A. cpu有哪幾個品牌
CPU的品牌太多了,我們熟知的IBM,APPLE等等都有CPU產品,就連中國科學院都有
龍芯
鳳芯
等科研項目和產品。
CPU的概念與重要性能指標
CPU的英文全稱是Central
Processing
Unit,我們翻譯成中文也就是
中央處理器
。CPU(
微型機
系統)從雛形出現到發壯大的今天(下文會有交代),由於製造技術的越來越現今,在其中所集成的
電子元件
也越來越多,上萬個,甚至是上百萬個微型的
晶體管
構成了CPU的內部結構。那麼這上百萬個晶體管是如何工作的呢?看上去似乎很深奧,其實只要歸納起來稍加分析就會一目瞭然的,CPU的內部結構可分為
控制單元
,
邏輯單元
和
存儲單元
三大部分。而CPU的工作原理就象一個工廠對產品的加工過程:進入工廠的原料(
指令
),經過物資分配部門(控制單元)的調度分配,被送往生產線(
邏輯運算
單元),生產出成品(處理後的數據)後,再存儲在倉庫(
存儲器
)中,最後等著拿到市場上去賣(交由
應用程序
使用)。
CPU作為是整個
微機系統
的核心,它往往是各種檔次
微機
的代名詞,如往日的286、386、486,到今日的奔騰、奔騰二、K6等等,CPU的性能大致上也就反映出了它所配置的那部微機的性能,因此它的性能指標十分重要。在這里我們向大家簡單介紹一些CPU主要的性能指標:
第一、
主頻
,
倍頻
,
外頻
。經常聽別人說:「這個CPU的
頻率
是多少多少。。。。」其實這個泛指的頻率是指CPU的主頻,主頻也就是CPU的
時鍾頻率
,英文全稱:CPU
Clock
Speed,簡單地說也就是CPU運算時的
工作頻率
。一般說來,主頻越高,一個
時鍾周期
裡面完成的指令數也越多,當然CPU的速度也就越快了。不過由於各種各樣的CPU它們的內部結構也不盡相同,所以並非所有的時鍾頻率相同的CPU的性能都一樣。至於外頻就是
系統匯流排
的工作頻率;而倍頻則是指
CPU外頻
與主頻相差的
倍數
。
三者
是有十分密切的關系的:主頻=外頻x倍頻。
第二:
內存匯流排速度
,英文全稱是Memory-Bus
Speed。CPU處理的數據是從
哪裡
來的呢?學過一點
計算機
基本原理的朋友們都會清楚,是從
主存儲器
那裡來的,而主存儲器指的就是我們平常所說的
內存
了。一般我們放在外存(
磁碟
或者各種
存儲介質
)上面的資料都要通過內存,再進入CPU進行處理的。所以與內存之間的通道棗內存匯流排的速度對整個系統性能就顯得很重要了,由於內存和CPU之間的
運行速度
或多或少會有差異,因此便出現了
二級緩存
,來協調
兩者之間
的差異,而內存匯流排速度就是指CPU與二級(L2)高速緩存和內存之間的通信速度。
第三、
擴展匯流排速度
,英文全稱是Expansion-Bus
Speed。
擴展匯流排
指的就是指安裝在微機系統上的
局部匯流排
如VESA或
PCI匯流排
,我們打開電腦的時候會看見一些
插槽
般的東西,這些就是
擴展槽
,而擴展匯流排就是CPU聯系這些
外部設備
的橋梁。
第四:
工作電壓
,英文全稱是:Supply
Voltage。任何電器在工作的時候都需要電,自然也會有額定的
電壓
,CPU當然也不例外了,工作電壓指的也就是CPU正常工作所需的電壓。早期CPU(286棗486時代)的工作電壓一般為5V,那是因為當時的
製造工藝
相對落後,以致於CPU的發熱量太大,弄得壽命減短。隨著CPU的製造工藝與主頻的提高,近年來各種CPU的工作電壓有逐步下降的趨勢,以解決發熱過高的問題。
第五:
地址匯流排寬度
。地址匯流排寬度決定了CPU可以訪問的
物理地址
空間,簡單地說就是CPU到底能夠使用多大
容量
的內存。16位的微機我們就不用說了,但是對於386以上的微機系統,
地址線
的寬度為32位,最多可以直接訪問4096
MB(4GB)的
物理空間
。而今天能夠用上1GB內存的人還沒有多少個呢(
伺服器
除外)。
第六:
數據匯流排寬度
。數據匯流排負責整個系統的數據
流量
的大小,而數據匯流排寬度則決定了CPU與
二級高速緩存
、內存以及輸入/
輸出設備
之間一次數據傳輸的信息量。
第七:
協處理器
。在486以前的CPU裡面,是沒有內置協處理器的。由於協處理器主要的功能就是負責
浮點運算
,因此386、286、8088等等微機CPU的浮點運算性能都相當落後,相信接觸過386的朋友都知道
主板
上可以另外加一個外置協處理器,其目的就是為了增強浮點運算的功能。自從486以後,CPU一般都內置了協處理器,協處理器的功能也不再局限於增強浮點運算,含有內置協處理器的CPU,可以加快特定類型的
數值計算
,某些需要進行復雜計算的
軟體系統
,如高版本的AUTO
CAD就需要協處理器支持。
第八:
超標量
。超標量是指在一個時鍾周期內CPU可以執行一條以上的指令。這在486或者以前的CPU上是很難想像的,只有Pentium級以上CPU才具有這種超標量
結構
;486以下的CPU屬於低
標量
結構,即在這類CPU內執行一條指令至少需要一個或一個以上的時鍾周期。
第九:
L1高速緩存
,也就是我們經常說的一級高速緩存。在CPU裡面內置了高速緩存可以提高CPU的運行效率,這也正是486DLC比386DX-40快的原因。內置的L1高速緩存的容量和結構對CPU的性能影響較大,容量越大,性能也相對會提高不少,所以這也正是一些公司力爭加大L1級
高速緩沖存儲器
容量的原因。不過高速緩沖存儲器均由
靜態
RAM組成,結構較復雜,在CPU
管芯
面積不能太大的情況下,L1級高速緩存的容量不可能做得太大。
第十:採用回寫(Write
Back)結構的高速緩存。它對讀和寫操作均有效,速度較快。而採用寫通(Write-through)結構的高速緩存,僅對讀操作有效.
第十一:動態處理。動態處理是應用在高能
奔騰處理器
中的新技術,創造性地把三項專為提高處理器對數據的操作
效率
而設計的技術融合
在一起
。這三項技術是多路分流預測、
數據流量分析
和猜測執行。動態處理並不是簡單執行一串指令,而是通過操作數據來提高處理器的
工作效率
。
動態處理包括了棗1、多路分流預測:通過幾個分支對
程序
流向進行預測,採用多路分流預測
演算法
後,處理器便可參與指令流向的跳轉。它預測下一條指令在內存中位置的
精確度
可以達到驚人的90%以上。這是因為處理器在取指令時,還會在程序中
尋找未來
要執行的指令。這個技術可加速向處理器傳送任務。2、數據流量分析:拋開原程序的
順序
,分析並重排指令,優化執行順序:處理器讀取經過解碼的
軟體
指令,判斷該指令能否處理或是否需與其它指令一道處理。然後,處理器再決定如何優化執行順序以便高效地處理和執行指令。3、猜測執行:通過提前判讀並執行有可能需要的程序指令的方式提高執行速度:當處理器執行指令時(每次五條),採用的是「猜測執行」的方法。這樣可使奔騰II處理器超級
處理能力
得到充分的發揮,從而提升
軟體性能
。被處理的軟體指令是建立在猜測分支基礎之上,因此結果也就作為「預測結果」保留起來。一旦其最終狀態能被確定,指令便可返回到其正常順序並保持永久的機器狀態。
B. 有沒有好的國產CPU推薦啊
國產處理器比較具有使用價值的包括兆芯(x86)、飛騰、申威、龍芯等移動處理器設計商包括華為海思、大唐聯芯、展訊、全志、瑞芯微,還有中國台灣MTK的MTK 6573 MTK 6575 MTK6577 的晶元,大陸展訊的SC8810等智能機晶元等。
國產CPU分這么幾類吧:
先不談製造,只說CPU設計:
1. 龍芯這種從下到上都是自主設計,指令集雖然是模仿的,但也勉強算是自主的,現代CPU架構下指令集的差異性已經不大了。
2. 用開源的硬體方案的,代表類型有SPARC架構下的一些CPU,比如神舟飛船上用的就是這類,拿別人開源的東西改改就可以用了。
3. 直接買別人的硬體方案,這了指的是買了全套東西的那種,代表類型有alpha架構,也就是申威系列,太湖之光用的。
4. 拿別人的授權,然後生產CPU的,代表類型是華為海思這種,拿到ARM的授權,然後重新設計的,雖然ARM會提供公版,但像拿來直接用還是有點難度的。
5. 破解、抄襲、打磨別人家的CPU的,有一些研究所在做。
以上只是分類,就現狀來說:
龍芯這種其實意義是最大的,基本上把CPU設計中所有的水都試過,雖然也出過能跑Linux的桌面版本,但整體技術來說有點落後,並且市場前景也不樂觀,MIPS自己都快死了。
龍芯肯定會活著,至少作為國家戰略的技術儲備,也會有人讓它活著,但活的好不好就難說了。玩硬體太燒錢了,看Intel掙的多,燒的錢更多。
SPARC和alpha其實在實際中差不多,一種是開源的,另一種是整體買過來的。問題在於,不管是開源還是買的,基本上搞不到太好的東西,雖然申威拿到的超算的第一,但申威自身的問題很多,比如內存設計就很弱,適合做並行計算,但不適合民用。當年太湖之光拿下超算第一的時候,很多人覺得國產CPU成氣候了,其實不是那麼一回事,民用領域對單核性能要求很高的,申威的單核可能還不如龍芯(沒研究過具體數據,可能有偏差),申威的優勢在於浮點性能強悍,但普通用戶要那麼強的浮點性能幹嘛?
SPARC多用在航天領域,歐洲人一直在用,我們在後面跟著學(之前寫的有誤,老美用的是PPC,歐洲人用SPARC),我們自己造的SPARC整體上還是有一定的差距,如果只是使用的話,已經足夠了。
再次強調,這兩類不太適合民用。第四類就是拿授權,自己設計Soc之類的,這類包含很多,廣義一點來說,兆芯(x86)、飛騰(ARM)、海思(ARM)、展訊(ARM)等等,好像PPC指令集在國內也有拿到授權的。龍芯拿到MIPS授權以後,其實也可以歸到這類,但畢竟龍芯早期確實是全自主設計,只不過是「兼容」MIPS指令,而且龍芯發布的年代國內缺人缺錢,條件要困難的多。
狹義的看,像兆芯這種其實不算,因為沒有什麼自主性可言,其實就是VIA,但要是哪天VIA賣給國內也許不是什麼壞事,起碼可以合法生產x86的CPU了(評論里說最新的兆芯已經重新設計IP了,如果這樣就跟海思之類的差不多)。
拿到的授權不同,自主的程度也不一樣,有些可以做深度定製,有些就只能簡單改改,因為這類廠商實在是太多了,我了解的不全,不好一一評價。但我個人認為,從商業化的角度上看,這條路是最好走的。兼容性上沒有門檻,前期不需要燒特別多的錢(但也不少),對於商業化來說相對比較容易。
最後一類是拿別人的片子搞破解抄襲之類的,基本沒有什麼市場可言,要麼是打著科研的旗號,要麼打著國防的旗號,要麼就是純粹騙錢,當然可能兩三種情況並存的也有。還有,特別注意區別一下龍芯是自己做出來的,漢芯是靠打磨騙錢的,兩個不是一回事。
以上都是CPU設計方面的。