CPU处理器介绍

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处理器(Center Processing Unit,简称CPU)是手机的核心部件,手机中的微处理器类似计算机中的中央处理器(CPU),它是整台手机的控制中枢系统,也是逻辑部分的控制核心。微处理器通过运行存储器内的软件及调用存储器内的数据库,达到对手机整体监控的目的。凡是要处理的数据都要经过CPU来完成,手机各个部分管理等都离不开微处理器这个司令部的统一、协调指挥。随着集成电路生产技术及工艺水平的不断提高,手机中微处理器的功能越来越强大,如在微处理器中集成先进的数字信号处理器(DSP)等。处理器的性能决定了整部手机的性能。

  每个处理器都有一个独特的诸如ADD、STORE或LOAD这样的操作集,这个操作集就是该处理器的指令系统。计算机系统设计者习惯把计算机称为机器,所以该指令系统有时也称作机器指令系统,而书写它们的二进制语言叫做机器语言。注意,不要把处理器的指令系统与 BASIC或PASCAL这样的高级程某某设计语言中的指令相混淆。

  指令由操作码和操作数组成,操作码指明要完成的操作功能,而操作数则表示操作的对象。例如,一条指令要完成两数相加的操作,它就必须知道: (1)这两个数是什么?(2)这两个数在哪儿?当这两个数存储在计算机内存中时,则应有指明其位置的地址,所以如果操作数表示的是计算机内存中的数据,则该操作数叫做地址。处理器的工作就是从存储器中找到指令和操作数,并执行每个操作,完成这些工作后就通知存储器送来下一条指令。

  处理器以惊人的速度一遍又一遍地重复以上这一步步的操作。一个称作时钟的计时器准确地发出定时电信号,该信号为处理器工作提供有规律的脉冲。测量计算机速度的术语引自电子工程领域,称作兆赫(MHz),兆赫意指每秒百万个周期。例如,普通时钟每秒一个滴答,而在8MHz的处理器中,计算机的时钟则高达了8 百万次。

  由两个功能部件(控制部件和算逻部件)和一组称作寄存器的特殊工作空间组成。

  . 控制部件

  控制部件是负责监督整个计算机系统操作的功能部件。有些方面它类似于智能电话交换机,因为它把计算机系统的各功能部件连结起来,并根据当前执行程某某的需要控制每个部件完成操作。

  控制部件从存储器中取出指令,并确定其类型或对之进行译码,然后把每条指令分解成一系列简单的、很小的步骤或动作。这样,就可控制整个计算机系统一步一步地操作。

  . 算逻部件

  算逻部件(ALU)是为计算机提供逻辑及计算能力的功能部件。控制部件把数据送到算逻部件中,然后由算逻部件完成执行指令所需的算术或逻辑操作。

  算术操作包括加、减、乘、除。逻辑操作完成比较,并根据结果选择操作,例如,比较两个数是否相等,如果相等,则继续处理;如果不等,则停止处理。

  . 寄存器

  寄存器是处理器内部的存储单元。控制部件中的寄存器用来跟踪正在运行的程某某的总体状态,它存储如像当前指令、下一条把执行指令的地址以及当前指令的操作数这样一些信息。在算逻部件中,寄存器存放要进行加、减、乘、除及比较的数据项,而其它寄存器则存放算术及逻辑操作的结果。

  影响处理器速度和性能的一个重要因素是寄存器的大小。字的大小这一术语(也称字长)描述了操作数寄存器的大小,但它也可用来不那么严格地描述出入处理器的通道的大小。通用计算机的字长通常是8到64位。如果处理器的操作数寄存器是16位的,那么就称该处理器是16位处理器。

  2. 指令码

  数字计算机是通用的数字系统。一台通用数字计算机可执行各种微操作,并且还可以规定它必须执行哪些特定的操作序列。该系统的用户可通过程某某控制处理过程,所谓程某某是指定操作、操作码及执行处理序列的指令集合。通过编写不同指令的新程某某或者对相同指令输入不同数据,可以很简单地改变数据处理的任务。计算机的指令是指定计算机微操作序列的二进制代码。指令码同数据一起存储在存储器中。控制器从存储器中读出每条指令,并将其存放在控制寄存器中,然后控制器解释取出指令的二进制代码,并通过发出一系列控制操作来完成该指令。每台通用计算机都有其独有的指令系统。存储并执行指令的能力(存储程某某的概念)是通用计算机最重要的特性。

  处理器:处理器(Center Processing Unit,简称CPU)是手机的核心部件,手机中的微处理器类似计算机中的中央处理器(CPU),它是整台手机的控制中枢系统,也是逻辑部分的控制核心。微处理器通过运行存储器内的软件及调用存储器内的数据库,达到对手机整体监控的目的。凡是要处理的数据都要经过CPU来完成,手机各个部分管理等都离不开微处理器这个司令部的统一、协调指挥。随着集成电路生产技术及工艺水平的不断提高,手机中微处理器的功能越来越强大,如在微处理器中集成先进的数字信号处理器(DSP)等。处理器的性能决定了整部手机的性能。

  主频:处理器主频是衡量手机CPU性能高低的一个重要技术参数,几乎所有的人在选购时都把它作为一个参考值。“工作频率”又称为“主频”,频率越高,表明指令的执行速度越快,指令的执行时间也就越短,对信息的处理能力与效率就高。这里要对初学者说的是,处理器的工作频率并不能完全决定其工作性能,设计方法、运行环境等这些都是性能好坏的重要因素。主流手机上使用的CPU主频有104MHz、160MHZ、200MHZ、220MHz以及400MHz不等。

  中央处理器,或简称为处理器,英文缩写为CPU,即Central Processing Unit,是电子计算机(港译-电子计算器)的主要设备之一,其功能主要是解译计算机指令以及处理计算机软件中的数据。CPU为电子计算机设计提供了基本的数字计算特性。CPU、存储设备和输入/输出设备是现代微型电脑的三大核心部件。由集成电路制造的CPU通常称为微型处理器。从20世纪70年代中期开始,单芯片微型处理器几乎取代了所有其他类型的CPU,今天CPU这个术语几乎成为了所有微型处理器的代称。

  “中央处理器”这个名称,常规上来讲,用来描述一系列可以执行复杂的电脑程某某的逻辑机械。这个空泛的定义很容易的把在“CPU”这个名称被普遍使用之前的早期的计算机也包括在内。无论如何,至少从20世纪60年代早期开始(Weik 1961),这个名称及其缩写已开始在电子计算机产业中得到广泛应用。尽管与早期相比,“中央处理器”在物理形态,设计制造和具体任务的执行上有了戏剧化的发展,但是其基本的操作原理一直没有改变。

  早期的中央处理器通常是为大型及特定应用的计算机(港译-电子计算机)而订制。但是,这种昂贵为特定应用定制CPU的方法很大程度上已经让位于开发便宜、标准化、适用于一个或多个目的的处理器类。这个标准化趋势始于由单个晶体管组成的大型机和微机年代,随着集成电路(英文integrated circuit(IC)的出现而加速。IC使得更为复杂的CPU可以在很小的空间中设计和制造(在微米的量级)。CPU的标准化和小型化都使得这一类数字设备(港译-电子零件)在现代生活中的出现频率远远超过有限应用专用的计算机。现代微处理器出包括从汽车到手机到儿童玩具在内的各种物品中。

  CPU的组成

  运算器:算数、逻辑(部件:算数逻辑单元、累加器、暂存器组、路径转换器、数据总线)

  控制器:复位、使能(部件:计数器、指令暂存器、指令解码器、状态暂存器、时序产生器、微操作信号发生器)

  CPU主要制造商

  ·Intel公司, AMD公司 ,VIA(威盛)公司,IBM公司,·龙芯中科。[1]

[编辑本段]处理器类型

  处理器(Center Processing Unit,简称CPU)是掌上电脑的核心部件,它主要由控制器和运算器组成,它的性能决定了整台掌上电脑的性能。用于掌上电脑的处理器有六类处理器,分别是:英特尔的PXA系列处理器、MIPS处理器、StrongARM 系列处理器、日立SH3处理器、摩托罗拉龙珠 (DragonBall) 系列处理器和XX仪器OMAP系列处理器。

英特尔的PXA系列处理器

  为了配合微软PocketPC 2002系统对性能越来越苛刻的需求,英特尔于2002年发布了一款StrongARM处理器的改进产品——Xscale架构的PXA系列处理器,而这个系列最大的改进就在于较大提高了性能,并

  PXA27处理器且全面兼容旧款产品。这个系列包括了频率为200MHz的PXA210,和频率为400MHz的PXA250以及它的最新改进型号PXA255(加宽了总线频率)。这个系列的处理器已经被广泛应用于新一代的PocketPC2002/2003上了。

  优点:性能和通用性都不错,具备了一些先进特性如:无线局域网,通用串行总线,蓝牙等技术。而且新的处理器推出也很好地统一了PocketPC用处理器的规范。更值得一题的是:频率较低的PXA210在超频到300Mhz时依然能够稳定运行。

  缺点:此款处理器在缺乏软件支持的情况下,在性能上会打折扣,甚至略低于旧款的StrangARM处理器。可见Intel在手持设备处理器上面对的问题还是相当的多。

  代表产品:康柏iPAQ 1910/20,iPAQ3970,SONY TG50,和Acer的n10等众多机型,并且在一些智能电话(SmartPhone)系统上得到运用。

MIPS处理器

  MIPS是世界上很流行的一种RISC处理器。MIPS的意思是“无内部互锁流水级的微处理器”(Microprocessor without interlocked piped stages),其机制是尽量利用软件办法避免流水线中的数据相关MIPS处理器问题。它最早是在80年代初期由斯坦福(Stanford)大学Hennessy教授领导的研究小组研制出来的。MIPS公司的R系列就是在此基础上开发的RISC工业产品的微处理器。这些系列产品为很多计***采用构成各种工作站和计算机系统。

  MIPS***则是一家设计制造高性能、高档次及嵌入式32位和64位处理器的厂商。在通用方面,MIPS R系列微处理器用于构建SGI的高性能工作站、服务器和超级计算机系统。在嵌入式方面,MIPS K系列微处理器是目前仅次于ARM用得最多的处理器之一(1999年以前MIPS是世界上用得最多的处理器),其应用领域覆盖游戏机、路由器、激光打印机、掌上电脑等各个方面。

  MIPS***是美国著名的芯片***,它采用精简指令系统计算结构(RISC)来设计芯片。和英特尔采用的复杂指令系统计算结构(CISC)相比,RISC具有设计更简单、设计周期更短等优点,并可以应用更多先进的技术,开发更快的下一代处理器。MIPS是出现最早的商业RISC架构芯片之一,新的架构集成了所有原来MIPS指令集,并增加了许多更强大的功能。 

  MIPS实际上是芯片设计商MIPS Technologies公司的名字。MIPS Technologies公司并不生产芯片,它

  把设计发放许可给***,由***制造,如NEC。NEC是所有用于Pocket PC的MIPS处理器的制造商。所有Pocket PC上使用的MIPS处理器都是64位处理器。MIPS Vr4121处理器内建8 KB的高速数据缓存和16KB的高速代码缓存;MIPS Vr4122处理器内建16KB的高速数据缓存和32KB的高速代码缓存;而MIPS Vr4181处理器内建4KB的高速数据缓存和4KB的高速代码缓存。Pocket PC上使用的MIPS处理器的时钟频率范围为70 MHz到150 MHz。

StrongARM 系列处理器

  StrongARM 系列处理器是归于英特尔旗下的ARM公司推出的一款旨在支持WinCE3.0-PocketPC系统的RISC(精简指令集)处理器。ARM处理器由ARM公司设计,与MIPS公司类似,采用发放许可方式,由***生产。较早期的Pocket PC中使用的ARM处理器是由英***推出的StrongARM SA-1110,工作频率为206MHz,32位的处理器,内建8KB的高速代码缓存和16KB数据缓存。该处理器主要使用在Compaq iPAQ H3100 和H3600 系列以及 Palmax @migo 上。该系列处理器册主频在100-206之间,这款处理器也是微软的Pocket PC战略的奠基石——而在此之前,市场上的WinCE设备正被不同的CPU造成的软件兼容性问题困扰着。

  优点:StrongARM处理器的性能不错,甚至表现不比新款产品差。而使用了基于StrongARM处理器的终端设备也不用再担心兼容性的问题——基本上可以使用任何2000后开发的软件了。

  缺点:功耗过大一直是困扰高频率处理器首要问题,而StrongARM处理器的架构已经不允许它的频率再得到提升了。而其在多媒体方面的表现也并没有人们预料的那样好。

  代表产品:康柏iPAQ 3630,NEC MP300等一些基于PocketPC/WinCE3.0的机型。另外许多中国台湾的厂商也推出了很多基于该系列处理器的产品。

日立SH3处理器

  SuperH3 (SH3)处理器由日立(Hitachi)公司生产,该公司设计并生产这些芯片。SH3处理器比较少见,只使用在惠普Jornada 540系列Pocket PC上(型号为SH7709A)。SH7709A处理器是一个32位的处理器,内建16KB一体化高速缓存,工作频率为133MHz。

摩托罗拉龙珠 (DragonBall) 系列处理器

  摩托罗某某1995年推出了第一款龙珠芯片,它的推出主要是为了应对英特尔等厂商的竞争。摩托罗拉龙珠处理器走的是低功耗低成本的路线,虽然处理速度没有优势,但却特别适合小巧的PDA使用。因此摩托罗拉设计的龙珠系列处理器可以算是掌上电脑里的奔腾1代处理器,一款具有历史意义的CPU。

  优点:龙珠处理器的主频在16-66MHz之间,型号分别有 EZ、VZ和最快的MX1。他们共同的特点是低功耗,低频率,稳定性好。早期的黑白机型甚至能够创造持续开机20小时的记录。

  缺点:很明显,龙珠缺少了多媒体的支持能力和一些高级应用协议接口的能力(如对安全密码,无线局域网,MPEG解码),它在多媒体方面的局限性使得终端设备制造商很难把其用于多媒体领域,而通过外加芯片的方式不仅增加了成本,而且也是原来龙珠著称的省电特性也不复存在。

  代表产品:Palm M系列(M515,M130),和早期的Vx,IIIc等以及最新的黑白机Zire。已并入Palm.inc的Handspring所推出的Deluxe系列和Tero系列智能电话。而索尼则有其SJ,SL,S和早期的N和T系列(T615,N760)等。

XX仪器OMAP系列处理器

  OMAP是一款面向多操作系统(包括PalmOS5.0,PocketPC2002和通信领域的Symbian)的高性能低功耗处理器。它集成了包括一个数字协处理器在内的多媒体单元,并且加入和GSM/GPRS接口和蓝牙无线协议等一些当前的高级功能。由于其较低的主频150Mhz和广泛的支持性能,OMAP获得了Palm公司的认可,成为了其下Palm OS5产品的标准处理器。

  优点:支持接口全面,并且具有较低的功耗和不错的性能表现。其在Palm OS5系统上的运用很好地延续了Palm一向给人的省电,程某某效率高的印象。

  缺点:耗电基本和旧款的彩色机型持平,但想要达到昔日的辉煌是不可能了。而且面对处理MPEG流和一些解码动作的“硬杀伤”应用的时候,其绝对性能还是要逊于StrongARM等。

  代表产品:Palm Tungsten T |1 , T|2 。Palm Zire 71(该款OMAP310不具备内置协处理器,多媒体的解码是由软件完成的)。[2][3]

[编辑本段]双核处理器

  双核处理器(Dual Core Processor): 双核处理器是指在一个处理器上集成两个运算核心,从而提高计算能力。“双核”的概念最早是由IBM、HP、Sun等支持RISC架构的高端服务器厂商提出的,主要运用于服务器上。而台式机上的应用则是在Intel和AMD的推广下,才得以普及。

  在2005年以前,主频一直是两大处理器巨头 Intel 和 AMD 争相追逐的焦点。而且处理器主频也在 Intel 和 AMD 的推动下,达到了一个又一个的高峰。就在处理器主频提升速度的同时,也发现单纯主频的提升,已经无法为系统整体性能的提升带来明显的好处,并且高主频带来了处理器巨大的发热量。更为不利是,Intel 和 AMD 两家在处理器主频提升上已经有些力不从心了。在这种情况下,Intel 和 AMD 都不约而同地把目光投向了多核心的发展方向。在不用进行大规模开发的情况下,把已有产品发展成为理论性能更为强大的多核心处理器系统,无疑是相当明智的选择。

  双核处理器就是基于单个半导体的一个处理器上拥有两个一样功能的处理器核心,即是把两个物理处理器核心整合入一个内核中。事实上,双核架构并不是什么新技术,不过此前双核心处理器一直是服务器的专利,2009年前后已开.经始普及之中。

Intel 的双核心处理器介绍

  截至2009年,Intel 推出的双核心处理器,有 Pentium D 和 Pentium Extreme Edition,同时推出 945/955 芯片组来支持新推出的双核心处理器,采用 90nm 工艺生产的这两款新推出的双核心处理器,使用是没有针脚的 LGA 775 接口,但处理器底部的贴片电容数目有所增加,排列方式也有所不同。

  桌面平台的核心代号 Smithfield 的处理器,正式命名为 Pentium D 处理器。除了摆脱阿拉伯数字改用英文字母来表示这次双核心处理器的世代交替外,D 的字母也更容易让人联想起 Dual-Core 双核心的涵义。

  Intel 的双核心构架,更像是一个双 CPU 平台,Pentium D 处理器继续沿用 Prescott 架构及 90nm 生产技术生产。Pentium D 内核实际上由于两个独立的 Prescott 核心组成,每个核心拥有独立的 1MB L2 缓存及执行单元,两个核心加起来一共拥有 2MB。但由于处理器中的两个核心都拥有独立的缓存,因此必须保证每个二级缓存当中的信息完全一致,否则就会出现运算错误。

  为了解决这一问题,Intel 将两个核心之间的协调工作交给了外部的 MCH(北桥)芯片。虽然缓存之间的数据传输与存储并不巨大,但由于需要通过外部的 MCH 芯片进行协调处理,毫无疑问的会对整个的处理速度带来一定的延迟,从而影响到处理器整体性能的发挥。

  由于采用 Prescott 内核,因此 Pentium D 也支持 EM64T 技术、XD bit 安全技术。值得一提的是,Pentium D 处理器会不支持 Hyper-Threading 技术。原因很明显:在多个物理处理器及多个逻辑处理器之间正确分配数据流、平衡运算任务并非易事。比如,如果应用程某某需要两个运算线程,很明显每个线程对应一个物理内核,但如果有 3 个运算线程呢?因此为了减少双核心 Pentium D 架构复杂性,英特尔决定在针对主流市场的 Pentium D 中取消对 Hyper-Threading 技术的支持。

  同出自 Intel 之 内容过长,仅展示头部和尾部部分文字预览,全文请查看图片预览。 相比T7250也是有一定的性能优势。

  T7500是目前市场中较高档次的处理器,从硬件参数来看,其对应的下一代T9000系列的Penryn处理器确实要比T7000系列有较大改进,还是值得期待。

  T7250则是目前市场中T7000系列的主流产品,性价比相对较高。其对应的下一代Penryn处理器应该是T8000系列。从测试的结果中可以看到,虽然T8000系列的性能提升并不是十分明显,但是随着应用软件的完善,支持SSE4的Penryn处理器还是具有较大的优势。

[编辑本段]Raid卡处理器

  处理器描述了RAID卡核心处理芯片的名称或者说是工作速度。目前市场上销售的RAID控制卡可以划分为两大类:一类卡上集成专门的RISC处理器——核心处理芯片,完全通过硬件实现RAID功能,被称为硬件RAID控制卡;另外一种控制卡本身不含有处理器,没有核心处理芯片,所有RAID计算全部由系统CPU来完成,被称为固件RAID控制卡。固件RAID卡的价格相对便宜一些,一般都在100美元以下。由于RAID卡所需要的运算量相对固定,因此这个参数并不太重要,并且生产RAID卡的厂商一般并不完全公布此参数。

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