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芯片架构是什么

程序员文章站 2022-04-07 21:09:31
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芯片架构是什么

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  芯片架构即cpu架构,CPU架构是CPU厂商给属于同一系列的CPU产品定的一个规范,主要目的是为了区分不同类型CPU的重要标示。目前市面上的CPU分类主要分有两大阵营,一个是intel、AMD为首的复杂指令集CPU,另一个是以IBM、ARM为首的精简指令集CPU。两个不同品牌的CPU,其产品的架构也不相同,例如,Intel、AMD的CPU是X86架构的,而IBM公司的CPU是PowerPC架构,ARM公司是ARM架构。

总体架构

  Core架构的Merom处理器确实性能强劲。在多项测试中,频率2GHz的T7200能战胜频率2.33GHz的T2700就是最好的证明。但是您同时也注意到了,在移动平台Merom虽然性能强劲,但并没有给您带来太大的惊喜。虽然胜过Yonah,但幅度都不大,而且在一些测试项中,频率稍低的T7200也是输给了T2700的。因此可能在移动平台Core微架构的优势不像桌面平台那样出彩——一颗频率最低的E6300也可以全歼高频率的Pentium D。究其原因就是Yonah本身就比较优秀,而不像NetBurst那样失败,况且Core微架构本身就是在Yonah微架构改进而来,成绩不会形成太大的反差也在情理之中。

  Core微架构是Intel的以色列设计团队在Yonah微架构基础之上改进而来的新一代微架构。最显著的变化在于在各个关键部分进行强化。为了提高两个核心的内部数据交换效率采取共享式二级缓存设计,2个核心共享高达4MB的二级缓存。其内核采用较短的14级有效流水线设计,每个核心都内建32KB一级指令缓存与32KB一级数据缓存,2个核心的一级数据缓存之间可以直接传输数据。每个核心内建4组指令解码单元,支持微指令融合与宏指令融合技术,每个时钟周期最多可以解码5条X86指令,并拥有改进的分支预测功能。每个核心内建5个执行单元子系统,执行效率颇高。加入对EM64T与SSE4指令集的支持。由于对EM64T的支持使得其可以拥有更大的内存寻址空间,弥补了Yonah的不足,在新一代内存消耗大户——Vista操作系统普及之后,这个优点可以使得Core微架构拥有更长的生命周期。而且使用了Intel最新的五大提升效能和降低功耗的新技术,包括:具有更好的电源管理功能;支持硬件虚拟化技术和硬件防病毒功能;内建数字温度传感器;提供功率报告和温度报告等。尤其是这些节能技术的采用对于移动平台意义尤为重大。

  另外 酷睿支持64位

  基于Core架构处理器面对不同消费群族,Core处理器出现了小小的分工,专门面对台式机使用的Conroe,笔记本使用Merom,服务器使用WoodCrest,这三款处理器全部基于Core核心架构。

  英特尔处理器包括Core系列桌面型、移动型,以及Xeon处理器,甚至嵌入式处理器,全都将相继进入32纳米制程,逐渐代替了现今的45纳米制程。 随着CES脚步接近,英特尔已透露将在CES上发表多款Core i3、i5桌上型与笔记型处理器,包括笔电的Arrandale与桌电Clarkdale相继采用32纳米制程,强调更小的体积与功耗设计。2009年12月23日英特尔揭露,2010年第一季将推出的嵌入式Xeon处理器也将采用新制程。 09底开始投产的32纳米制程,相较于2008年底的45纳米制程,采用了第二代high-k金属闸极晶体管与浸润式微影技术( immersion lithography),强化对处理器内部用电控管,也比45纳米制程尺寸小30%,简化系统设计。根据英特尔的蓝图,2010第一季将针对嵌入式市场推出32纳米制程,代号为Jasper Forest的嵌入式Xeon处理器,比采用旧制程处理器高出30%到70%的每瓦效能,支持PCI 2.0及I/O虚拟化能力。而企业用的服务器Xeon处理器,随着2010年桌上型处理器Clarkdale的推出,与高阶桌上型市场关系密切的入门级Xeon 3000处理器也会在2009年进入32纳米新制程。

  至于2009年采用Nehalem-EP架构的Xeon 5000,虽然一样采用Nehalem架构,但将在2010年上半年开始采用32纳米新制程,推出Westmere-EP处理器。而原来提供6核心的Xeon 7000处理器也会在2010上半年推出最多8核心的Nehalem-EX,在2010下半年同样进入新制程的Westmere-EX。

  除了嵌入式系统、服务器、笔电与桌上型相继进入新制程后,目前就只剩下低功耗设计的Atom处理器尚未进入,仍采用45纳米制程。

  相较于英特尔在2010年进入新制程,AMD则是要到2011年开始进入32纳米制程,届时将采用新的Bulldozer核心架构设计,包括效能级12至16核心的Interlagos,以及强调能源效益6至8核心的Valencia。

  8核心的CPU 现在不可能对应现在的主板所以不可能大张旗鼓的宣传, 最便宜的8核CPU应该是SONY PS3的CELL, 拥有8个核心浮点性能是酷睿双核的N多倍,而现在4核心都没有普及, AMD INTEL是不会着急大量生产他们的8核CPU的,可以说现在的INTEL 4核心只是把2个酷睿内核封装在一个核心里面, 2个核心之间并没用直接通信, AMD倒是出了真4核,只是现在卖的不好还不能成为主流。总结一下5年之后4核心基本可以替换现在的双核成为主流,而8核心甚至16核心CPU将会成为那时候的高端产品!

发展简述

1、X86

  虽然上面说了按处理器架构分的话,目前就术语本身来说主要有四种说法,即IA-32、IA-64、x86-32、x86-64,但是其实它们分属于两类,IA-32、x86-32都属于x86,即英特尔的32位x86架构,x86-64是AMD在其最新的Athlon 64处理器系列中采用的新架构,但这一处理器基础架构还是IA-32(因英特尔的x86架构并未申请专利保护,所以绝大多数处理器厂商为了保持与Intel的主流处理器兼容,都不得不采用这一x86架构),只是在此架构基础之上作了一些扩展,以支持64位程序的应用,进一步提高处理器的运算性能。x86-64相比Intel的64位服务器处理器产品Itanium和 Itanium 2系列处理器产品来说最大的优点就是可以全面兼容以前的32位x86架构的应用程序,以保护用户以前的投资;而Intel的Itanium和Itanium 2系列处理器需要另外通过软件或硬件来实现对以前32位程序的兼容。

  正因如此,以后我们看到诸如IA-32、x86-32、x86-64要清楚,其实它们都是一类型的,都属于x86架构的。如Intel的32位服务器Xeon(至强)处理器系列、AMD的全系列,还有VIA的全系列处理器产品都属于x86架构的。

2、IA64

  IA-64架构是英特尔为了全面提高以前IA-32位处理器的运算性能,是Intel和Hp共同开发了6年的64位CPU架构,是专为服务器市场开发的一种全新的处理器架构,它放弃了以前的x86架构,认为它严重阻碍了处理器的性能提高。它的最初应用是英特尔的Itanium(安腾)系列服务器处理器,2009年最新的Itanium 2系列处理器也是采用这一架构的。由于它不能很好地解决与以前32位应用程序的兼容,所以应用受到较大的限制,尽管目前Intel采取了各种软、硬方法来弥补这一不足,但随着AMD Operon处理器的全面投入,Intel的IA-64架构的这两款处理器前景不容乐观。

3、RISC

  除了以上所介绍的两类IA架构的服务器处理器外,还有一种主流的处理器架构,也可称之为“RISC”(其实它是一种按处理器指令执行方式划分的类型)。采用这一架构的仍是IBM、SUN和HP等。不过近几年由于这一处理器架构标准没有完全统一、处理器的发展和应用非常缓慢,使得原来本占有的绝大多数中高档服务器市场被IA架构瓜分了大部分*,已是日趋衰落。目前连这几家服务器厂商也开始了自己放弃,转投IA旗下,推出越来越多的IA架构服务器,以保生存。

  目前采用这一架构的主要服务器处理器有IBM的Power4、Compaq Alpha213 64、HP PA-8X00、Sun的UltraSPARC III、SGI的MIPS 64 20Kc等。

4、Intel

简介

  Intel 常见服务器CPU分类。处理器技术发展真是日新月异,上一代产品还没被大家分清,马上就要被下一代产品替代了。在这里根据个人的一些了解,帮大家做个划分。

一,Xeon(至强)

  目前全部Intel IA架构的双路,四路服务器,全部在采用Xeon(至强)CPU,它是基于X86架构的一种服务器专用的CPU 。早期的处理器名称是以数字来表示,并以“86”作为结尾,包括Intel 8086、80186、80286、80386、80486、80586、奔腾系列等等,因此其架构被称为“x86”,至今全部Xeon,包括双核、四核的,全部是基于X86架构的产品。

二,Itanium(安腾)

  安腾处理器也常被称为IA-64位处理器,是Intel公司面向最*的高端应用开发一款纯64位处理器产品,具有64位寻址能力和64位宽的寄存器,它所具备的一系列特性,如EPIC指令等,都是为要求最苛刻的计算及企业级需求而设计的。对于最苛求性能的企业或者需要高性能运算功能支持的应用(包括电子交易安全处理、超大型数据库、电脑辅助机械引擎、尖端科学运算等)而言,Itanium处理器很好的满足了用户的要求。

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