简述计算机cpu的新技术。

未来的cpu有望向多核、多通道、集成内存、集成显卡、节能、缩小面积、提高集成度、散热更好、更能满足消费者需求的方向发展。

CPU是计算机系统的心脏,计算机尤其是微型计算机的快速发展,本质上是CPU从低级到高级的复杂发展过程。其设计、制造和加工技术不断更新,加工能力不断增强。随着CPU的发展,微型计算机在整体性能、处理速度、三维图形图像处理、多媒体信息处理和通信等方面已经达到甚至超过了小型机。

新的通信、游戏和“娱乐”应用需要视频、3D图形、动画、音频和虚拟。

虚拟现实等多媒体功能,这对CPU提出了新的要求。英特尔公司遵循386流程对这些要求做出了回应。

在服务器结构之后,提出了CPU的进一步最大升级,即扩展MMX(多媒体扩展)多媒体。

技术集成到奔腾CPU中。采用MMX技术的处理器解决了多媒体和通信处理的问题。

同时还能应付其他任务或应用。

MMX的主要技术特征如下:

(1)单指令多数据(SIMD)技术是MMX的基础

从而可以用一条指令处理多条信息,这与IA(指令体系结构)超标量系统不同。

结构的组合大大增强了PC平台的性能。当MMX技术执行指令时,它将8个字节的数据视为一个字节

当打包的64位值进入CPU时,整个过程立即由一条指令处理。

(2) MMX指令没有特权,而且非常通用,不仅能满足P基于当前和未来算法的要求。

大部分要求C的计算机应用程序,也可以用于编解码器,算法和驱动程序。

(3) IA MMX指令系统增加了四种新的数据类型,即压缩字节(8bit×8bit)和压缩字(4

位×16位)、紧凑双字(2位×32位)和四字(1位×64位)。它的目的是压缩定点整数,

多个整数组合成一个64位数据,这样系统可以同时处理更多的数据。

(4)增加8个64位MMX寄存器,即浮点寄存器的别名镜像。

(5)新增指令57条。使用这些指令来完成音频、视频、图形和图像数据的处理,使多媒体

通信处理能力有了很大的提高。它的数学和逻辑指令可以支持不同的紧凑整数数据类型。

对于每种支持的数据类型,这些指令都有不同的操作码。采用新的MMX技术指令

完成了57个操作码,其功能域有:基本算术运算;比较操作;执行交互新数据类型。

转换(压缩数据,从小数据类型解压到大数据类型);逻辑运算;用于MMX寄存器之间的数据

MOV指令,或64位和32位内存访问。

可以说2009年整个技术和工艺的发展完全是在竞争下进行的。让我们回顾一下今年的技术发展,看看2009年哪些处理器技术最有影响力。

核心频率技术

自2008年6月Core i7 900系列处理器上市以来,睿频加速技术得到了普及,但由于局限在高端范围,并没有完全普及。从酷睿i7 900系列的市场份额来看,英特尔似乎也并不在意。毕竟酷睿i7 900系列产品定位高,所以了解探索性测试的人少也是可以理解的。

今年9月,英特尔正式面向主流市场发布了采用LGA1156接口的酷睿i7/i5系列处理器。虽然接口进行了重新设计,但新发布的采用LGA1156接口的酷睿i7/i5处理器提供了相对完整的酷睿i7 900系列处理器技术(超线程技术除外),包括睿频。从此,这项技术才刚刚开始普及之路。

介绍什么是涡轮技术及其带来的好处。

低动态超频、按需分配核心数turbo技术简介

目前市面上所有的Nehalem架构处理器都提供睿频加速模式。该技术的应用可以帮助处理器降低空闲期的整体功耗,从而达到节能的目的。但是,节能并不是涡轮增压技术的最大亮点。它最大的亮点是可以根据平台的运行状态有选择地提高一个或多个内核的运行频率,从而达到提高工作效率、降低功耗的目的。

睿频技术可以提高一个或多个内核的频率。

我们以一个大型3D游戏为例。有些游戏可能对主频更敏感,多核并不能带来明显的性能提升。处理器超频更好。如果此时开启了Turbo模式,并且TDP设置在用户采用的散热器允许范围内,那么此时CPU可以动态超频一个或两个内核,提高性能。

睿频技术使处理器超频智能化、自动化。

要实现Turbo技术,需要在内核中设计一个功率控制器,大约消耗1万个晶体管。但是这个价格是值得的,因为在一些游戏中开启Turbo模式可以直接提升10%左右的性能,相当于把显卡提升了一个档次。值得一提的是,极速版酷睿i7处理器可以在BIOS中将TDP设置为190W来执行Turbo模式,进一步提高了个别应用中的CPU时钟频率,带来性能提升。目前主流的酷睿i7 750处理器在开启这项技术后,可以在单线程任务中将一个核心的主频提升到3.2GHz。想必如此高频率的运行单线程任务可以说是小菜一碟。

超线程技术

超线程技术早在2002年就由英特尔推出,现已广泛应用于奔腾4处理器。采用超线程技术的奔腾4处理器比原产品性能提升约10%-15%,可见英特尔对超线程技术的应用充满信心。

但事实却出乎英特尔的意料。首先,问题来自操作系统。当时微软已经发布了Windows 2000系统,但是该系统并不支持超线程技术。虽然后来的Windows XP系统加入了对该技术的支持,但由于应用软件端没有对超线程技术进行优化,最终还是放弃了。另一个问题来自于英特尔自己的奔腾4处理器。基于NetBurst架构的奔腾4处理器由于过分追求高频率而加长了流水线设计,导致处理器的频率达到3GHz以上,但并不提供3GHz频率等效的性能。由于流水线高,数据运算的错误率增加了,采用超线程技术的双核模拟容易使CPU运算失败,带宽惊人。超线程技术不仅没有给处理器带来更高的执行效率,反而在某些情况下降低了奔腾4处理器的性能。所以,超线程技术虽然是一个很先进很好用的概念,但在当时并不合适。

早在奔腾4时代,英特尔就加入了HT超线程技术。

进入酷睿2时代后,由于内存带宽没有突飞猛进,酷睿2处理器运行时间短的设计不适合超线程技术,所以对于新一代酷睿架构处理器取消了超线程的概念。

随着技术的进步,英特尔已经进入45纳米技术和Nehalem架构时代。在最新的Nehalem Core i7处理上,由于集成了DDR3内存控制器和三通道内存技术的引入,内存带宽有了质的飞跃,QPI总线的引入也大大提升了处理器的带宽。这为超线程技术的回归提供了机会,因此英特尔在酷睿i7系列和未来的双核酷睿i5处理器中加入了超线程技术。

超线程技术在Nehalem架构时代再次回归

此外,新一代操作系统的推出也为多线程处理器提供了施展拳脚的机会,3D游戏和众多应用软件也针对多线程进行了优化,所以可以说超线程技术此时回归绝对是最佳时机。

看到这里还有很多读者可能会觉得奇怪。目前这种超线程技术只在高端的酷睿i7处理器上使用,普通消费者是没有的。为什么被列为2009年最有影响力的技术之一?相信了解硬件的读者一定知道,处理器行业的另一家龙头企业AMD从来没有在自己的处理器中加入过超线程技术。AMD高管甚至一度认为超线程技术是影响处理器性能的元凶之一。然而,在看到英特尔为至强服务器和高端桌面处理器引入超线程技术后,AMD内部高管承认,没有及早引入这种技术是技术选择上的错误。为了尽快弥补这一技术缺陷,AMD已经决定在近期为其服务器和桌面处理器引入超线程技术。由此可见,超线程技术在酷睿i7和未来酷睿i5中的回归,影响的不仅仅是用户,还有对手。再过几年,也许从低端到高端的所有处理器都可以应用超线程技术。

虚拟化技术

我们接下来要介绍的技术和之前的超线程技术是一样的,并不是在2009年发明的。这项技术诞生于奔腾4处理器时代。当时两大芯片巨头都把这项技术作为自己的宣传目标,但是因为技术性能和软件问题(服务器不在我们讨论范围内)没有推广。随着2009年2月新一代操作系统Windows 7测试版的发布,这项技术被重新发现并被消费者广泛理解。这个技术就是虚拟化技术。

其实我们说的Windows 7系统下的虚拟化系统只是在进阶到旗舰版才提供,并不是所有版本都提供这项技术。但是它带来的好处还是被消费者讨论。即使消费者根本不使用这项技术,他们在购买处理器时仍然会考虑所购买的产品是否能够提供虚拟化技术。

运行虚拟化系统的IE6.0浏览器

虚拟化技术有什么过人之处,让很多消费者都参与其中?事实上,虚拟化的使用对于企业用户来说是实质性的,但对于普通用户来说并没有得到广泛的发展。对于企业用户来说,通过虚拟化系统,企业可以集中* * *享受资源,达到降低成本,优化利用的目的。以高性能服务器为例。当系统空闲时,服务器的性能会造成严重的浪费。如果通过虚拟机把服务器分成几个部分,每个部分都需要自己的工作,就可以最大限度地发挥服务器的全部性能,从而节省企业开支。在某些情况下,企业甚至可以通过虚拟机出售服务器的剩余性能,从而实现利润最大化。虚拟化提供的另一个好处是安全性。用户可以通过虚拟网络传输数据,最大限度地保证了网络的加密能力,提高了网络环境的安全性。以上两点是企业用户最基本的使用。那么对普通消费者有什么好处呢?

我们以操作系统为例。目前,微软提供的Windows操作系统拥有全球最多的用户,黑客对Windows系统的攻击也最多。如何保证操作系统的安全性显得尤为重要。引入虚拟化系统后,用户可以通过虚拟系统检测数据的安全性,而无需确定自己的数据(如软件和网页)的安全性。如果出现病毒等问题,只需关闭虚拟系统即可保证系统的安全性。此外,当现有系统不支持某个软件时,用户也可以通过虚拟机来支持该软件。

简单地用一句话解释虚拟化是一种可以提供最高安全性并充分利用系统提供的性能的技术。

45纳米制程技术

2007年底,Intel正式发布了首款45nm制程的处理器,Core四核QX9650。由于采用了当时最先进的技术,这款四核处理器虽然价值一万多元,但仍然吸引了很多人的目光,因为它的出现标志着45nm技术时代的到来。

QX9650的问世,标志着CPU进入了45nm技术时代。

45nm的能力如何?居然一个价值一万多的CPU就成了关注的焦点。这一切都要从英特尔和AMD两大芯片巨头的45nm技术说起。

●英特尔-突破性45纳米

2007年,英特尔正式发布四核Core 2 Extreme QX9650处理器,引领业界走向45nm的新世界。英特尔的45nm采用了突破性的新材料,这是近40年来晶体管发展的最大进步。

在过去的四十年里,二氧化硅作为制造晶体管栅介质的材料在工业中得到了广泛的应用。在65 nm的工艺下,Intel已经将晶体管的二氧化硅栅介质厚度压缩到了1.2 nm,基本达到了这种传统材料的极限。此时不仅晶体管的性能增益和工艺提升遇到瓶颈,而且晶体管薄的二氧化硅栅介质也逐渐降低了阻挡上栅电流泄漏的能力,泄漏率大大增加。

SOI是硅绝缘体的缩写,即绝缘体上硅技术。与传统的纯硅片不同,SOI工艺使用的硅片底部是绝缘层。这层绝缘体切断了上层MOS管的漏电流回路,使得基于SOI工艺的芯片很容易抗漏电流。

真正解决AMD在45 nm技术问题的,是多增强型晶体管应变技术。AMD和IBM声称,与非应变技术相比,这种新技术可以将P沟道晶体管的驱动电流提高80%,将N沟道晶体管的驱动电流提高24%。可以看出,工艺的改进大大提高了处理器的潜在性能,同时赋予了产品更强的功耗控制能力。

“集成”技术

从2009年开始,CPU领域最大的变化就是整合GPU、PCIe控制器、内存控制器,直到北桥全面整合。集成带来的不仅仅是性能的提升,还有平台功耗的进一步降低。可以说,集成化已经成为未来CPU的发展趋势。

具有完全集成的北桥功能的酷睿i5 750处理器

整合之路始于AMD的K8架构时代。从K8架构时代开始,AMD将原本属于北桥的内存控制器集成到处理器中。其优点是CPU不再受FSB限制,提高了CPU与内存之间的数据带宽,性能翻倍。

随着工艺流程的提升,集成内存控制器的CPU性能凸显,英特尔也在全新的Nehalem架构中集成了内存控制器,放弃了传统的前端总线概念。与旧的前端总线处理器相比,酷睿i7处理器的QPI总线提供的带宽最高可达32GB/s,比1600MHz前端总线提供的带宽高出一倍以上。可见内存控制器的集成对CPU性能是有影响的。

在集成到内存控制器获得巨大成功后,英特尔和AMD将目光转向了PCIe控制器,双方针对这一集成技术进行了研发。不过在进度上,英特尔率先将PCIe控制器集成到处理器中,推出了采用LGA1156接口的酷睿i7/酷睿i5系列处理器。从LGA1156接口产品开始,北桥的功能被完全集成到CPU中,传统的三芯片概念被双芯片完全取代。一方面可以提高CPU与内存、CPU与显卡之间的数据带宽,同时可以最大限度降低平台的整体功耗。可以说,集成的概念最符合未来芯片领域的发展趋势。这就是为什么英特尔和AMD都竞相推出集成处理器的原因。

AMD的融合计划是集成技术的一部分。

在不久的将来,用户不仅可以使用集成北桥功能的处理器,还可以使用集成GPU的处理器。目前,英特尔和AMD都在研究这种集成技术,用户最早可以在2010年6月使用集成GPU的处理器。

集成化可以说是2009年下半年处理器的发展趋势,并且将继续影响未来处理器的发展。集成可以算是2009年最有影响力的处理器技术之一。

处理器高度集成,性能更好,处理器更智能;

英特尔酷睿I处理器

在传统的处理器架构中,处理器基板上只有一个处理器芯片。2010发布的英特尔酷睿I系列处理器,首次将显示核心集成在处理器的基板上。这项技术表面上看起来没什么特别,但是对于笔记本产品来说,它意味着一个高度集成的处理器,可以让笔记本产品变得更轻更薄。同时,部分配备独立显卡的机型可以在双显卡之间智能切换,解决了笔记本性能和续航的矛盾。

在英特尔酷睿I系列处理器中,除了英特尔i3系列处理器。很多英特尔酷睿I系列处理器都支持睿频加速技术,可以自动检测系统的处理负载,自动判断是否需要自动提高频率来加快系统的响应速度。当然,涡轮加速不是无限制加速,也有一定的频率限制。

笔记本首次加入3D显示技术;

笔记本电脑3D技术

随着2010风靡全球的电影《《阿凡达》》的上映,人们对3D技术的热情被彻底引爆。3D技术虽然不是什么新鲜事,但是在笔记本上被广泛使用还是第一次。其实笔记本上的3D技术也是分配给别人的。比如英伟达使用的3D技术是红蓝快门式3D技术,而配备ATI显卡的笔记本使用的是偏光式3D技术。对于笔记本来说,3D技术可以让用户有更震撼的视觉享受。

笔记本多点触控技术笔记本多点触控板

虽然多点触控技术在苹果电脑中已经使用了很长时间,但是其他品牌的笔记本并没有采用这种技术。2010年是大规模采用这项技术的一年,多点触控技术让我们可以在没有传统鼠标的情况下操作。比如双击拉申可以放大图片,放大网页。这项技术的出现大大提高了笔记本触摸板的使用效率,也提高了人们操作笔记本的效率。

2010的应用技术我们基本盘点完了。接下来我们就来盘点一下2011我们的笔记本可能会配备的那些新技术。

Sandy bridge核心架构:

说到融合,是IT技术的一大趋势,比如sandy bridge核心的新一代处理器。就是成功的把处理器和显卡合二为一。AMD也有同样的技术,比如AMD的APU处理器,成功的将处理器和显卡集成到一个芯片上。

Sandy Bridge集成GPU图形核心技术2011。

虽然目前的处理器增加了睿频加速和集成显卡设计,但SNB的GPU图形核心这次进行了大幅重新设计,拥有专门的视频转码硬件模块,性能是目前HDGraphics的两倍左右。迄今为止的测试也证明了英特尔是正确的。借助第二代Turbo Boost睿频加速技术,SNB的CPU和GPU可以相互独立地动态加速。如果你玩的游戏需要更多的GPU资源,那么CPU可能会以原来的频率运行,甚至降低,GPU会在功率允许的范围内尽可能加快速度。

超线程和睿频加速英特尔动态加速

SNB移动版已经全部开启超线程和Turbo Boost英特尔动态加速,官方内存频率高达1600MHz。特别值得一提的是,SNB移动版中集成的图形核心将拥有12个执行单元,是桌面版的两倍,频率也不低。默认为650MHz,最大动态加速度为1300MHz或1150MHz。已知测试可以证明,英特尔的集中显示性能相当惊人。照此计算,移动版会更惨,移动独立显卡的生存空间会受到严重挤压。

通过英特尔官方对睿频加速技术的解释。当一个正在运行的程序启动时,处理器会自动加速到合适的频率,将原来的运行速度提高10%~20%,保证程序的流畅运行;在处理复杂应用时,处理器可以自动提高运行频率以加快速度,轻松执行对性能要求更高的多任务处理;在切换任务时,如果只有内存和硬盘在做主要的工作,处理器会立刻进入省电状态。这样既保证了能量的有效利用,又大大提高了程序速度。通过智能加速处理器速度,可根据应用需求最大限度提升性能,对于高负载任务,运行频率最高可提升20%,以获得最佳性能,即能有效提升性能,满足高工作负载的应用需求。通过为人工智能、物理模拟和渲染需求分配多线程,用户可以拥有更流畅、更真实的游戏体验。同时,英特尔高级智能高速缓存提供了一个性能更高、效率更高的高速缓存子系统,从而进一步优化了多线程应用的性能。

随着处理器的工艺和设计越来越先进,笔记本的性能也会越来越强。随着处理器和显卡的高度集成,笔记本的续航时间会大大延长,而笔记本可能会越来越薄,性能会越来越强大。

宏碁Iconia笔记本的发布,打破了我们对传统笔记本的定义。传统物理键盘的消失让笔记本更贴近用户体验。我们不必担心物理键盘的消失。虚拟键盘的加入,笔记本在文字输入上不会有任何问题,但感觉不会像实体键盘,这也是笔记本改革的“痛”。

我们可以在上面的试用视频中看到。双屏触控笔记本无论是浏览照片,观看视频,还是浏览网页,都是如此简单方便。这无疑将掀起一场传统键盘的笔记本革新风暴。这种用户体验的创新,就如同Iphone对于手机行业的创新一样。明年各大厂商应该都会发布自己的双屏笔记本。

电影《《阿凡达》》于2010上映,让很多人体验到了3D技术的震撼。笔记本配备3D显示屏后,笔记本的用户体验会更高。比如一些第一人称射击游戏,在3D技术的支持下,让用户的临场感更好。市面上传统的3D技术都是通过佩戴3D眼睛来实现的。但大部分用户在长时间观看3D电影、玩3D游戏时,会出现头晕、视力下降的情况。

任天堂即将发布裸眼3D游戏机3DS,将裸眼3D技术推向3D技术时代的浪潮。让大多数人逐渐关注裸眼3D技术。对于裸眼3D技术,大多数人还是陌生的。今天的裸眼3D技术可以分为两个流派。一种是光学屏障3D技术,也称为视差屏障或视差屏障技术。其原理类似于偏振3D技术,由夏普欧洲实验室的工程师历时十余年研究成功。Light barrier 3D产品与现有的LCD技术兼容。这种技术的优点是成本低,但可视角度差,显示亮度较暗。

光幕障碍的裸眼3D技术

现在的柱面透镜裸眼3D正好可以解决裸眼3D的缺陷,就是屏幕障碍。它最大的优点就是亮度不会受到影响。柱面透镜3D技术的原理是在液晶屏前面加一层柱面透镜,使液晶屏的像平面位于透镜的焦平面上,使每个柱面透镜下图像的像素被分成若干子像素,使透镜可以向不同方向投射每个子像素。所以当你从不同的角度看显示屏时,你会看到不同的子像素。但是像素之间的差距也会被放大,所以子像素不能简单叠加。

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1页:2011处理器/主板重大事件评论

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2011年快年底了。很多新技术新产品在这一年给我们留下了深刻的印象,明年还会有更多值得期待的技术。今天,我们将做一个总结。今年的变化不小,比如集成显卡性能相当不错的Sandy Bridge处理器,新概念APU,最高端的Sandy Bridge-E架构Core i7,AMD正在进行的裁员和战略调整等等。,这些都给我们带来了很大的影响。

对于厂商来说,今年可谓是百感交集。一方面,DIY产品的价格越来越便宜,单价利润并没有增加。另一方面,DIY消费者总数仍在快速增长。当然,今年我们也遇到了泰国洪灾导致硬盘暴涨带来的销售冲击,但总体来说,今年的业绩还是不错的。那么明年会怎么样呢?目前真的不好说。希望明年行业发展更好。对于消费者来说,便宜的价格自然可以少花钱玩新奇的产品。当然,便宜的东西不一定好,用户还是需要理性选择合适的产品。事不宜迟,我们来回顾一下今年以来发生的新产品、新技术、新事物。我会用时间倒叙的方式给你看。

我不得不提到的AMD“Project WIN”。

对于AMD来说,2011并不是高速增长的一年。虽然今年APU和推土机产品相继出现,但仍然无法弥补与竞争对手的差距。无奈之下,他们只能进行近12%的大裁员,其中市场部被裁掉了60%左右。营销副总裁Patrick“Pat”Moorhead、品牌副总裁JohnVolkmann、公关总监Dave Kroll等。所有人都悲伤地离开了,技术人员也未能幸免。比如很多关键的融合工程师丢了工作,很可能是因为APU的表现还是没能让AMD满意,甚至整个产品评估支持团队都不存在了。但与此同时,AMD已经在准备“Project WIN”来调整公司未来的重点业务和发展方向。

无论最终的战略是什么,都不是罗瑞·里德一个人的想法,而是整个董事会的决定。主要目标是提高效率、降低成本、增加收入以及加快产品开发和上市时间。业界普遍认为,罗瑞·里德将把AMD更多地带入消费产品市场,低功耗的“山猫”架构将发挥重要作用。AMD可能会在近期宣布加入ARM阵营,获得ARM的授权。

无论如何,AMD需要进一步明确自己的发展方向,找到一个真正能给自己带来高速增长的机会。或许未来的云计算、低功耗、快速发展的中国市场才是AMD需要重点关注的战场。\微软明年将推出支持ARM架构处理器的Windows 8,ARM最近也在PC和服务器领域加紧步伐。10年末,ARM官方宣布其首款64位指令集的处理器架构“ARMv8”正式发布。在这个64位处理器横行的时代,ARM处理器终于跟上时代了。