本文目录一览:
- 1、取代商务大本 明基高配版CULV S43评测
- 2、求教奔腾与AMD的区别
- 3、cpu的概念是什么?
- 4、CPU知识~
- 5、请电脑高手对CPU这一词语进行详细的说明一下!在下是电脑初学者!
- 6、为啥INTEL一直不肯放弃X86架构
取代商务大本 明基高配版CULV S43评测
【IT168 产品评测】在CULV1.0时代,受限于CPU的性能,使得CULV更多的是以办公机形象出现,虽然也曾有一些加入了独显的机型出现,但是单核心的SU3500还是不能更好的发挥整机的优势。进入CULV2.0时代,性能更高的处理器的加入使得独显机型的实用化被进一步提高,之前我们评测过的搭载双核心SU4100处理器和HD4330独立显卡的明基S43就是其中的代表。不过这次我们评测的主角是明基S43的高配版S43-GC14,除了保持了独立显卡不变外,在CPU、内存、硬盘上较之前版本的S43-LC10都有了更大的升级,整机性能更加强劲,加上CULV长续航的特点,明基高配版S43取代传统商务大本的优势更加明显。
升级版本的明基S43-GC14(以下简称明基S43)在外观上和S43-LC10保持了一致,主要的改进在配置方面,CPU升级为英特尔低电压双核心SU7300,内存为4GB DDR3 1066,标配500G大容量硬盘,独立显卡依然为HD4330,此外S43还采用了DVD刻录机,这在CULV产品中比较少见的,也使得S43的应用范围更加广泛。除了配置上的提升,明基S43不含充电器的重量仅为2.06千克,当然了尺寸方面S43也相应的增大到了338mmX237mmX23-29mm,,旅行重量也相应增加到了2.444kg。
优点:采用性能较高硬件配置,配备HD 4330独立显卡,内置DVD刻录机,比传统商务大本续航时间更长
缺点:相比普通CULV单机重量略大,不过比14英寸大本就要轻便多了
BENQ S43 -GC14笔记本规格
处理器子系统
处理器型号
Mobile DualCore Intel SU7300
代号
Penryn-2M
核心陆宏/线程数量
2/2
主频
1.3GHz
倍频范围
6x-6.5x
外部总线
200MHz FSB
L1 Code Cache
每核心32 KB
L1 Data Cache
每核心32 KB
L2 Cache
3 MB
处理器指令集
x86, x86-64, MMX, SSE, SSE2, SSE3, SSSE3,EM64T
主板
主板型号
BenQ NAW20
芯片组
MCH:Intel GS45
ICH:ICH-9M
支持内存类型
SO-DIMM DDR3-1066
最大扩展容量
8GB
配置内存类型
2x Hynix HMT125S6BFR8C-G7(2GB SO-DIMM DDR3-1066)
图形子系统
显卡类型
独立型
显卡型号
ATi Mobility Radeon HD 4330
核心代号
M92
核心频率
450MHz
显存容量
512MB
存储闹悉宴子系统
磁盘控制器
Intel ICH9M-E/M SATA AHCI Controller
硬盘
希捷ST9500325AS ATA Device (500 GB, 5400 RPM, SATA-II)
光驱
HL-DT-ST DVDRAM GT30N
声音子系统
声卡
Realtek ALC272
音箱
2只,位于机身底部前端左右两侧
网络连通性
有线网络
Realtek RTL8168D/8111D Family PCI-E Gigabit Ethernet NIC
WLAN网络
Atheros AR928X Wireless Network Adapter
蓝牙
-
红外
-
显示屏
尺寸
14(16:9)
分辨率
1366 x 768
背光类型
LED
电池
电池型号
BATAW20L62
电池类型
锂电池
容量
11.1V/5200mAh/58Wh
接口和特殊功能
安全芯片
-
摄像头
1X130万像素
USB端口
2个USB 2.0
IEEE1394
-
eSATA
1个与USB2.0混用
视频接口
1个VGA、1个HDMI
音频接口
1个耳机插孔、1个麦克风插孔
读卡器
SD卡四合一
网卡接口
1个RJ-45网口
电源接口
1个
扩展槽
-
其它接口
-
物理规格
笔记本尺寸
338mmX237mmX23-29mm(长x宽x厚)
笔记本净重
2.068kg
旅行重量(含适配器)
2.444kg
整体外观、屏幕及接口
明基S43高配版在液银外观上和之前版本基本保持一致。只是高配版S43的A面和B面采用了统一的黑色配色方案,虽然黑色的顶盖看起来不如蓝色时尚,不过也显得更专业一些。而同时A面顶盖、B面屏幕边框以及C面键盘周围的面板均采用了流行的类钢琴漆效果,而其余部分则采用了黑色消光处理效果。
这款产品的设计风格延续了明基轻薄型产品的简约风格,黑色类钢琴漆顶盖表面只有一个银白色的“BENQ”的logo,标明身份的同时也起到了很好的点缀作用,同时也将这款产品的简约设计风格表露无遗。根据明基的官方资料,这款产品的外壳采用一体成型技术,同时表面经过IMR(In Molding Decoration)工艺处理,可以有效的避免刮伤。
S43的B面采用了类钢琴漆效果边框与镜面液晶屏的组合,具有很好的视觉效果,而在正面观看时,并不会影响对屏幕内容的观看。在B面屏幕正上方,S43设计了一颗130万像素的摄像头,这也是近来大部分笔记本产品所共有的设计思路。内置麦克风则被设计在了摄像头的左侧,可以方便用户在视频时进行沟通,如果能采用阵列式麦克风效果就更好了。
这款产品的C面依然是采用了以暗色为主的色调,键盘周边的面板部位采用了与顶盖一样的类钢琴漆效果处理,而掌托部位则采用了消光黑效果辅以金属冲压点状设计形成了一个很好的过渡。
在键盘部分,S43采用了明基产品所惯用的“巧克力”键盘,由于14英寸机身尺寸足够大,所以按键面积均没有缩水,按键表面经过磨砂效果处理,增加摩擦力,还可以避免沾染太多指纹,同时还与周围的类钢琴漆面板形成了对比。这款产品的键盘按键行程稍大一些,喜欢长键程的用户或许会很喜欢。
S43的触摸板采用了一体式设计,黑色的触摸板表面采用了凸点设计,与掌托部位的金属冲压效果造成的凹点在手感上有一个较明显的差别,这也为用户在黑暗环境下使用提供了方便。触摸板的按键同样采用了一体式设计,按键表面采用了电镀效果处理,较容易沾染指纹。另外按键的个人感觉手感偏硬一点,因人而异吧。
与明基以往的轻薄型笔记本一样,这款S43也为用户提供了足够多的接口,包括主流的HDMI、e-SATA等接口一个不少,S43的主要接口均分布于产品的两侧,左侧依次是电源接口、风扇散热口、VGA输出、HDMI、RJ45、e-SATA/USB2.0混用接口。而在机身右侧,则依次设计了音频输入输出、2个USB2.0、光驱,而读卡器则被设计在了机身前端。
在硬件配置方面,这款S43采用了3MB二级缓存的酷睿2双核处理器SU7300,与之搭配的则是GS45芯片组,内置4GB DDR3 1066内存、500GB硬盘,而这样的配置也是目前大部分主流CULV产品的搭配方式。不过需要指出的是,这款S43为用户配备了ATi Mobility Radeon HD 4330显示芯片,为一些有较高图形处理需求的用户提供了使用上的方便。
硬件配置 主流配件、独显与双核处理器的组合
在硬件配置方面,这款S43采用了3MB二级缓存的酷睿2双核处理器SU7300,与之搭配的则是GS45芯片组,而4GB DDR3 1066内存+5000GB硬盘的配置几乎是目前主流CULV产品的最高规格。不过需要指出的是,这款S43为用户配备了ATi Mobility Radeon HD 4330显示芯片,为一些有较高图形处理需求的用户提供了使用上的方便。
SU7300处理器属于Intel CULV处理器序列中酷睿2双核ULV性能级双核心系列产品,采用45nm制程工艺,外频为200 MHz,支持800MHz FSB,内置3MB二级缓存,主频1.3GHz。这颗处理器的工作电压仅0.875V,支持MMX、SSE、SSE2、SSE3、SSSE3、SSE4.1和EM64T。这款SU7300的TDP为10W,明显的低于主流的酷睿双核处理器,但是却要高于单核心的产品。
S43采用了独立的ATi Mobility Radeon HD 4330显示芯片,可以为用户提供远远超出集成显卡的性能。HD4330的GPU核心代号为M92,工艺制程55nm,显存容量为512MB GDDR3。4330芯片集成了2.42亿个晶体管、80个SP单元、支持64-bit GDDR3/DDR3/DDR2显存,支持12x CFAA反锯齿、DX10.1和OpenGL 2.0,不支持CrossFireX。另外HD4330还支持PowerPlay、PowerXpress、Swithable Graphics等一系列节能技术。
S43的显示器采用了友达AUO213C面板,可视面积13.9英寸,采用LED背光设计,宽高比为16:9,最佳分辨率1366×768。
在存储系统方面,S43配备双通道4GB现代Hynix HMT125S6BFR8C-G7 DDR3 1066MHz内存,对于绝大部分用户来说,这样的内存容量足够运行Windows 7与大多数常用软件,同时满足大部分主流3D游戏应用也是绰绰有余,不需要日后升级。硬盘方面则是配备了500GB的东芝TOSHIBA硬盘,除了拥有500GB大容量存储能力之外,这块转速达到5400转的硬盘还支持SATA-II接口,配合ICH9M可以达到更快的3.0Gbps传输速率。
网络通信能力方面,S43采用了Atheros AR928X无线网卡与Realtek Realtek RTL8168D/8111D千兆网卡的搭配方式,无线网卡部分支持802.11a/g/n协议,最高速度可以达到150Mbps。
系统评估 图形处理能力整体提升明显
我们采用了一系列的测试软件来测定这款S43的实际表现,在测试中我们安装了Windows 7 操作系统进行测试。测试内容则包括了系统评估、PCMark Vantange等多款测试软件。
测试软件环境
操作系统
Microsoft Windows 7 Ultimate 6.1.7600
芯片组驱动
程序
Microsoft 6.1.7600.16385
显卡
驱动程序
ATI 8.640.0.0
网卡
驱动程序
Realtek 7.2.1127.2008
Atheros 8.0.0.177
声卡
驱动程序
Realtek 6.0.1.5911
Windows体验索引得分是通过Windows内建的计算机性能评估系统对笔记本电脑进行性能表现的检测。评估软件通过对处理器、内存、图形、游戏性能、主硬盘五个组件的性能表现给出相应得分,可以帮助普通用户快速的判断系统的平衡性和各个子系统的基本表现。Windows Vista体验索引得分
最终得分
3.9
处理器
3.9
内存
4.8
图形
4.4
游戏图形
5.9
主硬盘
5. 8
从系统评估来看,这款S43的整体最终得分为3.9,在各个子项中,处理器依然成为了整个系统的瓶颈,而以往CULV机型的弱点图形处理性能则得到了相对较高的4.4分和5.9分。这样的得分表明这款独显型CULV笔记本在游戏、商业3D方面的显示性能比桌面显示性能要略强一些。
在其他的子项中,由于S43虽然配置了4GB的内存,不过由于预装的是32位Win7系统,实际上可用内存为2.96GB, 4.8分的内存得分相比之前版本并没提升,不过在实际应用中或者在更换64位系统后相信性能会有进一步的提升。而硬盘部分得益于SATA-II接口的3.0Gbps传输速率、500GB的大容量和5400转的转速,得到了5.8分的成绩,相比之前版本的320G硬盘得分提高了0.2,可能是得益于更大的单碟容量带来的读写速度的提升。
综合系统评估得分来分析,处理器的瓶颈会更多的体现在一些大型软件的应用中,另外一些要求处理器运算性能较高的软件也会成为SU7300器的梦魇。桌面图形处理性能的提升宣告了CULV用户从此不必再为是否开启桌面特效而发愁,而游戏性能的提升则可以让用户在使用中进一步扩展这款产品的应用范围。
整机性能 处理器瓶颈体现明显 整体性能达到主流表现
在整机性能测试部分,我们主要使用了PCMark Vantange、HD TUNE、EVEREST、CINEBENCH R10等测试软件。
PCMark Vantage是Futuremark发布的新一代PCMark基准测试软件,可以衡量各种类型PC的综合性能。相对于上一个版本PCMark06,PCMark Vantage的整体结构有了较为明显的变化,由以前按照PC的几个子系统逐渐转变为按照用途划分子项,更贴近用户的实际使用,针对性也更强,对用户的参考价值也更大一些。它取消了原有的处理器和图形子项,保留了系统总体得分和HDD(硬盘)两个子项,同时增加了Memories(记忆)、TV and Movie(视频)、Gaming(游戏)、Music(音乐)、Communication(通信)和Productivity(生产力)几个新的项目。比较适合衡量PC的家用娱乐性能。
Futuremark PCMark Vantage Professional Edition 1.0.0.0
PCMark Suite
2764CMarks
Memories
1981
TV and Movies
2080
Gaming
2331
Music
3053
Communications
2604
Productivity
2018
HDD
3026
从PCMark Vantage的2729整体测试成绩来看,这款S43配置的双核处理器与独立显卡是取得相对较高测试成绩的关键,而一些配置相同的采用集成显卡的产品这部分测试成绩往往在2500分左右,同时也可以看到总成绩比之前版本的S43要高出50多分,主要体现在内存、视频和游戏子项目上的提高。所以更高分数的测试成绩也表明,以S43这样的配置及性能在应用中可以满足绝大部分家庭娱乐日常使用的需求,而同时除了影音娱乐方面的应用之外,用户还可以将其应用范围扩展到一定范围的3D游戏应用上。
从分类测试成绩看,TV and Movie(视频)和Gaming(游戏)这两个子项的测试成绩要低于平均成绩不少,不过和之前版本的S43测试成绩相比,还是有一定提高的。从Futuremark官方白皮书对这两个个子项测试的解说来看,出现这样成绩趋势的主要原因是由于这两个项目在测试中对处理器的相关性能有一定的要求所致,但是与以往的CULV产品相比,由于采用了性能较高的独立显卡,所以我们看到这部分的得分也出现了相应的提升,不再像过去那样徘徊在1500分以下,而是普遍都在2000分以上。
而从Music(音乐)、Communication(通信)和Productivity(生产力)等几个在测试中过多依赖磁盘性能的子项测试成绩来看,由于明基为S43配备的500BG硬盘拥有相对不错的的磁盘性能,所以即使处理器性能略差一些,但是其综合的表现满足绝大部分的日常办公与家庭娱乐应用是毫无问题的。
由于S43采用了独立显卡,所以在图形部分的测试中,我们也相应的换用了3DMark Vantage来进行测试,3DMark Vantage是Futuremark最新的显卡测试软件,这是业界第一套专门基于微软DX10 API接口、Windows Vista操作系统打造的综合性基准测试工具,能全面发挥多路显卡、多核心处理器的优势,可以在当前和未来一段时间内满足PC系统游戏性能测试需求。3DMark Vantage提供了全新打造的两个图形测试项目、两个处理器测试项目、六个特性测试项目,并引入四种不同等级的参数预设(Preset),可以更细致地反映系统性能等级。在测试中,我们将系统分辨率调整为同一的1024×768,使用测试软件提供的Entry模式来进行测试。
Futuremark 3DMark Vantage v1.01
Preset=Entry Resolution=1024x768
3DMark Score
E3454
Graphics Score
3900
CPU Score
2571
Jane Nash
10.0FPS
New Calico
12.90PS
AI Test
338.9 operations/s
Physics Test
3.83 operations/s
从上面的测试成绩来看,由于采用了较高性能的独立显卡,所以S43在这部分的测试成绩还是相当理想的,3454分的综合得分与3900分的GPU测试成绩都比之前版本的S43提升显著,也表明这款产品可以应付一部分主流的游戏应用,在运行大型游戏或软件时系统反应迟滞会减少。
电池续航 大容量电池保证5小时使用时间
S43标配了11.1V,5200mAh的锂电池,我们主要采用了Mobile Mark2007软件来模拟日常办公和多媒体制作等主要应用对续航能力进行全面考核。MobileMark 2007是一款基于真实应用的笔记本电池续航能力和性能评估软件。它支持64bit/32bit版本的Windows Vista/XP(Professional/Home)。它具有三种测试模式:Productivity module、DVD module、Reader module,分别会调用Adobe AcrobatReader 7.0、Adobe Illustrator CS2、Adobe Photoshop CS2、Apple Quicktime 7.1、Intervideo WinDVD 8、Macromedia Flash 8、Microsoft Office 2003 Pro、Microsoft Project 2003、Winzip 10.0。
在笔记本上,我们会运行Productivity module和DVD module两项测试,并且记录其性能得分和续航时间。在上网本上,我们则会运行Reader module和DVD module。在这款产品上我们共测试了高强度办公和DVD播放两个环节,其中高强度办公环节模拟运行用户日常办公接触到的种种软件,并且系统会夹杂不等的间歇时间,以最大程度模拟用户操作环境。而DVD测试部分则是模拟家用环境中比较极端的DVD播放测试,我们在测试DVD module时采用了虚拟光驱,计算机在测试时由硬盘读取数据,所以测试数据与采用光驱的会有一定偏差,不过我们认为这样的测试方法反而要比采用光驱读取DVD更能贴近用户的使用习惯,毕竟大多数用在回放视频时还是更多的从硬盘读取数据。
BAPCo MobileMark 2007 Release 1.05.861
测试起始电池电量=100%,测试结束电池电量=5%
0Productivity 2007 Battery Life Rating
289分钟
Performance Qualification
144
DVD 2007 Battery Life Rating
219分钟
在测试中,我们关闭屏保、休眠,并设置电池和系统均为最高性能模式,在办公环境测试环节中,S43的这块电池在剩余电量7%的条件下为用户提供了高达289分钟的续航时间,这样的成绩对于一款配备独立显卡的产品来说是很出色的,毕竟HD 4330的功耗要远高于GS45集成的X4500显卡。而DVD播放测试部分的最终成绩为219分钟,考虑到我们在DVD播放测试部分采用虚拟光驱需要频繁的进行硬盘读写操作,所以DVD播放续航能力相比办公续航能力减少是可以接受的,不过相对于320G硬盘的S43来说,500G的高配版S43由于硬盘密度更高,读取单位数据的磁头操作次数要低一些,所以在续航时间上要稍微长一点点。
可以说这样的成绩对于一款采用了独立显卡的CULV笔记本来说,完全发挥了CULV平台与大容量电池的优势,即使显卡增加了系统的功耗,但是大容量电池与处理器、芯片组等配件的低功耗很好的弥补了这一缺点。而对于最终用户来说,这样的电池续航时间足以满足一定强度的使用需求,用户完全可以在外出工作时只携带笔记本,提高了产品的移动能力。相比传统商务大本来说,明基S43性能可以满足商务需要,而续航时间更长,机身更加轻便,可以说完全可以作为商务大本的替代。
评测总结:独显和刻录机拓展产品应用范围 较长续航与能够应付一定程度游戏应用是主要卖点,也是传统商务大本的替代品
明基S43高配版带来的性能提升时明显的,从测试结果来看这款产品适合进行以日常办公、文本应用、简单图形处理、简单3D游戏以及影视娱乐为主的用户,同时这款产品也相当适合那些要求高电池续航能力,但是又想享受独立显卡带来的性能提升的用户。
性能上虽然不能和同价位的Intel T、P系列处理器平台相比,不过作为定位于商务应用的CULV笔记本,明基S43在续航时间、功耗和发热控制、重量上比传统商务大本优势明显,而性能又足以满足商务应用需求,在处理器升级为酷睿2双核SU7300后,带来的性能提升也是明显的,所以从这个角度来讲,明基S43很适合取代传统商务大本,成为移动办公商务人士的很好选择。
求教奔腾与AMD的区别
AMD,
AMD是INTEL竞争对手,厅族同样频率下,AMD强于奔腾
同样性能下,AMD便宜与INTEL32位时代。(64位还在关注中)
当然AMD相对奔腾来说也有类似奔腾阉割版本的塞羊似的闪龙。
注意闪龙是AMD的。塞羊是INTEL的。
闪龙是阉割,但不绝对。64位也叫闪龙孝毕。呵呵
所谓阉割的是32位的闪龙。
也就是目前装机器最多的CPU,一般搭配NF2芯片组,
比较常见的是扮慎弊和EPOX的8RDA3系列主板,注意,EPOX是牌子,8RDA3G是主板名称,
NF2是芯片组名称。
INTEL方面就是845PE 865PE 875PE,假如你买奔腾系列就必须买对应的主板,
32位时代就是这些845PE 865PE 875PE的,875PE可以当服务器用。
呵呵这个问题太大了~不过从个人感觉来说,同级的p4比amd的要稳定,速度差不多,amd比p4的发热量大,amd比p4的超频性能好
cpu的概念是什么?
CPU是计算机中负责读取指令,对指令译码世亮并执行指令的核心部件。CPU是计算机的运算和控制核心。计算机系统中所有软件层的操作,最终都将通过指令集搜仿宽映射为CPU的操作。
CPU的结构分为运算逻辑部件、寄存器部件和控制部件等。运算逻辑部件主要进行相关的逻辑运算,此外还可以执行定点或浮点算术运算操作及地址运算和转换等命令,是一种多功能运算单元;寄存器部件用来暂存大余指令、数据和地址;控制部件对指令进行分析并能发出相应的控制信号。
扩展资料:
CPU未来发展
通用中央处理器(CPU)芯片是信息产基础部件,也是武器装备核心器件。我国缺少具有自主知识产权的CPU技术和产业,不仅造成信息产业受制于人,而且国家安全也难以得到全面保障。“十五”期间,国家“863计划”开始支持自主研发 CPU。
“十一五”期间,“核心电子器件、高端通用芯片及基础软件产品”重大专项将“863计划”中的CPU成果引入产业。从“十二五”开始,我国在多个领域进行自主研发CPU的应用和试点,在一定范围内形成了自主技术和产业体系,可满足武器装备、信息化等领域的应用需求。
参考资料来源:百度百科-CPU
CPU知识~
“G” 是“10亿”英文缩写。1G=1000M。“M”是英文“miliion”英特尔未来将完全专注于“x86S”纯64位架构,移除传统模式并简化设计的所写英特尔未来将完全专注于“x86S”纯64位架构,移除传统模式并简化设计,意思是"百万"。
Hz是物理上英特尔未来将完全专注于“x86S”纯64位架构,移除传统模式并简化设计,频率的单位。念作“赫兹”。
1Hz表示一秒钟 震荡一次。举例:如果一个钟摆一秒钟摆动一次,那么可以说他的频团丛洞率就是1Hz.如果一秒钟他摆动100次,那么就是100Hz.
不过Hz是用在电子科学上的单位,如上的比郑茄喻不过是为了好理解。
cpu里面也是一样,不过表塌枯示的电子的震荡频率。
2.4GHz表示的就是,在这个处理器中,电子时钟每秒钟震荡了2400000000次。
这个表示的就是处理器的主频。这个数据从“一个方面上”表明了cpu的性能。但是不表示所有cpu性能的对比。
举例来说,假设cpuA,频率是1GHz.和cpuB, 频率是2GHz.这个是不是表明cpuA性能不如cpuB呢英特尔未来将完全专注于“x86S”纯64位架构,移除传统模式并简化设计?
不一定。因为,如果cpuA虽然频率只有1Ghz,但是每次震荡(就是每Hz)能够处理3个数据。
而cpuB虽然频率是2GHz,但是每次震荡只能处理1个数据。
那么你说哪个强呢?肯定是频率低的cpuA反而强。
所以cpu的频率只能在设计相似的cpu中进行比较。不同设计的cpu比较频率并不能比较出性能高低。例如P4只能和P4比较频率。
酷瑞2只能和酷瑞2比较频率。如果直接比较他们的频率来比较性能的话,得出的结果是错误的。
影响cpu性能的因素很多,对于不懂的人来说无从辨别。
其实你记住一个真理就是了。一分钱一分货。
价格相近的cpu,性能相近。
因此,外行买cpu的时候从价格上来比较最好。
请电脑高手对CPU这一词语进行详细的说明一下!在下是电脑初学者!
CPU是中央处神念理单元(Central Process Unit)的缩写,它可以被简称做微处理器。(Microprocessor),不过经常被人们散唯直接称为处理器(processor)。不要因为这些简称而忽视它的作用,CPU是计算机的核心,其重要性好比心脏对于人一样。实际上,处理器的作用和大脑更相似,因为它负责处理、运算计算机内部的所有数据,而主板芯片组则更像是心脏,它控制着数据的交换。CPU的种类决定了你使用的操作系统和相应的软件。CPU主要由运算器、控制器、寄存器组和内部总线等构成,是PC的核心,再配上储存器、输入/输出接口和系统总线组成为完整的PC。
CPU的基本结构、功能及参数CPU主要由运算器、控制器、寄存器组和内部总线等构成。寄存器组用于在指令执行过后存放操作数和中间数据,由运算器完成指令所规定的运算及操作。
CPU主要的性能指标有:
1.主频
主频也叫时钟频率,单位是MHz,用来表示CPU的运算速度。CPU的主频=外频×倍频系数。很多人认为主频就决定着CPU的运行速度,这不仅是个片面的,而且对于服务器来讲,这个认识也出现了偏差。至今,没有一条确定的公式能够实现主频和实际的运算速度两者之间的数值关系,即使是两大处理器厂家Intel和AMD,在这点上也存在着很大的争议,我们从Intel的产品的发展趋势,可以看出Intel很注重加强自身主频的发展。像其他的处理器厂家,有人曾经拿过一块1G的全美达来做比较,它的运行效率相当于2G的Intel处理器。
所以,CPU的主频与CPU实际的运算能力是没有直接关系的,主频表示在CPU内数字脉冲信号震荡的速度。在Intel的处理器产品中,我们也可以看到这样的例子:1 GHz Itanium芯片能够表现得差不多跟2.66 GHz Xeon/Opteron一样快,或是1.5 GHz Itanium 2大约跟4 GHz Xeon/Opteron一样快。CPU的运算速度还要看CPU的流水线的各方面的性能指标。
当然,主频和实际的运算速度是有关的,只能说主频仅仅是CPU性能表现的一个方面,而不代表CPU的整体性能。
2.外频 外频是CPU的基准频率,单位也是MHz。CPU的外频决定着整块主板的运行速度。说白了,在台式机中,我们所说的超频,都是超CPU的外频(当然一般冲瞎培情况下,CPU的倍频都是被锁住的)相信这点是很好理解的。但对于服务器CPU来讲,超频是绝对不允许的。前面说到CPU决定着主板的运行速度,两者是同步运行的,如果把服务器CPU超频了,改变了外频,会产生异步运行,(台式机很多主板都支持异步运行)这样会造成整个服务器系统的不稳定。
目前的绝大部分电脑系统中外频也是内存与主板之间的同步运行的速度,在这种方式下,可以理解为CPU的外频直接与内存相连通,实现两者间的同步运行状态。外频与前端总线(FSB)频率很容易被混为一谈,下面的前端总线介绍我们谈谈两者的区别。
3.前端总线(FSB)频率 前端总线(FSB)频率(即总线频率)是直接影响CPU与内存直接数据交换速度。有一条公式可以计算,即数据带宽=(总线频率×数据位宽)/8,数据传输最大带宽取决于所有同时传输的数据的宽度和传输频率。比方,现在的支持64位的至强Nocona,前端总线是800MHz,按照公式,它的数据传输最大带宽是6.4GB/秒。
外频与前端总线(FSB)频率的区别:前端总线的速度指的是数据传输的速度,外频是CPU与主板之间同步运行的速度。也就是说,100MHz外频特指数字脉冲信号在每秒钟震荡一亿次;而100MHz前端总线指的是每秒钟CPU可接受的数据传输量是100MHz×64bit÷8bit/Byte=800MB/s。
其实现在“HyperTransport”构架的出现,让这种实际意义上的前端总线(FSB)频率发生了变化。之前我们知道IA-32架构必须有三大重要的构件:内存控制器Hub (MCH) ,I/O控制器Hub和PCI Hub,像Intel很典型的芯片组 Intel 7501、Intel7505芯片组,为双至强处理器量身定做的,它们所包含的MCH为CPU提供了频率为533MHz的前端总线,配合DDR内存,前端总线带宽可达到4.3GB/秒。但随着处理器性能不断提高同时给系统架构带来了很多问题。而“HyperTransport”构架不但解决了问题,而且更有效地提高了总线带宽,比方AMD Opteron处理器,灵活的HyperTransport I/O总线体系结构让它整合了内存控制器,使处理器不通过系统总线传给芯片组而直接和内存交换数据。这样的话,前端总线(FSB)频率在AMD Opteron处理器就不知道从何谈起了。
4、CPU的位和字长
位:在数字电路和电脑技术中采用二进制,代码只有“0”和“1”,其中无论是 “0”或是“1”在CPU中都是 一“位”。
字长:电脑技术中对CPU在单位时间内(同一时间)能一次处理的二进制数的位数叫字长。所以能处理字长为8位数据的CPU通常就叫8位的CPU。同理32位的CPU就能在单位时间内处理字长为32位的二进制数据。字节和字长的区别:由于常用的英文字符用8位二进制就可以表示,所以通常就将8位称为一个字节。字长的长度是不固定的,对于不同的CPU、字长的长度也不一样。8位的CPU一次只能处理一个字节,而32位的CPU一次就能处理4个字节,同理字长为64位的CPU一次可以处理8个字节。
5.倍频系数
倍频系数是指CPU主频与外频之间的相对比例关系。在相同的外频下,倍频越高CPU的频率也越高。但实际上,在相同外频的前提下,高倍频的CPU本身意义并不大。这是因为CPU与系统之间数据传输速度是有限的,一味追求高倍频而得到高主频的CPU就会出现明显的“瓶颈”效应—CPU从系统中得到数据的极限速度不能够满足CPU运算的速度。一般除了工程样版的Intel的CPU都是锁了倍频的,而AMD之前都没有锁,现在AMD推出了黑盒版CPU(即不锁倍频版本,用户可以自由调节倍频,调节倍频的超频方式比调节外频稳定得多。)
6.缓存
缓存大小也是CPU的重要指标之一,而且缓存的结构和大小对CPU速度的影响非常大,CPU内缓存的运行频率极高,一般是和处理器同频运作,工作效率远远大于系统内存和硬盘。实际工作时,CPU往往需要重复读取同样的数据块,而缓存容量的增大,可以大幅度提升CPU内部读取数据的命中率,而不用再到内存或者硬盘上寻找,以此提高系统性能。但是由于CPU芯片面积和成本的因素来考虑,缓存都很小。
L1 Cache(一级缓存)是CPU第一层高速缓存,分为数据缓存和指令缓存。内置的L1高速缓存的容量和结构对CPU的性能影响较大,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。一般服务器CPU的L1缓存的容量通常在32—256KB。
L2 Cache(二级缓存)是CPU的第二层高速缓存,分内部和外部两种芯片。内部的芯片二级缓存运行速度与主频相同,而外部的二级缓存则只有主频的一半。L2高速缓存容量也会影响CPU的性能,原则是越大越好,以前家庭用CPU容量最大的是512KB,现在笔记本电脑中也可以达到2M,而服务器和工作站上用CPU的L2高速缓存更高,可以达到8M以上。
L3 Cache(三级缓存),分为两种,早期的是外置,现在的都是内置的。而它的实际作用即是,L3缓存的应用可以进一步降低内存延迟,同时提升大数据量计算时处理器的性能。降低内存延迟和提升大数据量计算能力对游戏都很有帮助。而在服务器领域增加L3缓存在性能方面仍然有显著的提升。比方具有较大L3缓存的配置利用物理内存会更有效,故它比较慢的磁盘I/O子系统可以处理更多的数据请求。具有较大L3缓存的处理器提供更有效的文件系统缓存行为及较短消息和处理器队列长度。
其实最早的L3缓存被应用在AMD发布的K6-III处理器上,当时的L3缓存受限于制造工艺,并没有被集成进芯片内部,而是集成在主板上。在只能够和系统总线频率同步的L3缓存同主内存其实差不了多少。后来使用L3缓存的是英特尔为服务器市场所推出的Itanium处理器。接着就是P4EE和至强MP。Intel还打算推出一款9MB L3缓存的Itanium2处理器,和以后24MB L3缓存的双核心Itanium2处理器。
但基本上L3缓存对处理器的性能提高显得不是很重要,比方配备1MB L3缓存的Xeon MP处理器却仍然不是Opteron的对手,由此可见前端总线的增加,要比缓存增加带来更有效的性能提升。
7.CPU扩展指令集
CPU依靠指令来计算和控制系统,每款CPU在设计时就规定了一系列与其硬件电路相配合的指令系统。指令的强弱也是CPU的重要指标,指令集是提高微处理器效率的最有效工具之一。从现阶段的主流体系结构讲,指令集可分为复杂指令集和精简指令集两部分,而从具体运用看,如Intel的MMX(Multi Media Extended)、SSE、 SSE2(Streaming-Single instruction multiple data-Extensions 2)、SEE3和AMD的3DNow!等都是CPU的扩展指令集,分别增强了CPU的多媒体、图形图象和Internet等的处理能力。我们通常会把CPU的扩展指令集称为”CPU的指令集”。SSE3指令集也是目前规模最小的指令集,此前MMX包含有57条命令,SSE包含有50条命令,SSE2包含有144条命令,SSE3包含有13条命令。目前SSE3也是最先进的指令集,英特尔Prescott处理器已经支持SSE3指令集,AMD会在未来双核心处理器当中加入对SSE3指令集的支持,全美达的处理器也将支持这一指令集。
8.CPU内核和I/O工作电压
从586CPU开始,CPU的工作电压分为内核电压和I/O电压两种,通常CPU的核心电压小于等于I/O电压。其中内核电压的大小是根据CPU的生产工艺而定,一般制作工艺越小,内核工作电压越低;I/O电压一般都在1.6~5V。低电压能解决耗电过大和发热过高的问题。
9.制造工艺
制造工艺的微米是指IC内电路与电路之间的距离。制造工艺的趋势是向密集度愈高的方向发展。密度愈高的IC电路设计,意味着在同样大小面积的IC中,可以拥有密度更高、功能更复杂的电路设计。现在主要的180nm、130nm、90nm、65nm、45nm。最近官方已经表示有32nm的制造工艺了。
10.指令集
(1)CISC指令集
CISC指令集,也称为复杂指令集,英文名是CISC,(Complex Instruction Set Computer的缩写)。在CISC微处理器中,程序的各条指令是按顺序串行执行的,每条指令中的各个操作也是按顺序串行执行的。顺序执行的优点是控制简单,但计算机各部分的利用率不高,执行速度慢。其实它是英特尔生产的x86系列(也就是IA-32架构)CPU及其兼容CPU,如AMD、VIA的。即使是现在新起的X86-64(也被成AMD64)都是属于CISC的范畴。
要知道什么是指令集还要从当今的X86架构的CPU说起。X86指令集是Intel为其第一块16位CPU(i8086)专门开发的,IBM1981年推出的世界第一台PC机中的CPU—i8088(i8086简化版)使用的也是X86指令,同时电脑中为提高浮点数据处理能力而增加了X87芯片,以后就将X86指令集和X87指令集统称为X86指令集。
虽然随着CPU技术的不断发展,Intel陆续研制出更新型的i80386、i80486直到过去的PII至强、PIII至强、Pentium 3,最后到今天的Pentium 4系列、至强(不包括至强Nocona),但为了保证电脑能继续运行以往开发的各类应用程序以保护和继承丰富的软件资源,所以Intel公司所生产的所有CPU仍然继续使用X86指令集,所以它的CPU仍属于X86系列。由于Intel X86系列及其兼容CPU(如AMD Athlon MP、)都使用X86指令集,所以就形成了今天庞大的X86系列及兼容CPU阵容。x86CPU目前主要有intel的服务器CPU和AMD的服务器CPU两类。
(2)RISC指令集
RISC是英文“Reduced Instruction Set Computing ” 的缩写,中文意思是“精简指令集”。它是在CISC指令系统基础上发展起来的,有人对CISC机进行测试表明,各种指令的使用频度相当悬殊,最常使用的是一些比较简单的指令,它们仅占指令总数的20%,但在程序中出现的频度却占80%。复杂的指令系统必然增加微处理器的复杂性,使处理器的研制时间长,成本高。并且复杂指令需要复杂的操作,必然会降低计算机的速度。基于上述原因,20世纪80年代RISC型CPU诞生了,相对于CISC型CPU ,RISC型CPU不仅精简了指令系统,还采用了一种叫做“超标量和超流水线结构”,大大增加了并行处理能力。RISC指令集是高性能CPU的发展方向。它与传统的CISC(复杂指令集)相对。相比而言,RISC的指令格式统一,种类比较少,寻址方式也比复杂指令集少。当然处理速度就提高很多了。目前在中高档服务器中普遍采用这一指令系统的CPU,特别是高档服务器全都采用RISC指令系统的CPU。RISC指令系统更加适合高档服务器的操作系统UNIX,现在Linux也属于类似UNIX的操作系统。RISC型CPU与Intel和AMD的CPU在软件和硬件上都不兼容。
目前,在中高档服务器中采用RISC指令的CPU主要有以下几类:PowerPC处理器、SPARC处理器、PA-RISC处理器、MIPS处理器、Alpha处理器。
(3)IA-64
EPIC(Explicitly Parallel Instruction Computers,精确并行指令计算机)是否是RISC和CISC体系的继承者的争论已经有很多,单以EPIC体系来说,它更像Intel的处理器迈向RISC体系的重要步骤。从理论上说,EPIC体系设计的CPU,在相同的主机配置下,处理Windows的应用软件比基于Unix下的应用软件要好得多。
Intel采用EPIC技术的服务器CPU是安腾Itanium(开发代号即Merced)。它是64位处理器,也是IA-64系列中的第一款。微软也已开发了代号为Win64的操作系统,在软件上加以支持。在Intel采用了X86指令集之后,它又转而寻求更先进的64-bit微处理器,Intel这样做的原因是,它们想摆脱容量巨大的x86架构,从而引入精力充沛而又功能强大的指令集,于是采用EPIC指令集的IA-64架构便诞生了。IA-64 在很多方面来说,都比x86有了长足的进步。突破了传统IA32架构的许多限制,在数据的处理能力,系统的稳定性、安全性、可用性、可观理性等方面获得了突破性的提高。
IA-64微处理器最大的缺陷是它们缺乏与x86的兼容,而Intel为了IA-64处理器能够更好地运行两个朝代的软件,它在IA-64处理器上(Itanium、Itanium2 ……)引入了x86-to-IA-64的解码器,这样就能够把x86指令翻译为IA-64指令。这个解码器并不是最有效率的解码器,也不是运行x86代码的最好途径(最好的途径是直接在x86处理器上运行x86代码),因此Itanium 和Itanium2在运行x86应用程序时候的性能非常糟糕。这也成为X86-64产生的根本原因。
(4)X86-64 (AMD64 / EM64T)
AMD公司设计,可以在同一时间内处理64位的整数运算,并兼容于X86-32架构。其中支持64位逻辑定址,同时提供转换为32位定址选项;但数据操作指令默认为32位和8位,提供转换成64位和16位的选项;支持常规用途寄存器,如果是32位运算操作,就要将结果扩展成完整的64位。这样,指令中有“直接执行”和“转换执行”的区别,其指令字段是8位或32位,可以避免字段过长。
x86-64(也叫AMD64)的产生也并非空穴来风,x86处理器的32bit寻址空间限制在4GB内存,而IA-64的处理器又不能兼容x86。AMD充分考虑顾客的需求,加强x86指令集的功能,使这套指令集可同时支持64位的运算模式,因此AMD把它们的结构称之为x86-64。在技术上AMD在x86-64架构中为了进行64位运算,AMD为其引入了新增了R8-R15通用寄存器作为原有X86处理器寄存器的扩充,但在而在32位环境下并不完全使用到这些寄存器。原来的寄存器诸如EAX、EBX也由32位扩张至64位。在SSE单元中新加入了8个新寄存器以提供对SSE2的支持。寄存器数量的增加将带来性能的提升。与此同时,为了同时支持32和64位代码及寄存器,x86-64架构允许处理器工作在以下两种模式:Long Mode(长模式)和Legacy Mode(遗传模式),Long模式又分为两种子模式(64bit模式和Compatibility mode兼容模式)。该标准已经被引进在AMD服务器处理器中的Opteron处理器.
而今年也推出了支持64位的EM64T技术,再还没被正式命为EM64T之前是IA32E,这是英特尔64位扩展技术的名字,用来区别X86指令集。Intel的EM64T支持64位sub-mode,和AMD的X86-64技术类似,采用64位的线性平面寻址,加入8个新的通用寄存器(GPRs),还增加8个寄存器支持SSE指令。与AMD相类似,Intel的64位技术将兼容IA32和IA32E,只有在运行64位操作系统下的时候,才将会采用IA32E。IA32E将由2个sub-mode组成:64位sub-mode和32位sub-mode,同AMD64一样是向下兼容的。Intel的EM64T将完全兼容AMD的X86-64技术。现在Nocona处理器已经加入了一些64位技术,Intel的Pentium 4E处理器也支持64位技术。
应该说,这两者都是兼容x86指令集的64位微处理器架构,但EM64T与AMD64还是有一些不一样的地方,AMD64处理器中的NX位在Intel的处理器中将没有提供。
11.超流水线与超标量
在解释超流水线与超标量前,先了解流水线(pipeline)。流水线是Intel首次在486芯片中开始使用的。流水线的工作方式就象工业生产上的装配流水线。在CPU中由5—6个不同功能的电路单元组成一条指令处理流水线,然后将一条X86指令分成5—6步后再由这些电路单元分别执行,这样就能实现在一个CPU时钟周期完成一条指令,因此提高CPU的运算速度。经典奔腾每条整数流水线都分为四级流水,即指令预取、译码、执行、写回结果,浮点流水又分为八级流水。
超标量是通过内置多条流水线来同时执行多个处理器,其实质是以空间换取时间。而超流水线是通过细化流水、提高主频,使得在一个机器周期内完成一个甚至多个操作,其实质是以时间换取空间。例如Pentium 4的流水线就长达20级。将流水线设计的步(级)越长,其完成一条指令的速度越快,因此才能适应工作主频更高的CPU。但是流水线过长也带来了一定副作用,很可能会出现主频较高的CPU实际运算速度较低的现象,Intel的奔腾4就出现了这种情况,虽然它的主频可以高达1.4G以上,但其运算性能却远远比不上AMD 1.2G的速龙甚至奔腾III。
12.封装形式
CPU封装是采用特定的材料将CPU芯片或CPU模块固化在其中以防损坏的保护措施,一般必须在封装后CPU才能交付用户使用。CPU的封装方式取决于CPU安装形式和器件集成设计,从大的分类来看通常采用Socket插座进行安装的CPU使用PGA(栅格阵列)方式封装,而采用Slot x槽安装的CPU则全部采用SEC(单边接插盒)的形式封装。现在还有PLGA(Plastic Land Grid Array)、OLGA(Organic Land Grid Array)等封装技术。由于市场竞争日益激烈,目前CPU封装技术的发展方向以节约成本为主。
13、多线程
同时多线程Simultaneous multithreading,简称SMT。SMT可通过复制处理器上的结构状态,让同一个处理器上的多个线程同步执行并共享处理器的执行资源,可最大限度地实现宽发射、乱序的超标量处理,提高处理器运算部件的利用率,缓和由于数据相关或Cache未命中带来的访问内存延时。当没有多个线程可用时,SMT处理器几乎和传统的宽发射超标量处理器一样。SMT最具吸引力的是只需小规模改变处理器核心的设计,几乎不用增加额外的成本就可以显著地提升效能。多线程技术则可以为高速的运算核心准备更多的待处理数据,减少运算核心的闲置时间。这对于桌面低端系统来说无疑十分具有吸引力。Intel从3.06GHz Pentium 4开始,所有处理器都将支持SMT技术。
14、多核心
多核心,也指单芯片多处理器(Chip multiprocessors,简称CMP)。CMP是由美国斯坦福大学提出的,其思想是将大规模并行处理器中的SMP(对称多处理器)集成到同一芯片内,各个处理器并行执行不同的进程。与CMP比较, SMT处理器结构的灵活性比较突出。但是,当半导体工艺进入0.18微米以后,线延时已经超过了门延迟,要求微处理器的设计通过划分许多规模更小、局部性更好的基本单元结构来进行。相比之下,由于CMP结构已经被划分成多个处理器核来设计,每个核都比较简单,有利于优化设计,因此更有发展前途。目前,IBM 的Power 4芯片和Sun的 MAJC5200芯片都采用了CMP结构。多核处理器可以在处理器内部共享缓存,提高缓存利用率,同时简化多处理器系统设计的复杂度。
2005年下半年,Intel和AMD的新型处理器也将融入CMP结构。新安腾处理器开发代码为Montecito,采用双核心设计,拥有最少18MB片内缓存,采取90nm工艺制造,它的设计绝对称得上是对当今芯片业的挑战。它的每个单独的核心都拥有独立的L1,L2和L3 cache,包含大约10亿支晶体管。
15、SMP SMP(Symmetric Multi-Processing),对称多处理结构的简称,是指在一个计算机上汇集了一组处理器(多CPU),各CPU之间共享内存子系统以及总线结构。在这种技术的支持下,一个服务器系统可以同时运行多个处理器,并共享内存和其他的主机资源。像双至强,也就是我们所说的二路,这是在对称处理器系统中最常见的一种(至强MP可以支持到四路,AMD Opteron可以支持1-8路)。也有少数是16路的。但是一般来讲,SMP结构的机器可扩展性较差,很难做到100个以上多处理器,常规的一般是8个到16个,不过这对于多数的用户来说已经够用了。在高性能服务器和工作站级主板架构中最为常见,像UNIX服务器可支持最多256个CPU的系统。
构建一套SMP系统的必要条件是:支持SMP的硬件包括主板和CPU;支持SMP的系统平台,再就是支持SMP的应用软件。
为了能够使得SMP系统发挥高效的性能,操作系统必须支持SMP系统,如WINNT、LINUX、以及UNIX等等32位操作系统。即能够进行多任务和多线程处理。多任务是指操作系统能够在同一时间让不同的CPU完成不同的任务;多线程是指操作系统能够使得不同的CPU并行的完成同一个任务
要组建SMP系统,对所选的CPU有很高的要求,首先、CPU内部必须内置APIC(Advanced Programmable Interrupt Controllers)单元。Intel 多处理规范的核心就是高级可编程中断控制器(Advanced Programmable Interrupt Controllers–APICs)的使用;再次,相同的产品型号,同样类型的CPU核心,完全相同的运行频率;最后,尽可能保持相同的产品序列编号,因为两个生产批次的CPU作为双处理器运行的时候,有可能会发生一颗CPU负担过高,而另一颗负担很少的情况,无法发挥最大性能,更糟糕的是可能导致死机。
16、NUMA技术
NUMA即非一致访问分布共享存储技术,它是由若干通过高速专用网络连接起来的独立节点构成的系统,各个节点可以是单个的CPU或是SMP系统。在NUMA中,Cache 的一致性有多种解决方案,需要操作系统和特殊软件的支持。图2中是Sequent公司NUMA系统的例子。这里有3个SMP模块用高速专用网络联起来,组成一个节点,每个节点可以有12个CPU。像Sequent的系统最多可以达到64个CPU甚至256个CPU。显然,这是在SMP的基础上,再用NUMA的技术加以扩展,是这两种技术的结合。
17、乱序执行技术
乱序执行(out-of-orderexecution),是指CPU允许将多条指令不按程序规定的顺序分开发送给各相应电路单元处理的技术。这样将根据个电路单元的状态和各指令能否提前执行的具体情况分析后,将能提前执行的指令立即发送给相应电路单元执行,在这期间不按规定顺序执行指令,然后由重新排列单元将各执行单元结果按指令顺序重新排列。采用乱序执行技术的目的是为了使CPU内部电路满负荷运转并相应提高了CPU的运行程序的速度。分枝技术:(branch)指令进行运算时需要等待结果,一般无条件分枝只需要按指令顺序执行,而条件分枝必须根据处理后的结果,再决定是否按原先顺序进行。
18、CPU内部的内存控制器
许多应用程序拥有更为复杂的读取模式(几乎是随机地,特别是当cache hit不可预测的时候),并且没有有效地利用带宽。典型的这类应用程序就是业务处理软件,即使拥有如乱序执行(out of order execution)这样的CPU特性,也会受内存延迟的限制。这样CPU必须得等到运算所需数据被除数装载完成才能执行指令(无论这些数据来自CPU cache还是主内存系统)。当前低段系统的内存延迟大约是120-150ns,而CPU速度则达到了3GHz以上,一次单独的内存请求可能会浪费200-300次CPU循环。即使在缓存命中率(cache hit rate)达到99%的情况下,CPU也可能会花50%的时间来等待内存请求的结束- 比如因为内存延迟的缘故。
你可以看到Opteron整合的内存控制器,它的延迟,与芯片组支持双通道DDR内存控制器的延迟相比来说,是要低很多的。英特尔也按照计划的那样在处理器内部整合内存控制器,这样导致北桥芯片将变得不那么重要。但改变了处理器访问主存的方式,有助于提高带宽、降低内存延时和提升处理器性
制造工艺:现在CPU的制造工艺是0.35微米,最新的PII可以达到0.28微米,在将来的CPU制造工艺可以达到0.18微米。
为啥INTEL一直不肯放弃X86架构
相比x86英特尔未来将完全专注于“x86S”纯64位架构,移除传统模式并简化设计,IBM的Power架构和Sun的SPARC架构都曾有着很明显的性能优势。但时至今日英特尔未来将完全专注于“x86S”纯64位架构,移除传统模式并简化设计,已经接近40岁的x86架构占据英特尔未来将完全专注于“x86S”纯64位架构,移除传统模式并简化设计了超过90%的服务器市场。根源来看,是由于封闭系统和企业属性不符,盲目的追求生态会让推第三方到竞争对手的怀抱。这也是更开放的x86架构如今枝繁叶茂的原因。
Power高处不胜寒
1980年,IBM创新的推出了全球第一台基于RISC(精简指令集)架构的原型机,RISC对于CISC(复杂指令集)在高性能领域优势明显。而1994年,IBM基于此推出PowerPC604处理器,其强大的性能在当时处于全球领先地位。
在高端领域,Power架构具备大规模SMP系统性能,其可以保障内存在访问任意一枚CPU时速度是一致的。而x86则是采用了NUMA结构,CPU和内存分区,这就意味着在访问自己部分的内存速度飞快,而其英特尔未来将完全专注于“x86S”纯64位架构,移除传统模式并简化设计他部分内存速度要慢不少。也正是因此,4路以上的x86服务器相对较少。
硬件方面,Power系统在可靠性、可用性和可维护性的方面的出色表现使得 IBM从芯片到系统所设计的整机方案有着独有的优势。Power架构的处理器在超算、大型企业的UNIX服务器等多个方面应用也十分成功。
IBM的Power架构 强大却不亲民
在软件方面,其专用的AIX系统在稳定性、软件方案集成度和厂商技术支持能力方面都要更强。由于用户选一平台主要看软件需求,一般对数据保护和7*24小时不宕机等有所要求,power架构的稳定性和运维等方面相对更优。
但是,Power系列的问题也十分明显,那就是价格太不亲民,技术也赶不上环境的变化。
在云计算兴起后,随着分布式系统逐渐成熟,系统对小型机的依赖开始降低,改为依靠集群提供,性能也可实现分布式处理。而更为关键的是,IBM的全套服务尽管稳定性优秀,但却影响了Power架构对其他商家的吸引力。
Sparc:流水无情恋落花
除了Power外另一个在Unix系统中表现极为活跃的架构就是SPARC(Scalable Processor ARChitecture,可扩展处理器架构)。同样在是上世纪80年代,Sun公司首先提出了RISC处理器体系架构SPARC。并且在1989年,Sun将采厅宏用了该架构的SPARC处理器应用于高性能工作站及服务器上。该架构的开放性和risc体系的特点很快让其成为了国际流行的架构。
SPARC有意 市场无情
为了扩大SPARC的影响力并作出进一步优化,1989年“SPARC International”组织成立,帮助进行SPARC架构标准管理,而该组织的会员包括了很多全球知名的公司和机构,比如如欧空局、欧比特、摩托罗拉、东芝、富士通、Aeroflex Gaisler等,以及2009年收购了Sun的Oracle。
SPARC架构的成功和Sun旗下的Solaris系统有着分不开的关系。当计算机系统庞大、用户数量巨大增加时,基于Unix操作系统打造的 Solaris能更好地利用计算机资源,是所有商业版中最可靠最完善的版本。而依赖SPARC架构和Solaris系统的性能和可靠性,其占领了服务器高端市场。Sun的另一个更为知名的产品是Java,虽然在上世纪90年代为智能家电开发的Java并没有为其带来相应的回报,但已成为今天移动时代最重要的开发语言。
如此强大的实力本应统领服务器市场,但遗憾的是,在微软和英特尔组成Wintel联盟之后,两者凭借自身在各自市场的规模启伏锋效应,使得采用Wintel产品的服务器厂商可以通过低廉的价格大肆抢占中低端市场。而当Sun醒悟过来,通过开源等方式想要挽回败局时为时已晚。
Solaris系统已经被Oracle裁撤
最终,市值曾超2000亿美元的Sun以74亿美元卖给了Oracle。表面上看,Oracle的各种软件和SPARC架构的完美兼容大可以让这一架构起死回生。可是事实并不尽如人意,悄晌Oracle在2010年放弃了开源项目OpenSolaris;去年年底,Oracle宣布Solaris操作系统将被裁撤,SPARC架构最大的优势仅剩下和Oracle软件的兼容性。
而且Sun旗下产品线众多,SPARC架构仅仅依靠Oracle根本无法走远,而能够不计竞争关系合作研发的企业少之又少,SPARC架构如今的局面就变得十分尴尬。
x86依靠生态称霸市场
与Power和SPARC在高性能领域的风生水起不同,x86架构是天生的小屌丝。1978年他出生的那年,英特尔还只是一个普通的科技公司。可是x86架构随同其cisc指令集却开启了一个新的时代。
x86架构在服务器领域本无优势
尽管在最初的几年,x86并没有引发太大的震动,但是三年后,x86架构得到IBM PC的应用,并很快成为了全球个人计算机的标准平台,成为史上最成功的CPU架构,Intel如今的地位很大程度上是借助x86架构帮助。
很快,x86架构处理器从桌面到笔记本、服务器、超级计算机和编写设备等多种平台得到发展,苹果在这期间就放弃了PowerPC专为使用x86架构。但是,X86 CPU采用的cisc指令集却有着自己的问题。
CISC指令集的固有问题在于CPU执行大多数是在访问存储器中的数据,这拖慢了整个系统的速度。而RISC系统则往往具有很多个通用寄存器,采用重叠寄存器窗口和寄存器堆等技术让寄存器资源充分利用。X86架构计算机利用效率低,执行速度慢的缺点在高性能领域暴露无遗。
再者,CISC指令采用顺序串行执行,每条指令中的操作也是按照顺序串行执行,其优点在于控制简单。问题在于如果遇到复杂的指令,那么整体运行速度较慢而且过程复杂。
CISC与RISC指令集对比
今天的x86 CPU中已融入了解码的功能,其将长度不定的x86指令转换为长度固定的类似于RISC指令,然后将其交给RISC内核进行处理。解码包括了硬件解码和微解码两种,简单的x86指令采用硬件解码速度较快,而复杂的指令则需要微解码,将其分成若干条简单指令后才进行执行。目前,x86架构的最大优势在于单条指令功能强大,指令数少速度较快;而由于指令数少,高频率运行时也不需要很大的宽带占用往CPU传输指令。
x86的成功是因为英特尔不做服务器
x86之所以可以赢得市场主要原因在于其是一个十分开放的架构。IBM和SUN当年都是从芯片到服务器到系统一手包办的公司。而英特尔则是一个十分纯粹的芯片厂商,其业务仅与AMD等少数芯片生产者存在竞争,这就使得服务器厂商不用忌惮与之发生竞争关系。
SOC不弱 只怪三星太强
就像今天的手机市场,尽管三星也有很强的芯片设计制造能力,但是除了魅族以外,没有一家手机商使用三星的SOC。英特尔与全球大多数的设备生产商的合作在保证了英特尔出货批量的同时,将良品率提升并降低成本从而进一步推高了x86架构在市场的占有率。
x86的成功是因为英特尔不做服务器
单从性能来看,无论Power还是SPARC架构都可以击溃x86,可是最终能够赢下来的却偏偏是"最弱"的x86架构。这并非劣币淘汰良币,而是市场竞争的选择,根源上讲,x86的成功在于英特尔根本不碰服务器。
IBM很强,这一点在英特尔还只是个普通小公司的时候就已经是事实了。可是强大的IBM大包大揽,无论大型机、小型机、芯片还是系统全都亲自上阵,这样做在安全和稳定性方面确实有自己的优势,而在金融领域也确实让大型机受益匪浅,可这么做无异于断了自己单个产品的生路。试问,小型机领域除了IBM有哪家服务器生产厂商愿意用Power架构芯片呢?那不就是相当于给竞争对手IBM的小型机送钱吗?
英特尔的成功在于知道什么不该碰
而研发了SPARC架构的Sun也是犯了这个错误,Sun在最辉煌的时候不仅有SPARC和java,服务器、工作站、个人计算机等多种设备至今依然占据部分市场。可是SPARC架构想要发展必须依托于设备生产商的认可,可谁会买竞争对手的账呢?
克己复礼,天下归仁
而英特尔的战术就非常的明确,专精于x86架构芯片,绝不碰设备生产。因此不论设备生产商、软件开发者或者系统开发者都可以与不存在利益竞争关系的英特尔合作。受益于此,x86架构的兼容性也越发强大,生态体系越发完善,这才成就了现如今市场占有率超过90%的一家独大局面,英特尔也借助x86架构一跃成为全球顶级的芯片提供商。
谷歌吃下了摩托罗拉 却赔的血本无归
其他领域,正面典型如高通,专注芯片研发甚至连生产厂都不建,依靠专利和技术就成为顶级科技企业;反面如一心想推安卓的谷歌,125亿美元收购摩托罗拉,三年后以29亿美元卖给联想;微软50亿美元收购诺基亚欲在移动端推广Windows系统,可如今无奈诺基亚改投安卓旗下。
克己复礼,天下归仁,孔子的话用在现如今的市场之中依然适用。Power和SPARC架构在战略上就已经决定了其必然会成为小众化的产物,而英特尔的x86架构战略则无比清晰,毕竟自己的产品永远不可能让竞争对手买单。
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