CPU核心

CPU的中间就是我们平时称作核心芯片或CPU内核的地方,这颗由单晶硅做成的芯片可以说是电脑的大脑了,所有的计算、接受/存储命令、处理数据都是在这指甲盖大小的地方进行的。

  绝大多数CPU都采用了一种翻转内核的封装形式,也就是说平时我们所看到的CPU内核其实是这颗硅芯片的底部,它是翻转后封装在陶瓷电路基板上的,这样的好处是能够使CPU内核直接与散热装置接触。这种技术也被使用在当今绝大多数的CPU上。而CPU核心的另一面,也就是被盖在陶瓷电路基板下面的那面要和外界的电路相连接。CPU都有以千万计算的晶体管,它们都要连到外面的电路上,而连接的方法则是将每若干个晶体管焊上一根导线连到外电路上。例如Duron核心上面需要焊上3000条导线,而奔腾4的数量为5000条,用于服务器的64位处理器Itanium则达到了7500条。这么小的芯片上要安放这么多的焊点,这些焊点必须非常的小,设计起来也要非常的小心。由于所有的计算都要在很小的芯片上进行,所以CPU内核会散发出大量的热,核心内部温度可以达到上百度,而表面温度也会有数十度,一旦温度过高,就会造成CPU运行不正常甚至烧毁,因此很多电脑书籍或者杂志都会常常强调对CPU散热的重要性。CPU还应有确定的主板,如:i7的CPU就只能用专用的主板。


  核心(Die)又称为内核,是CPU最重要的组成部分。CPU中心那块隆起的芯片就是核心,是由单晶硅以一定的生产工艺制造出来的,CPU所有的计算、接受/存储命令、处理数据都由核心执行。各种CPU核心都具有固定的逻辑结构,一级缓存、二级缓存、执行单元、指令级单元和总线接口等逻辑单元都会有科学的布局。

  为了便于CPU设计、生产、销售的管理,CPU制造商会对各种CPU核心给出相应的代号,这也就是所谓的CPU核心类型。
不同的CPU(不同系列或同一系列)都会有不同的核心类型(例如Pentium 4的Northwood,Willamette以及K6-2的CXT和K6-2+的ST-50等等),甚至同一种核心都会有不同版本的类型(例如Northwood核心就分为B0和C1等版本),核心版本的变更是为了修正上一版存在的一些错误,并提升一定的性能,而这些变化普通消费者是很少去注意的。每一种核心类型都有其相应的制造工艺(例如0.25um、0.18um、0.13um、0.09um、0.065um、以及0.045um等)、核心面积(这是决定CPU成本的关键因素,成本与核心面积基本上成正比)、核心电压、电流大小、晶体管数量、各级缓存的大小、主频范围、流水线架构和支持的指令集(这两点是决定CPU实际性能和工作效率的关键因素)、功耗和发热量的大小、封装方式(例如S.E.P、PGA、FC-PGA、FC-PGA2等等)、接口类型(例如LGA775、Socket 370,Socket A,Socket 478,Socket T,Slot 1、Socket 940等等)、前端总线频率(FSB)等等。因此,核心类型在某种程度上决定了CPU的工作性能。

  一般说来,新的核心类型往往比老的核心类型具有更好的性能(例如同频的Northwood核心Pentium 4 1.8A GHz就要比Willamette核心的Pentium 4 1.8GHz性能要高),但这也不是绝对的,这种情况一般发生在新核心类型刚推出时,由于技术不完善或新的架构和制造工艺不成熟等原因,可能会导致新的核心类型的性能反而还不如老的核心类型的性能。例如,早期Willamette核心Socket 423接口的Pentium 4的实际性能不如Socket 370接口的Tualatin核心的Pentium III和赛扬,低频Prescott核心Pentium 4的实际性能不如同频的Northwood核心Pentium 4等等,但随着技术的进步以及CPU制造商对新核心的不断改进和完善,新核心的中后期产品的性能必然会超越老核心产品。

责任编辑:苗苗 发表时间:2013-10-25 16:52
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