPU內部電路滿負荷運轉並相應提高了CPU的運行程序的速度。
分枝技術
(branch)指令進行運算時需要等待結果,一般無條件分枝只需要按指令順序執行,而條件分枝必須根據處理後的結果,再決定是否按原先順序進行。
控制器
許多應用程序擁有更為復雜的讀取模式(幾乎是隨機地,特別是當cache hit不可預測的時候),並且沒有有效地利用帶寬。典型的這類應用程序就是業務處理軟體,即使擁有如亂序執行(out of order execution)這樣的CPU特性,也會受內存延遲的限制。這樣CPU必須得等到運算所需數據被除數裝載完成才能執行指令(無論這些數據來自CPUcache還是主內存系統)。當前低段系統的內存延遲大約是120-150ns,而CPU速度則達到了4GHz以上,一次單獨的內存請求可能會浪費200-300次CPU循環。即使在緩存命中率(cache hit rate)達到99.9%的情況下,CPU也可能會花50%的時間來等待內存請求的結束-比如因為內存延遲的緣故。
在處理器內部整合內存控制器,使得北橋晶元將變得不那麼重要,改變了處理器訪問主存的方式,有助於提高帶寬、降低內存延時和提升處理器性製造工藝:Intel的I5可以達到28納米,在將來的CPU製造工藝可以達到22納米。