硬件的组成配件及功能 (2)

硬件的组成配件及功能

 

逻辑单元

中间处理器(CPU)分为X86和X64架构,可能还有一个架构好多人都没听说过,叫做X86_64架构,我下面针对这些架构进行说明。

X86架构:intel公司开发的一种32位的指令集,从386时代开始沿用至今,intel官方称之为IA-32;
X64架构:后来AMD公司比intel公司率先生产出全新的64位的指令集,得到了用户的认可,而intel公司设计出不兼容X86架构的指令集,就是全新的X64架构,intel官方称之为IA-64(就是现在的安腾)。
X86_64架构:是intel公司生产的64位的指令集,但是intel公司不愿意承认AMD公司生产的AMD64指令集,所以叫X86_64架构,你可以理解为X86_64等于X64。X86_64位的指令集可以向下兼容,intel公司最先生产的X64位的指令集是不兼容X86架构的。
Intel常见系列:酷睿、至强、奔腾、赛扬、安腾、凌动
AMD常见系列:锐龙、锐龙 PRO 、锐龙 THREADRIPPER、A、PRO A

CPU缓存:主要是位于CPU与内存之间的临时存储器,它的容量比内存小很多,但是交换速度却比内存快很多。CPU高速缓存的出现主要是解决CPU运算速度与内存读写速度不匹配的矛盾,主要用来缓存计算任务。由于计算任务的等级不同,从而进行缓存等级的划分:一、二、三、四级缓存;
一级缓存:简称L1 Cache,位于CPU内核的旁边,是与CPU结合最为紧密的CPU缓存,也是历史上最早出现的CPU缓存。由于一级缓存的技术难度和制造成本最高,提高容量所带来的技术难度增加和成本增加非常大,所带来的性能提升却不明显,性价比很低,而且现有的一级缓存的命中率已经很高,所以一级缓存是所有缓存中容量最小的,比二级缓存要小得多。一级追踪缓存会将一些指令作解码,这些指令称为微指令。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SRAM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。
二级缓存: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,现在家庭用CPU容量最大的是4MB,而服务器和工作站上用CPU的L2高速缓存普遍大于4MB,有的高达8MB或者19MB。
三级缓存:L3 Cache(三级缓存),分为两种,早期的是外置,截止2012年都是内置的。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。
CPU主频:即CPU内核工作的时钟频率(CPU Clock Speed)。通常所说的某某CPU是多少兆赫的。
CPU外频:也叫CPU外部频率或基频,计量单位为“MHz“。CPU的主频与外频有一定的比例(倍频)关系。
CPU倍频:是一个系数,是CPU主频和外频之间的比例关系。一般为:主频=外频*倍频

硬件的组成配件及功能

 

主记忆单元

主记忆单元又叫主存储器,我们常说的内存,内存容量由内存条决定,从功能上来区分有:ROM、RAM、PROM、EPROM、EEPROM、闪速存储器;存放指令和数据,以供CPU直接随机存取;特点是容量小、速度快、价格高
内存:主要是CPU可通过总线寻址,并进行读写操作的电脑部件,就是我们常说的RAM。
SDRAM:最开始内存是镶在主板上面的IC块,后来推出了扩充数据模拟存储器,如:EDO DRAM、FP-DRAM、EDO-RAM,这些都是以前的荒古历史了,这里就不做描述了。SDRAM-------第一个经典的内存时代(由intel公司生产)。只支持100MHz左右的外频,即数据的读写需要时钟来同步。基本已经淘汰了。
DDR:第一代DDR内存版本,全称DDR SDRAM(双倍速率SDRAM的意思)。
DDR2:第二代DDR,运行速度是第一代的两倍、低发热量、更低功耗
DDR3:第三代DDR,相比于二代,它的优势有:预读取内容更多、读取延迟降低、新增reset功能、新增校验功能、点对点连接、逻辑Bank数目增大、局部自动刷新、根据温度自动刷新、封装等功能
DDR4:第四代DDR,相比于三代,传输速度大大增强、支持预读写能力更加强大;但DDR4由于技术的问题,马上就会分为两种产品芯片,且互不兼容。传统的SE信号芯片与差分信号芯片。

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