计算机硬件入门的途径之二.ppt
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1、计算机常见术语的普及(1)CPU,计算机硬件知识入门的途径之二,2023/9/15,东北大学计算中心,焦明海,Email:,CPU系列型号,2023/9/15,东北大学 焦明海,Intel E6700的CPU,频率具有2.66GHz、1066MHz、4MB L2高速缓存、耗电量65W,CPU系列型号-参数,2023/9/15,东北大学 焦明海,型号 Core 2 Duo E6700 详细参数适用类型:台式机 接口类型:LGA 775核心类型:Conroe生产工艺:0.065um核心电压:1.3V 主频:2.66GHz外频:266MHz倍频:10X一级缓存:L1 64K二级缓存:L2 4096K
2、前端总线频率:1066MHz 支持36bit的物理寻址和48bit的虚拟内存寻址其他:不支持 Hyper-Threading(超线程)64位处理器 Virtualization(虚拟化)支持核心数量:双核其它性能:MMX,SSE,SSE2,SSE3,SSE4,EM64T指令集,CPU双核起因,2023/9/15,东北大学 焦明海,奔腾D和奔腾E的来历2006年底到2007年初,AMD连续推出了一系列的双核产品,以其低廉的价格和较好的性价比抢占了中低端市场,而INTEL公司不愿降低酷睿双核的价格去和AMD打这场战役,于是选择了把CPU缩水这条路子来降低成本,和AMD竞争中低端市场。酷睿双核标识:
3、intel core duo 代表酷睿1代,延伸出奔腾Dintel core 2 duo 代表酷睿2代,面向中高端用户,延伸出奔腾E,CPU系列型号,2023/9/15,东北大学 焦明海,双核 奔腾D和奔腾E在奔腾系列的台式机里面有两种双核:一种诞生在酷睿2之前奔腾D一种诞生在酷睿2之后奔腾E奔腾D是蹩脚双核,高频低能,功耗发热量极大,所以已经淘汰了,现在基本买不到。酷睿2性能出色、低频高能、低发热量、低功耗、超频性能好、价格昂贵,低端用户难以承受,Intel推出了一系列阉割版的酷睿2,命名为奔腾E。含义:为了纪念奔腾系列过去的成就(否则奔腾系列早就淘汰了),所以奔腾E也就是酷睿2的低端系列,
4、全面代替过去的 奔腾D,奔腾E与酷睿2完全一样,采用的是同样的先进架构,只是主频和二级缓存不同。,CPU系列型号,2023/9/15,东北大学 焦明海,Intel双核 型号Intel Celeron E1200Intel Pentium E2160Intel Pentium E2180Intel Pentium E2200Intel Pentium E5200Intel Core 2 Duo E7200Intel Core 2 Duo E8200Intel Core 2 Duo E8400Intel Core 2 Quad Q6600,4核 酷睿2,2核 奔腾E,2核 酷睿2,Intel Co
5、re 2 Q6600时钟频率(GHz):2.40二级高速缓存容量(KB):4MB*2前端总线频:1066MHz系统外频:266MHz插槽结构:Socket 775适用类型:台式机CPU,Intel Core 2 E8200生产工艺:0.045um主频:2.66GHz二级缓存:L2 6144K前端总线频率:1333MHz外频 333MHz适用类型:台式机CPU,CPU级别系列,2023/9/15,东北大学 焦明海,AMD系列,AthlonX2,AthlonX2(左)与普通Athlon64(右),CPU系列型号,2023/9/15,东北大学 焦明海,AMD双核 型号AMD AM2 Athlon 6
6、4 X2 4600+AMD AM2 Athlon 64 X2 5000+AMD AM2 Athlon 64 X2 5200+AMD AM2 Athlon 64 X2 5400+黑盒 AMD AM2 Athlon 64 X2 6000+AMD Phenom X3 8450AMD Phenom X4 9550,3核,4核,2核,AM2 Athlon 64 X2 5000+(65nm)/盒装适用类型:台式机 接口类型:Socket AM2 核心类型:Brisbane 生产工艺:0.065um 核心电压:1.35V 主频:2.6GHz 外频:200MHz 倍频:13X 一级缓存:L1 2*128K 二
7、级缓存:L2 2*512K 前端总线频率:1000MHz HyperTransport总线技术:支持 HyperTransport总线技术 Hyper-Threading(超线程):不支持 Hyper-Threading(超线程),CPU系列型号,2023/9/15,东北大学 焦明海,2023/9/15,东北大学 焦明海,内部构成,2023/9/15,东北大学 焦明海,双核内部提供了一个称为System Request Queue(系统请求队列)的技术,在工作的时候每一个核心都将其请求放在SRQ中,当获得资源之后请求将会被送往相应的执行核心,也就是说所有的处理过程都在CPU核心范围之内完成,并
8、不需要借助外部设备,内部构成,2023/9/15,东北大学 焦明海,双核AMD将两个核心整合在同一片硅晶内核之中,而Intel的双核心处理方式则更像是简单的将两个核心做到一起而已。与Intel的双核心架构相比,AMD双核心处理器系统不会在两个核心之间存在传输瓶颈的问题。,常见CPU参数解释,2023/9/15,东北大学 焦明海,超线程超线程(Hyperthreading Technology)技术就是通过采用特殊的硬件指令,把两个逻辑内核模拟成两个物理芯片,实现模拟双处理器的效能。从实质上说,它是将单核CPU内部暂时闲置处理资源充分“调动”起来的技术。双核心CPU 在一块CPU基板上集成两个一
9、样功能处理器核心,并通过并行总线将各处理器核心连接起来。双核心并不是一个新概念,而只是CMP(Chip Multi Processors,单芯片多处理器)中最基本、最简单、最容易实现的一种类型。双CPU真正意义上的双核心,不光是处理器核心是两个,其他例如缓存等硬件配置也都是双份的。,2023/9/15,东北大学 焦明海,三者关系,举例说明把CPU比做一套住房。超线程技术就相当于把房间人为的通过添加屏风或者推拉门划分成两小间,虽然表面上每间居住者可以自己单独相处,但房间的资源被占用。双核心就相当于一套两居室,房子里有两个屋子,每个屋子都是独立存在的,互不干扰。但是出门必须经过同一大门,造成传送瓶
10、颈。,2023/9/15,东北大学 焦明海,三者关系,举例说明双CPU就是两套房子,每个房子有每个房子的大门,我们出入大门不会像超线程那样共用一个门,也不会出现双核心那样一个房间因为某些原因影响另一间,即使某个房子播放音响也不会影响到另外一套房子。从价格上,单独一个房间的超线程无疑最便宜的,而两套房子的双CPU的花费是最贵。,2023/9/15,东北大学 焦明海,三者关系,性能比较(举例)假设CPU就是一个运输卡车,货物就是我们要计算的信息,CPU运算就类似于卡车运输货物。同一时间运送的货物越多,说明CPU运算能力越强。单CPU系统-相当于一辆卡车在一条车道上跑。由于车少,所以运输能力有限。以
11、往CPU生产厂商都是在不断的提高卡车的载重即主频来提高他的运输能力。,2023/9/15,东北大学 焦明海,三者关系,性能比较(举例)HT(超线程)系统-相当于一辆双层卡车在一条车道上跑。由于是双层的,所以猛地一看以为是两辆车在跑,其实只有一辆。不过因为双层涉及到车高以及捆绑等问题,有的时候遇到限高的桥梁,需要人为的将货物卸下,手工搬运。所以说HT超线程适用的条件比较苛刻。,2023/9/15,东北大学 焦明海,三者关系,性能比较(举例)双核心CPU系统,相当于两辆卡车在一条车道上跑。虽然他运输的货物能力提高了,而且也不会频繁产生类似于HT超线程那样的冲突,但是因为他们都在一条车道上跑,所以互
12、相避让减速的频率要比双CPU高得多。所以他的运输能力要比真正的双CPU系统差。,2023/9/15,东北大学 焦明海,三者关系,性能比较(举例)双CPU系统-相当于两辆卡车在两条相交的车道上跑。每辆车大部分都在自己的路上跑,但偶尔会相遇、停车避让。由于车多路宽,所以双CPU运输能力最强。,常见CPU参数解释,2023/9/15,东北大学 焦明海,主频CPU的主频,即CPU内核工作的时钟频率(CPU Clock Speed)。表示在CPU内数字脉冲信号震荡的速度,与CPU实际的运算能力并没有直接关系。主频和实际的运算速度存在一定的关系,但目前还没有一个确定的公式能够定量两者的数值关系,因为CPU
13、的运算速度还要看CPU的流水线的各方面的性能指标(缓存、指令集,CPU的位数等)。由于主频并不直接代表运算速度,所以在一定情况下,很可能会出现主频较高的CPU实际运算速度较低的现象。比如AMD公司的AthlonXP系列CPU大多都能已较低的主频,达到英特尔公司的Pentium 4系列CPU较高主频的CPU性能。主频仅是CPU性能表现的一方面,而不代表CPU的整体性能。,常见CPU参数解释,2023/9/15,东北大学 焦明海,主频CPU的主频不代表CPU的速度,但提高主频对于提高CPU运算速度却至关重要。举例来说,假设某个CPU在一个时钟周期内执行一条运算指令,那么当CPU运行在100MHz主
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