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文档简介
1、 HYPERLINK 芯片组(Chiipset)是主板的的核心组成部部分,如果说说中央处理器(CPU)是整个电电脑系统的心心脏,那么芯芯片组将是整整个身体的躯躯干。在电脑脑界称设计芯芯片组的厂家家为Core Logicc,Core的中文意义义是核心或中中心,光从字字面的意义就就足以看出其其重要性。对对于主板而言言,芯片组几几乎决定了这这块主板的功功能,进而影影响到整个电电脑系统性能能的发挥,芯芯片组是主板板的灵魂。芯芯片组性能的的优劣,决定定了主板性能能的好坏与级级别的高低。这这是因为目前前CPU的型号与种种类繁多、功功能特点不一一,如果芯片片组不能与CPU良好地协同同工作,将严严重地影响计计
2、算机的整体体性能甚至不不能正常工作作。主板芯片组组几乎决定着着主板的全部部功能,其中CPU的类型、主板板的系统总线线频率,内存存类型、容量量和性能,显显卡插槽规格格是由芯片组组中的北桥芯芯片决定的;而扩展槽的的种类与数量量、扩展接口口的类型和数数量(如USB2.0/1.11,IEEE11394,串口,并并口,笔记本本的VGA输出接口)等等,是由芯片片组的南桥决决定的。还有有些芯片组由由于纳入了3D加速显示(集集成显示芯片片)、AC97声音解码等等功能,还决决定着计算机机系统的显示示性能和音频频播放性能等等。台式机芯片片组要求有强强大的性能,良良好的兼容性性,互换性和和扩展性,对对性价比要求求也
3、最高,并并适度考虑用用户在一定时时间内的可升升级性,扩展展能力在三者中最高。在在最早期的笔笔记本设计中中并没有单独独的笔记本芯芯片组,均采采用与台式机机相同的芯片片组,随着技技术的发展,笔笔记本专用CPU的出现,就就有了与之配配套的笔记本本专用芯片组组。笔记本芯芯片组要求较较低的能耗,良良好的稳定性性,但综合性性能和扩展能能力在三者中中却也是最低低的。服务器器/工作站芯片片组的综合性性能和稳定性性在三者中最最高,部分产产品甚至要求求全年满负荷荷工作,在支支持的内存容容量方面也是是三者中最高高,能支持高高达十几GB甚至几十GB的内存容量量,而且其对对数据传输速速度和数据安安全性要求最最高,所以其
4、其存储设备也也多采用SCSI接口而非IDE接口,而且且多采用RAID方式提高性能能和保证数据据的安全性。到目前为止止,能够生产产芯片组的厂厂家有英特尔尔(美国)、VIA(中国台湾湾)、SiS(中国台湾湾)、ULI(中国台湾湾)、AMD(美国)、NVIDIIA(美国)、ATI(加拿大)、ServerWorrks(美国)、IBM(美国)、HP(美国)等等为数不多的的几家,其中中以英特尔和和NVIDIIA以及VIA的芯片组最最为常见。在在台式机的英英特尔平台上上,英特尔自自家的芯片组组占有最大的的市场份额,而而且产品线齐齐全,高、中中、低端以及及整合型产品品都有,其它它的芯片组厂厂商VIA、SIS、
5、ULI以及最新加加入的ATI和NVIDIA几家加起来都都只能占有比比较小的市场场份额,除NVIDIIA之外的其它它厂家主要是是在中低端和和整合领域,NVIDIIA则只具有中中、高端产品品,缺乏低端端产品,产品品线都不完整整。在AMD平台上,AMD自身通常是是扮演一个开开路先锋的角角色,产品少少,市场份额额也很小,而而VIA以前却占有AMD平台芯片组组最大的市场场份额,但现现在却受到后后起之秀NVIDIIA的强劲挑战战,后者凭借借其nForcce2、nForcee3以及现在的nForcce4系列芯片组组的强大性能能,成为AMD平台最优秀的的芯片组产品品,进而从VIA手里夺得了了许多市场份份额,目
6、前已已经成为AMD平台上市场场占用率最大大的芯片组厂厂商,而SIS与ULI依旧是扮演演配角,主要要也是在中、低低端和整合领领域。笔记本本方面,英特特尔平台具有有绝对的优势势,所以英特特尔自家的笔笔记本芯片组组也占据了最最大的市场分分额,其它厂厂家都只能扮扮演配角以及及为市场份额额极小的AMD平台设计产产品。服务器器/工作站方面面,英特尔平平台更是绝对对的优势地位位,英特尔自自家的服务器器/工作站芯片片组产品占据据着绝大多数数的市场份额额,但在基于于英特尔架构构的高端多路路服务器领域域方面,IBM和HP却具有绝对对的优势,例例如IBM的XA32以及HP的F8都是非常优优秀的高端多多路服务器芯芯片
7、组产品,只不过都是只应用在本公司的服务器产品上而名声不是太大罢了;而AMD服务器/工作站平台由于市场份额较小,以前主要都是采用AMD自家的芯片组产品,现在也有部分开始采用NVIDIA的产品。值得注意的是,曾经在基于英特尔架构的服务器/工作站芯片组领域风光无限的ServerWorks在被Broadcom收购之后已经彻底退出了芯片组市场;而ULI也已经被NVIDIA收购,也极有可能退出芯片组市场。芯片组的技技术这几年来来也是突飞猛猛进,从ISA、PCI、AGP到PCI-EExpresss,从ATA到SATA,Ultraa DMA技术,双通通道内存技术术,高速前端端总线等等 ,每一次新新技术的进步步
8、都带来电脑脑性能的提高高。2004年,芯片组组技术又会面面临重大变革革,最引人注注目的就是PCI EExpresss总线技术,它它将取代PCI和AGP,极大的提提高设备带宽宽,从而带来来一场电脑技技术的革命。另另一方面,芯芯片组技术也也在向着高整整合性方向发发展,例如AMD AAthlonn 64 CCPU内部已经整整合了内存控控制器,这大大大降低了芯芯片组厂家设设计产品的难难度,而且现现在的芯片组组产品已经整整合了音频,网网络,SATA,RAID等功能,大大幅降低了用用户的成本北桥芯片(Noorth BBridge)是主板芯片组中中起主导作用用的最重要的的组成部分,也也称为主桥(Host B
9、Bridgee)。一般来来说,芯片组组的名称就是是以北桥芯片片的名称来命命名的,例如如英特尔 845E芯片组的北北桥芯片是828455E,875P芯片组的北北桥芯片是828755P等等。北桥桥芯片负责与与CPU的联系系并控制内存存、AGP数据在北桥内内部传输,提提供对CPU的类型和主主频、系统的的前端总线频频率、内存的的类型(SDRAM,DDR SDDRAM以及RDRAM等等)和最最大容量、AGP插槽、ECC纠错等支持,整合合型芯片组的的北桥芯片还还集成了显示示核心。北桥桥芯片就是主主板上离CPU最近的芯片,这这主要是考虑虑到北桥芯片片与处理器之之间的通信最最密切,为了了提高通信性性能而缩短传
10、传输距离。因因为北桥芯片片的数据处理理量非常大,发发热量也越来来越大,所以以现在的北桥桥芯片都覆盖盖着散热片用用来加强北桥桥芯片的散热热,有些主板板的北桥芯片片还会配合风风扇进行散热热。因为北桥桥芯片的主要要功能是控制制内存,而内内存标准与处处理器一样变变化比较频繁繁,所以不同同芯片组中北北桥芯片是肯肯定不同的,当当然这并不是是说所采用的的内存技术就就完全不一样样,而是不同同的芯片组北北桥芯片间肯肯定在一些地地方有差别。由于已经发布的的AMD KK8核心的CPU将内存控制制器集成在了了CPU内部,于是支持K8芯片组的北北桥芯片变得得简化多了,甚甚至还能采用用单芯片芯片片组结构。这这也许将是一一
11、种大趋势,北北桥芯片的功功能会逐渐单单一化,为了了简化主板结结构、提高主主板的集成度度,也许以后后主流的芯片片组很有可能能变成南北桥桥合一的单芯芯片形式(事事实上SIS老早就发布布了不少单芯芯片芯片组)。前端总线频率:总线是将计算算机微处理器器与内存芯片片以及与之通通信的设备连连接起来的硬硬件通道。前前端总线将CPU连接到主内内存和通向磁磁盘驱动器、调调制解调器以以及网卡这类类系统部件的的外设总线。人人们常常以MHz表示的速度度来描述总线线频率。前端总线(FSSB)频率是直直接影响CPU与内存直接数数据交换速度度。由于数据据传输最大带带宽取决于所所有同时传输输的数据的宽宽度和传输频频率,即数据
12、据带宽(总总线频率数据位宽)8。目前PC机上所能达达到的前端总总线频率有266MHHz、333MHHz、400MHHz、533MHHz、800MHHz,10666MHz,1333MMHz几种,前端端总线频率越越大,代表着着CPU与内存之间间的数据传输输量越大,更更能充分发挥挥出CPU的功能。现现在的CPU技术发展很快,运运算速度提高高很快,而足足够大的前端端总线可以保保障有足够的的数据供给给CPU。较低的前前端总线将无无法供给足够够的数据给CPU,这样就限限制了CPU性能得发挥,成成为系统瓶颈颈。外频与前端总线线频率的区别别:前端总线线的速度指的的是数据传输输的速度,外外频是CPU与主板之间间
13、同步运行的的速度。也就就是说,100MHHz外频特指数数字脉冲信号号在每秒钟震震荡一千万次次;而100MHHz前端总线指指的是每秒钟钟CPU可接受的数数据传输量是是100MHHz64bbit=64400Mbiit/s=8800MByyte/s(1Bytee=8bitt)。主板支持的前端端总线是由芯片组决定定的,一般都都带有足够的的向下兼容性性。如865PE主板支持800MHz前端总线,那那安装的CPU的前端总线线可以是800MHHz,也可以是533MHz,但这样就无无法发挥出主主板的全部功功效北桥芯片负责责联系内存、显卡等数据吞吞吐量最大的的部件,并和和南桥芯片连连接。CPU就是通过前前端总线
14、(FSB)连接到北北桥芯片,进进而通过北桥桥芯片和内存存、显卡交换换数据。前端端总线是CPU和外界交换换数据的最主主要通道,因因此前端总线线的数据传输输能力对计算算机整体性能能作用很大,如如果没足够快快的前端总线线,再强的CPU也不能明显显提高计算机机整体速度。数数据传输最大大带宽取决于于所有同时传传输的数据的的宽度和传输输频率,即数数据带宽(总总线频率数据位宽)8。目前PC机上所能能达到的前端端总线频率有有266MHHz、333MHHz、400MHHz、533MHHz、800MHHz几种,前端端总线频率越越大,代表着着CPU与北桥芯片片之间的数据据传输能力越越大,更能充充分发挥出CPU的功能
15、。现现在的CPU技术发展很很快,运算速速度提高很快快,而足够大大的前端总线线可以保障有有足够的数据据供给给CPU,较低的前前端总线将无无法供给足够够的数据给CPU,这样就限限制了CPU性能得发挥挥,成为系统统瓶颈。 外频与前端总总线频率的区区别:前端总总线的速度指指的是CPU和北桥芯片间间总线的速度度,更实质性性的表示了CPU和外界数据传输的的速度。而外外频的概念是是建立在数字字脉冲信号震震荡速度基础础之上的,也就是说,100MHz外频特指数数字脉冲信号号在每秒钟震震荡一万万次次,它更多的的影响了PCI及其他总线线的频率。之之所以前端总总线与外频这这两个概念容容易混淆,主主要的原因是是在以前的
16、很很长一段时间间里(主要是是在Pentiium 4出现之前和和刚出现Pentiium 4时),前端端总线频率与与外频是相同同的,因此往往往直接称前前端总线为外外频,最终造造成这样的误误会。随着计计算机技术的的发展,人们们发现前端总总线频率需要要高于外频,因因此采用了QDR(Quad DDate RRate)技术,或或者其他类似似的技术实现现这个目的。这这些技术的原原理类似于AGP的2X或者4X,它们使得前端总线的频率率成为外频的的2倍、4倍甚至更高高,从此之后后前端总线和和外频的区别别才开始被人人们重视起来来。此外,在在前端总线中中比较特殊的的是AMD64的HyperrTranssport。南
17、桥芯片(Soouth BBridgee)是主板芯片组的的重要组成部部分,一般位位于主板上离离CPU插槽较较远的下方,PCI插槽的附近,这种布局是考虑到它所连接的I/O总线较多,离处理器远一点有利于布线。相对于北桥芯片来说,其数据处理量并不算大,所以南桥芯片一般都没有覆盖散热片。南桥芯片不与处理器直接相连,而是通过一定的方式(不同厂商各种芯片组有所不同,例如英特尔的英特尔Hub Architecture以及SIS的Multi-Threaded“妙渠”)与北桥芯片相连。南桥芯片负责II/O总线之间的的通信,如PCI总线、USB、LAN、ATA、SATA、音频控制制器、键盘控制器、实实时时钟控制制器
18、、高级电电源管理等,这这些技术一般般相对来说比比较稳定,所所以不同芯片片组中可能南南桥芯片是一一样的,不同同的只是北桥桥芯片。所以以现在主板芯芯片组中北桥桥芯片的数量量要远远多于于南桥芯片。例例如早期英特特尔不同架构构的芯片组Sockeet 7的430TX和Slot 1的440LX其南桥芯片片都采用823177AB,而近两年的芯芯片组Intell945系列芯片组组都采用ICH7或者ICH7R南桥芯片,但但也能搭配ICH6南桥芯片。更更有甚者,有有些主板厂家家生产的少数数产品采用的的南北桥是不不同芯片组公公司的产品。 南桥芯片的发展方向主要是集成更多的功能,例如网卡、RAID、IEEE 1394
19、、甚至WI-FI无线网络等等。BIOS:计算算机用户在使使用计算机的的过程中,都都会接触到BIOS,它在计算机机系统中起着着非常重要的的作用。一块块主板性能优优越与否,很很大程度上取取决于主板上上的BIOS管理功能是是否先进。 BIOS(Baasic IInput/Output SSystem,基本输入入输出系统)全全称是ROMBIOS,是只读存存储器基本输输入输出系系统的简写,它它实际是一组组被固化到电电脑中,为电电脑提供最低低级最直接的的硬件控制的的程序,它是是连通软件程程序和硬件设设备之间的枢枢纽,通俗地地说,BIOS是硬件与软软件程序之间间的一个“转换器”或者说是接接口(虽然它它本身也
20、只是是一个程序),负负责解决硬件件的即时要求求,并按软件件对硬件的操操作要求具体体执行。集成芯片是指主主板所整合了了显卡,声卡卡或者网卡CPU的主频,即CPU内核工作的的时钟频率(CPU CClock Speedd)。通常所所说的某某CPU是多少兆赫的,而这个多少少兆赫就是“CPU的主频”。很多人认认为CPU的主频就是是其运行速度度,其实不然然。CPU的主频表示示在CPU内数字脉冲冲信号震荡的的速度,与CPU实际的运算算能力并没有有直接关系。主主频和实际的的运算速度存存在一定的关关系,但目前前还没有一个个确定的公式式能够定量两两者的数值关关系,因为CPU的运算速度度还要看CPU的流水线的的各方
21、面的性性能指标(缓缓存、指令集集,CPU的位数等等等)。由于主主频并不直接接代表运算速速度,所以在在一定情况下下,很可能会会出现主频较较高的CPU实际运算速度度较低的现象象。比如AMD公司的AthloonXP系列CPU大多都能已已较低的主频,达到英特尔尔公司的Pentiium 4系列CPU较高主频的CPU性能,所以AthloonXP系列CPU才以PR值的方式来来命名。因此此主频仅是CPU性能表现的的一个方面,而而不代表CPU的整体性能能。CPU的主频不不代表CPU的速度,但但提高主频对对于提高CPU运算速度却却是至关重要要的。举个例例子来说,假假设某个CPU在一个时钟钟周期内执行行一条运算指指
22、令,那么当当CPU运行在100MHz主频时,将比比它运行在50MHz主频时速度度快一倍。因因为100MHHz的时钟周期期比50MHz的时钟周期期占用时间减减少了一半,也也就是工作在在100MHHz主频的CPU执行一条运算算指令所需时时间仅为10ns比工作在50MHz主频时的20ns缩短短了一半,自自然运算速度度也就快了一一倍。只不过过电脑的整体体运行速度不不仅取决于CPU运算速度,还还与其它各分分系统的运行行情况有关,只只有在提高主主频的同时,各各分系统运行行速度和各分分系统之间的的数据传输速速度都能得到到提高后,电电脑整体的运运行速度才能能真正得到提提高。提高CPU工作作主频主要受受到生产工
23、艺艺的限制。由由于CPU是在半导体硅片上上制造的,在在硅片上的元元件之间需要要导线进行联联接,由于在在高频状态下下要求导线越越细越短越好好,这样才能能减小导线分分布电容等杂杂散干扰以保保证CPU运算正确。因因此制造工艺艺的限制,是是CPU主频发展的的最大障碍之之一64位技术:这这里的64位技术是相相对于32位而言的,这这个位数指的的是CPU GGPRs(Generral-Puurposee Regiisterss,通用寄存存器)的数据据宽度为64位,64位指令集就就是运行64位数据的指指令,也就是是说处理器一一次可以运行行64bit数据。64bit处理器并非非现在才有的的,在高端的的RISC(
24、Reduceed Insstructtion SSet Coomputiing,精简指令令集计算机)很很早就有64bit处理器了,比比如SUN公司的UltraaSparcc 、IBM公司的POWERR5、HP公司的Alpha等。 64bit计算主要有有两大优点:可以进行更更大范围的整整数运算;可可以支持更大大的内存。不不能因为数字字上的变化,而而简单的认为为64bit处理器的性性能是32bit处理器性能能的两倍。实实际上在32bit应用下,32bit处理器的性性能甚至会更更强,即使是是64bit处理器,目目前情况下也也是在32bit应用下性能能更强。所以以要认清64bit处理器的优势势,但不可
25、迷迷信64bit。 要实现真正正意义上的64位计算,光光有64位的处理器器是不行的,还还必须得有64位的操作系系统以及64位的应用软软件才行,三者缺一不可,缺缺少其中任何何一种要素都都是无法实现现64位计算的。目目前,在64位处理器器方面,Intel和AMD两大处理器器厂商都发布布了多个系列列多种规格的的64位处理器;而在操作系系统和应用软软件方面,目目前的情况不不容乐观。因因为真正适合合于个人使用用的64位操作系统统现在就只有有Windoows XPP X64,而Windoows XPP X64本身也只是是一个过渡性性质的64位操作系统统,在Windoows Viista发布以后就就将被淘汰
26、,而而且Windoows XPP X64本身也不太完善善,易用性不不高,一个明明显的例子就就是各种硬件件设备的驱动动程序很不完善,而且现现在64位的应用软软件还基本上上没有,确实实硬件厂商和和软件厂商也也不愿意去为为一个过渡性性质的操作系系统编写驱动动程序和应用用软件。所以以要想实现真真正的64位计算,恐恐怕还得等到到Windoows Viista普及一段时时间之后才行行。 目前主流CPU使用的64位技术主要要有AMD公司的AMD64位技术、Intel公司的EM64T技术、和Intel公司的IA-64技术。其中IA-64是Intel独立开发,不不兼容现在的的传统的32位计算机,仅仅用于Itan
27、iium(安腾)以及及后续产品Itaniium 2,一般用户户不会涉及到到,因此这里里仅对AMD64位技术和Intel的EM64T技术做一下下简单介绍。 AMD64位技术X86-64:AMD64的位技术是在原始32位X86指令集的基础上加入了X86-64扩展64位X86指令集,使这款芯片在硬件上兼容原来的32位X86软件,并同时支持X86-64的扩展64位计算,使得这款芯片成为真正的64位X86芯片。这是一个真正的64位的标准,X86-64具有64位的寻址能力。 X86-64新增的几组CPU寄存器将提供更快的执行效率。寄存器是CPU内部用来创建和储存CPU运算结果和其它运算结果的地方。标准的3
28、2-bit x86架构包括8个通用寄存器(GPR),AMD在X86-64中又增加了8组(R8-R9),将寄存器的数目提高到了16组。X86-64寄存器默认位64-bit。还增加了8组128-bit XMM寄存器(也叫SSE寄存器,XMM8-XMM15),将能给单指令多数据流技术(SIMD)运算提供更多的空间,这些128位的寄存器将提供在矢量和标量计算模式下进行128位双精度处理,为3D建模、矢量分析和虚拟现实的实现提供了硬件基础。通过提供了更多的寄存器,按照X86-64标准生产的CPU可以更有效的处理数据,可以在一个时钟周期中传输更多的信息。 EM64T技术术 Intel官方是给EM64T这样
29、定义的的:EM64T全称Extennded MMemoryy 64 TTechnoology,即扩展64bit内存技术。EM64T是Intell IA-332架构的扩展展,即IA-322e(Intell Archhitecttur-322 exteensionn)。IA-32处理器通过过附加EM64T技术,便可可在兼容IA-32软件的情况况下,允许软软件利用更多多的内存地址址空间,并且且允许软件进进行32 biit线性地址写写入。EM64T特别强调的的是对32 bit和64 bit的兼容性。Intel为新核心增增加了8个64 biit GPRRs(R8-R115),并且把把原有GRPs全部扩展
30、为64 biit,这样可以以提高整数运运算能力。增增加8个128biit SSEE寄存器(XMM8-XMM155),是为了了增强多媒体体性能,包括括对SSE、SSE2和SSE3的支持。 Intel为支持EM64T技术的处理理器设计了两两大模式:传传统IA-32模式(legaccy IA-32 moode)和IA-322e扩展模式(IA-322e modde)。在支持EM64T技术的处理理器内有一个个称之为扩展展功能激活寄寄存器(extendded feeaturee enabble reegisteer,IA32_EFER)的部件,其其中的Bit10控制着EM64T是否激活。Bit10被称作I
31、A-322e模式有效(IA-322e modde acttive)或长模式式有效(long mode activve,LMA)。当LMA0时,处理器器便作为一颗颗标准的32 biit(IA32)处理器运运行在传统IA-32模式;当LMA1时,EM64T便被激活,处处理器会运行行在IA-322e扩展模式下下。 目前AMD方面支持64位技术的CPU有Athloon 64系列、Athlon FX系列和Opterron系列。Intel方面支持64位技术的CPU有使用Nocona核心的Xeon系列、使用Presccott 22M核心的Pentiium 4 6系列和使用Presccott 22M核心的P4
32、 EE系列。二级缓存容量:CPU缓存(Cache Memoney)位于CPU与内存之间的临时存储器,它的容量比内存小但交换速度快。在缓存中的数据是内存中的一小部分,但这一小部分是短时间内CPU即将访问的,当CPU调用大量数据时,就可避开内存直接从缓存中调用,从而加快读取速度。由此可见,在CPU中加入缓存是一种高效的解决方案,这样整个内存储器(缓存+内存)就变成了既有缓存的高速度,又有内存的大容量的存储系统了。缓存对CPU的性能影响很大,主要是因为CPU的数据交换顺序和CPU与缓存间的带宽引起的。 缓存的工作原理是当CPU要读取一个数据时,首先从缓存中查找,如果找到就立即读取并送给CPU处理;如
33、果没有找到,就用相对慢的速度从内存中读取并送给CPU处理,同时把这个数据所在的数据块调入缓存中,可以使得以后对整块数据的读取都从缓存中进行,不必再调用内存。 正是这样的读取机制使CPU读取缓存的命中率非常高(大多数CPU可达90%左右),也就是说CPU下一次要读取的数据90%都在缓存中,只有大约10%需要从内存读取。这大大节省了CPU直接读取内存的时间,也使CPU读取数据时基本无需等待。总的来说,CPU读取数据的顺序是先缓存后内存。 最早先的CPU缓存是个整体的,而且容量很低,英特尔公司从Pentium时代开始把缓存进行了分类。当时集成在CPU内核中的缓存已不足以满足CPU的需求,而制造工艺上
34、的限制又不能大幅度提高缓存的容量。因此出现了集成在与CPU同一块电路板上或主板上的缓存,此时就把CPU内核集成的缓存称为一级缓存,而外部的称为二级缓存。一级缓存中还分数据缓存(I-Cache)和指令缓存(D-Cache)。二者分别用来存放数据和执行这些数据的指令,而且两者可以同时被CPU访问,减少了争用Cache所造成的冲突,提高了处理器效能。英特尔公司在推出Pentium 4处理器时,还新增了一种一级追踪缓存,容量为12KB.随着CPU制造工艺的发展,二级缓存也能轻易的集成在CPU内核中,容量也在逐年提升。现在再用集成在CPU内部与否来定义一、二级缓存,已不确切。而且随着二级缓存被集成入CP
35、U内核中,以往二级缓存与CPU大差距分频的情况也被改变,此时其以相同于主频的速度工作,可以为CPU提供更高的传输速度。二级缓存是CPU性能表现的关键之一,在CPU核心不变化的情况下,增加二级缓存容量能使性能大幅度提高。而同一核心的CPU高低端之分往往也是在二级缓存上有差异,由此可见二级缓存对于CPU的重要性。CPU在缓存中找到有用的数据被称为命中,当缓存中没有CPU所需的数据时(这时称为未命中),CPU才访问内存。从理论上讲,在一颗拥有二级缓存的CPU中,读取一级缓存的命中率为80%。也就是说CPU一级缓存中找到的有用数据占数据总量的80%,剩下的20%从二级缓存中读取。由于不能准确预测将要执
36、行的数据,读取二级缓存的命中率也在80%左右(从二级缓存读到有用的数据占总数据的16%)。那么还有的数据就不得不从内存调用,但这已经是一个相当小的比例了。目前的较高端的CPU中,还会带有三级缓存,它是为读取二级缓存后未命中的数据设计的种缓存,在拥有三级缓存的CPU中,只有约5%的数据需要从内存中调用,这进一步提高了CPU的效率。 为了保证CPU访问时有较高的命中率,缓存中的内容应该按一定的算法替换。一种较常用的算法是“最近最少使用算法”(LRU算法),它是将最近一段时间内最少被访问过的行淘汰出局。因此需要为每行设置一个计数器,LRU算法是把命中行的计数器清零,其他各行计数器加1。当需要替换时淘
37、汰行计数器计数值最大的数据行出局。这是一种高效、科学的算法,其计数器清零过程可以把一些频繁调用后再不需要的数据淘汰出缓存,提高缓存的利用率。 CPU产品中,一级缓存的容量基本在4KB到18KB之间,二级缓存的容量则分为128KB、256KB、512KB、1MB等。一级缓存容量各产品之间相差不大,而二级缓存容量则是提高CPU性能的关键。二级缓存容量的提升是由CPU制造工艺所决定的,容量增大必然导致CPU内部晶体管数的增加,要在有限的CPU面积上集成更大的缓存,对制造工艺的要求也就越高。 双核心CPU的二级缓存比较特殊,和以前的单核心CPU相比,最重要的就是两个内核的缓存所保存的数据要保持一致,否
38、则就会出现错误,为了解决这个问题不同的CPU使用了不同的办法:Intel双核心处理器的二级缓存 目前Intel的双核心CPU主要有Pentium D、Pentium EE、Core Duo三种,其中Pentium D、Pentium EE的二级缓存方式完全相同。Pentium D和Pentium EE的二级缓存都是CPU内部两个内核具有互相独立的二级缓存,其中,8xx系列的Smithfield核心CPU为每核心1MB,而9xx系列的Presler核心CPU为每核心2MB。这种CPU内部的两个内核之间的缓存数据同步是依靠位于主板北桥芯片上的仲裁单元通过前端总线在两个核心之间传输来实现的,所以其数
39、据延迟问题比较严重,性能并不尽如人意。 Core Duo使用的核心为Yonah,它的二级缓存则是两个核心共享2MB的二级缓存,共享式的二级缓存配合Intel的“Smart cache”共享缓存技术,实现了真正意义上的缓存数据同步,大幅度降低了数据延迟,减少了对前端总线的占用,性能表现不错,是目前双核心处理器上最先进的二级缓存架构。今后Intel的双核心处理器的二级缓存都会采用这种两个内核共享二级缓存的“Smart cache”共享缓存技术。AMD双核心处理器的二级缓存 Athlon 64 X2 CPU的核心主要有Manchester和Toledo两种,他们的二级缓存都是CPU内部两个内核具有互
40、相独立的二级缓存,其中,Manchester核心为每核心512KB,而Toledo核心为每核心1MB。处理器内部的两个内核之间的缓存数据同步是依靠CPU内置的System Request Interface(系统请求接口,SRI)控制,传输在CPU内部即可实现。这样一来,不但CPU资源占用很小,而且不必占用内存总线资源,数据延迟也比Intel的Smithfield核心和Presler核心大为减少,协作效率明显胜过这两种核心。不过,由于这种方式仍然是两个内核的缓存相互独立,从架构上来看也明显不如以Yonah核心为代表的Intel的共享缓存技术Smart Cache。DDR22(Doublee D
41、ataa Ratee 2) SDRAAM是由JEDEC(电子设备备工程联合委委员会)进行行开发的新生生代内存技术术标准,它与与上一代DDR内存技术标标准最大的不不同就是,虽虽然同是采用用了在时钟的的上升/下降延同时时进行数据传传输的基本方方式,但DDR2内存却拥有有两倍于上一一代DDR内存预读取取能力(即:4bit数据读预取取)。换句话话说,DDR2内存每个时时钟能够以4倍外部总线线的速度读/写数据,并且且能够以内部部控制总线4倍的速度运运行。DDR3是一种种电脑内存规规格。它属于SDRAM家族的内存存产品,提供供了相较于DDR2 SDRAMM更高的运行行效能与更低低的电压,是是DDR2 SD
42、RAMM(四倍资料料率同步动态态随机存取内内存)的后继继者(增加至至八倍),也也是现时流行行的内存产品品。硬盘(港台称之之为硬碟,英英文名:Hard Disc Drivee 简称HDD 全名 温彻斯特式式硬盘)是电电脑主要的存存储媒介之一一,由一个或或者多个铝制制或者玻璃制制的碟片组成。这这些碟片外覆覆盖有铁磁性性材料。绝大大多数硬盘都都是固定硬盘盘,被永久性性地密封固定定在硬盘驱动器中。使用SATA(Seriaal ATAA)口的硬盘盘又叫串口硬硬盘,是未来PC机硬盘的趋势势。2001年,由Intel、APT、Dell、IBM、希捷捷、迈拓这几几大厂商组成成的Seriaal ATAA委员会正
43、式式确立了Seriaal ATAA 1.0规范,2002年,虽然串串行ATA的相关设备备还未正式上上市,但Seriaal ATAA委员会已抢抢先确立了Seriaal ATAA 2.0规范。Seriaal ATAA采用串行连连接方式,串串行ATA总线使用嵌入入式时钟信号号,具备了更更强的纠错能能力,与以往往相比其最大大的区别在于于能对传输指指令(不仅仅仅是数据)进行检检查,如果发发现错误会自自动矫正,这这在很大程度度上提高了数数据传输的可可靠性。串行接口还还具有结构简简单、支持热热插拔的优点点。EMCEMC为一一家美国信息息存储资讯科科技公司, 主要业务为为信息存储及及管理产品、服服务和解决方方
44、案。EMC 公司创建于 19799 年,总部在在马萨诸塞州州霍普金顿市市EMC CClariiion CXX500EMMC公司的股票票符号是 EMC,在纽约股股票交易所交交易,并且是是 S&P 5500 成份股之一一。希捷(Seeagatee)希捷科技技(英语:Seagaate Teechnollogy,NYSE:STX)是全球主要要的硬盘厂商商之一,于1979年在美国加加州成立,现现时在开曼群群岛注册。现现时,希捷的的主要产品包包括桌面硬盘盘,企业用硬硬盘,笔记本本电脑硬盘和和微型硬盘。在在专门研发硬硬盘的厂商中中,希捷是历历史最悠久的的。它的第一一个硬盘产品品,容量是5MB。在2006年5
45、月,希捷科科技收购了另另一间硬盘厂厂商迈拓公公司。产品销销量方面,希希捷报称自己己是第一间公公司,售出10亿个硬盘产产品。西部数据(Westddigitaal)市场占有率率仅次于希捷捷。以桌面产产品为主。其其桌面产品分分为侧重高IO性能的Black系列(俗称“黑盘”),普通的Blue系列(俗称称蓝盘),以以及侧重低功功耗、低噪音音的环保Green系列(俗称称绿盘)。 西部数据同同时也提供面面向企业近线线存储的Raid Editiion系列,简称RE系列。同时时也有SATA接口的100000RPM的猛禽系列列和迅猛龙(VeloociRapptor)系列。日立(Hiitachii)第三大硬盘盘厂商
46、。主要要由收购的原原IBM硬盘部门发发展而来。日立制作所所(日文:株株式会社日立立制作所;英英文:Hitacchi, LLtd.),简称日日立,总部位位于日本东京京,致力于家家用电器、电电脑产品、半半导体、产业业机械等产品品,是日本最最大的综合电电机生产商。三星(Saamsungg)三星电子子(Samsuung Ellectroniics KSSE:0059330 、KSE:0059335 、LSE:SMSN、LSE:SMSD)是世界上上最大的电子子工业公司,三星集团子公司之一。1938年3月它于大韩民国大邱广域市成立,创始人是李秉喆,现在的社长是李健熙。一开始它是一个出口商,但很快它就进入了许多其它领域。今天它在全世界58个国家拥有20多万职员。2003年,它的周转值为1017亿美元。在世界上最有名的100个商标的列表中,三星电子是唯一的一个韩国商标,是韩国民族工业的象征。迈拓(Maaxtor)迈拓(Maa
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