A. cpu有哪几个品牌
CPU的品牌太多了,我们熟知的IBM,APPLE等等都有CPU产品,就连中国科学院都有
龙芯
凤芯
等科研项目和产品。
CPU的概念与重要性能指标
CPU的英文全称是Central
Processing
Unit,我们翻译成中文也就是
中央处理器
。CPU(
微型机
系统)从雏形出现到发壮大的今天(下文会有交代),由于制造技术的越来越现今,在其中所集成的
电子元件
也越来越多,上万个,甚至是上百万个微型的
晶体管
构成了CPU的内部结构。那么这上百万个晶体管是如何工作的呢?看上去似乎很深奥,其实只要归纳起来稍加分析就会一目了然的,CPU的内部结构可分为
控制单元
,
逻辑单元
和
存储单元
三大部分。而CPU的工作原理就象一个工厂对产品的加工过程:进入工厂的原料(
指令
),经过物资分配部门(控制单元)的调度分配,被送往生产线(
逻辑运算
单元),生产出成品(处理后的数据)后,再存储在仓库(
存储器
)中,最后等着拿到市场上去卖(交由
应用程序
使用)。
CPU作为是整个
微机系统
的核心,它往往是各种档次
微机
的代名词,如往日的286、386、486,到今日的奔腾、奔腾二、K6等等,CPU的性能大致上也就反映出了它所配置的那部微机的性能,因此它的性能指标十分重要。在这里我们向大家简单介绍一些CPU主要的性能指标:
第一、
主频
,
倍频
,
外频
。经常听别人说:“这个CPU的
频率
是多少多少。。。。”其实这个泛指的频率是指CPU的主频,主频也就是CPU的
时钟频率
,英文全称:CPU
Clock
Speed,简单地说也就是CPU运算时的
工作频率
。一般说来,主频越高,一个
时钟周期
里面完成的指令数也越多,当然CPU的速度也就越快了。不过由于各种各样的CPU它们的内部结构也不尽相同,所以并非所有的时钟频率相同的CPU的性能都一样。至于外频就是
系统总线
的工作频率;而倍频则是指
CPU外频
与主频相差的
倍数
。
三者
是有十分密切的关系的:主频=外频x倍频。
第二:
内存总线速度
,英文全称是Memory-Bus
Speed。CPU处理的数据是从
哪里
来的呢?学过一点
计算机
基本原理的朋友们都会清楚,是从
主存储器
那里来的,而主存储器指的就是我们平常所说的
内存
了。一般我们放在外存(
磁盘
或者各种
存储介质
)上面的资料都要通过内存,再进入CPU进行处理的。所以与内存之间的通道枣内存总线的速度对整个系统性能就显得很重要了,由于内存和CPU之间的
运行速度
或多或少会有差异,因此便出现了
二级缓存
,来协调
两者之间
的差异,而内存总线速度就是指CPU与二级(L2)高速缓存和内存之间的通信速度。
第三、
扩展总线速度
,英文全称是Expansion-Bus
Speed。
扩展总线
指的就是指安装在微机系统上的
局部总线
如VESA或
PCI总线
,我们打开电脑的时候会看见一些
插槽
般的东西,这些就是
扩展槽
,而扩展总线就是CPU联系这些
外部设备
的桥梁。
第四:
工作电压
,英文全称是:Supply
Voltage。任何电器在工作的时候都需要电,自然也会有额定的
电压
,CPU当然也不例外了,工作电压指的也就是CPU正常工作所需的电压。早期CPU(286枣486时代)的工作电压一般为5V,那是因为当时的
制造工艺
相对落后,以致于CPU的发热量太大,弄得寿命减短。随着CPU的制造工艺与主频的提高,近年来各种CPU的工作电压有逐步下降的趋势,以解决发热过高的问题。
第五:
地址总线宽度
。地址总线宽度决定了CPU可以访问的
物理地址
空间,简单地说就是CPU到底能够使用多大
容量
的内存。16位的微机我们就不用说了,但是对于386以上的微机系统,
地址线
的宽度为32位,最多可以直接访问4096
MB(4GB)的
物理空间
。而今天能够用上1GB内存的人还没有多少个呢(
服务器
除外)。
第六:
数据总线宽度
。数据总线负责整个系统的数据
流量
的大小,而数据总线宽度则决定了CPU与
二级高速缓存
、内存以及输入/
输出设备
之间一次数据传输的信息量。
第七:
协处理器
。在486以前的CPU里面,是没有内置协处理器的。由于协处理器主要的功能就是负责
浮点运算
,因此386、286、8088等等微机CPU的浮点运算性能都相当落后,相信接触过386的朋友都知道
主板
上可以另外加一个外置协处理器,其目的就是为了增强浮点运算的功能。自从486以后,CPU一般都内置了协处理器,协处理器的功能也不再局限于增强浮点运算,含有内置协处理器的CPU,可以加快特定类型的
数值计算
,某些需要进行复杂计算的
软件系统
,如高版本的AUTO
CAD就需要协处理器支持。
第八:
超标量
。超标量是指在一个时钟周期内CPU可以执行一条以上的指令。这在486或者以前的CPU上是很难想象的,只有Pentium级以上CPU才具有这种超标量
结构
;486以下的CPU属于低
标量
结构,即在这类CPU内执行一条指令至少需要一个或一个以上的时钟周期。
第九:
L1高速缓存
,也就是我们经常说的一级高速缓存。在CPU里面内置了高速缓存可以提高CPU的运行效率,这也正是486DLC比386DX-40快的原因。内置的L1高速缓存的容量和结构对CPU的性能影响较大,容量越大,性能也相对会提高不少,所以这也正是一些公司力争加大L1级
高速缓冲存储器
容量的原因。不过高速缓冲存储器均由
静态
RAM组成,结构较复杂,在CPU
管芯
面积不能太大的情况下,L1级高速缓存的容量不可能做得太大。
第十:采用回写(Write
Back)结构的高速缓存。它对读和写操作均有效,速度较快。而采用写通(Write-through)结构的高速缓存,仅对读操作有效.
第十一:动态处理。动态处理是应用在高能
奔腾处理器
中的新技术,创造性地把三项专为提高处理器对数据的操作
效率
而设计的技术融合
在一起
。这三项技术是多路分流预测、
数据流量分析
和猜测执行。动态处理并不是简单执行一串指令,而是通过操作数据来提高处理器的
工作效率
。
动态处理包括了枣1、多路分流预测:通过几个分支对
程序
流向进行预测,采用多路分流预测
算法
后,处理器便可参与指令流向的跳转。它预测下一条指令在内存中位置的
精确度
可以达到惊人的90%以上。这是因为处理器在取指令时,还会在程序中
寻找未来
要执行的指令。这个技术可加速向处理器传送任务。2、数据流量分析:抛开原程序的
顺序
,分析并重排指令,优化执行顺序:处理器读取经过解码的
软件
指令,判断该指令能否处理或是否需与其它指令一道处理。然后,处理器再决定如何优化执行顺序以便高效地处理和执行指令。3、猜测执行:通过提前判读并执行有可能需要的程序指令的方式提高执行速度:当处理器执行指令时(每次五条),采用的是“猜测执行”的方法。这样可使奔腾II处理器超级
处理能力
得到充分的发挥,从而提升
软件性能
。被处理的软件指令是建立在猜测分支基础之上,因此结果也就作为“预测结果”保留起来。一旦其最终状态能被确定,指令便可返回到其正常顺序并保持永久的机器状态。
B. 有没有好的国产CPU推荐啊
国产处理器比较具有使用价值的包括兆芯(x86)、飞腾、申威、龙芯等移动处理器设计商包括华为海思、大唐联芯、展讯、全志、瑞芯微,还有中国台湾MTK的MTK 6573 MTK 6575 MTK6577 的芯片,大陆展讯的SC8810等智能机芯片等。
国产CPU分这么几类吧:
先不谈制造,只说CPU设计:
1. 龙芯这种从下到上都是自主设计,指令集虽然是模仿的,但也勉强算是自主的,现代CPU架构下指令集的差异性已经不大了。
2. 用开源的硬件方案的,代表类型有SPARC架构下的一些CPU,比如神舟飞船上用的就是这类,拿别人开源的东西改改就可以用了。
3. 直接买别人的硬件方案,这了指的是买了全套东西的那种,代表类型有alpha架构,也就是申威系列,太湖之光用的。
4. 拿别人的授权,然后生产CPU的,代表类型是华为海思这种,拿到ARM的授权,然后重新设计的,虽然ARM会提供公版,但像拿来直接用还是有点难度的。
5. 破解、抄袭、打磨别人家的CPU的,有一些研究所在做。
以上只是分类,就现状来说:
龙芯这种其实意义是最大的,基本上把CPU设计中所有的水都试过,虽然也出过能跑Linux的桌面版本,但整体技术来说有点落后,并且市场前景也不乐观,MIPS自己都快死了。
龙芯肯定会活着,至少作为国家战略的技术储备,也会有人让它活着,但活的好不好就难说了。玩硬件太烧钱了,看Intel挣的多,烧的钱更多。
SPARC和alpha其实在实际中差不多,一种是开源的,另一种是整体买过来的。问题在于,不管是开源还是买的,基本上搞不到太好的东西,虽然申威拿到的超算的第一,但申威自身的问题很多,比如内存设计就很弱,适合做并行计算,但不适合民用。当年太湖之光拿下超算第一的时候,很多人觉得国产CPU成气候了,其实不是那么一回事,民用领域对单核性能要求很高的,申威的单核可能还不如龙芯(没研究过具体数据,可能有偏差),申威的优势在于浮点性能强悍,但普通用户要那么强的浮点性能干嘛?
SPARC多用在航天领域,欧洲人一直在用,我们在后面跟着学(之前写的有误,老美用的是PPC,欧洲人用SPARC),我们自己造的SPARC整体上还是有一定的差距,如果只是使用的话,已经足够了。
再次强调,这两类不太适合民用。第四类就是拿授权,自己设计Soc之类的,这类包含很多,广义一点来说,兆芯(x86)、飞腾(ARM)、海思(ARM)、展讯(ARM)等等,好像PPC指令集在国内也有拿到授权的。龙芯拿到MIPS授权以后,其实也可以归到这类,但毕竟龙芯早期确实是全自主设计,只不过是“兼容”MIPS指令,而且龙芯发布的年代国内缺人缺钱,条件要困难的多。
狭义的看,像兆芯这种其实不算,因为没有什么自主性可言,其实就是VIA,但要是哪天VIA卖给国内也许不是什么坏事,起码可以合法生产x86的CPU了(评论里说最新的兆芯已经重新设计IP了,如果这样就跟海思之类的差不多)。
拿到的授权不同,自主的程度也不一样,有些可以做深度定制,有些就只能简单改改,因为这类厂商实在是太多了,我了解的不全,不好一一评价。但我个人认为,从商业化的角度上看,这条路是最好走的。兼容性上没有门槛,前期不需要烧特别多的钱(但也不少),对于商业化来说相对比较容易。
最后一类是拿别人的片子搞破解抄袭之类的,基本没有什么市场可言,要么是打着科研的旗号,要么打着国防的旗号,要么就是纯粹骗钱,当然可能两三种情况并存的也有。还有,特别注意区别一下龙芯是自己做出来的,汉芯是靠打磨骗钱的,两个不是一回事。
以上都是CPU设计方面的。