1、一 CPU篇 1 64位技術 這里的64位技術是相對于32位而言的，這個位數指的是CPU GPRs（General-Purpose Registers，通用寄存器）的數據寬度為64位，64位指令集就是運行64位數據的指令，也就是說處理器一次可以運行64bit數據。64bit處理器并非現在才有的，在高端的RISC（Reduced Instruction Set Computing，精簡指令集計算機）很早就有64bit處理器了，比如SUN公司的UltraSparc 、IBM公司的POWER5、HP公司的Alpha等。 64bit計算主要有兩大優點：可以進行更大范圍的整數運算；可以支持更大的內存。不

2、能因為數字上的變化，而簡單的認為64bit處理器的性能是32bit處理器性能的兩倍。實際上在32bit應用下，32bit處理器的性能甚至會更強，即使是64bit處理器，目前情況下也是在32bit應用下性能更強。所以要認清64bit處理器的優勢，但不可迷信64bit。 要實現真正意義上的64位計算，光有64位的處理器是不行的，還必須得有64位的操作系統以及64位的應用軟件才行，三者缺一不可，缺少其中任何一種要素都是無法實現64位計算的。目前，在64位處理器方面，Intel和AMD兩大處理器廠商都發布了多個系列多種規格的64位處理器；而在操作系統和應用軟件方面，目前的情況不容樂觀。因為真正適合于個

3、人使用的64位操作系統現在就只有Windows XP X64，而Windows XP X64本身也只是一個過渡性質的64位操作系統，在Windows Vista發布以后就將被淘汰，而且Windows XP X64本身也不太完善，易用性不高，一個明顯的例子就是各種硬件設備的驅動程序很不完善，而且現在64位的應用軟件還基本上沒有，確實硬件廠商和軟件廠商也不愿意去為一個過渡性質的操作系統編寫驅動程序和應用軟件。所以要想實現真正的64位計算，恐怕還得等到Windows Vista普及一段時間之后才行。 目前主流CPU使用的64位技術主要有AMD公司的AMD64位技術、Intel公司的EM64T技術、和

4、Intel公司的IA-64技術。其中IA-64是Intel獨立開發，不兼容現在的傳統的32位計算機，僅用于Itanium（安騰）以及后續產品Itanium 2，一般用戶不會涉及到，因此這里僅對AMD64位技術和Intel的EM64T技術做一下簡單介紹。AMD64位技術 AMD64的位技術是在原始32位X86指令集的基礎上加入了X86-64擴展64位X86指令集，使這款芯片在硬件上兼容原來的32位X86軟件，并同時支持X86-64的擴展64位計算，使得這款芯片成為真正的64位X86芯片。這是一個真正的64位的標準，X86-64具有64位的尋址能力。 X86-64新增的幾組CPU寄存器將提供更快的

5、執行效率。寄存器是CPU內部用來創建和儲存CPU運算結果和其它運算結果的地方。標準的32-bit x86架構包括8個通用寄存器（GPR），AMD在X86-64中又增加了8組（R8-R9），將寄存器的數目提高到了16組。X86-64寄存器默認位64-bit。還增加了8組128-bit XMM寄存器（也叫SSE寄存器，XMM8-XMM15），將能給單指令多數據流技術（SIMD）運算提供更多的空間，這些128位的寄存器將提供在矢量和標量計算模式下進行128位雙精度處理，為3D建模、矢量分析和虛擬現實的實現提供了硬件基礎。通過提供了更多的寄存器，按照X86-64標準生產的CPU可以更有效的處理數據，可

6、以在一個時鐘周期中傳輸更多的信息。 EM64T技術 Intel官方是給EM64T這樣定義的：EM64T全稱Extended Memory 64 Technology，即擴展64bit內存技術。EM64T是Intel IA-32架構的擴展，即IA-32e（Intel Architectur-32 extension）。IA-32處理器通過附加EM64T技術，便可在兼容IA-32軟件的情況下，允許軟件利用更多的內存地址空間，并且允許軟件進行32 bit線性地址寫入。EM64T特別強調的是對32 bit和64 bit的兼容性。Intel為新核心增加了8個64 bit GPRs（R8-R15），并且把

7、原有GRPs全部擴展為64 bit，如前文所述這樣可以提高整數運算能力。增加8個128bit SSE寄存器（XMM8-XMM15），是為了增強多媒體性能，包括對SSE、SSE2和SSE3的支持。 Intel為支持EM64T技術的處理器設計了兩大模式：傳統IA-32模式（legacy IA-32 mode）和IA-32e擴展模式（IA-32e mode）。在支持EM64T技術的處理器內有一個稱之為擴展功能激活寄存器（extended feature enable register，IA32_EFER）的部件，其中的Bit10控制著EM64T是否激活。Bit10被稱作IA-32e模式有效（IA-3

8、2e mode active）或長模式有效（long mode active，LMA)。當LMA0時，處理器便作為一顆標準的32 bit（IA32）處理器運行在傳統IA-32模式；當LMA1時，EM64T便被激活，處理器會運行在IA-32e擴展模式下。 目前AMD方面支持64位技術的CPU有Athlon 64系列、Athlon FX系列和Opteron系列。Intel方面支持64位技術的CPU有使用Nocona核心的Xeon系列、使用Prescott 2M核心的Pentium 4 6系列和使用Prescott 2M核心的P4 EE系列。 2 二級緩存容量 CPU緩存（Cache Memory）

9、位于CPU與內存之間的臨時存儲器，它的容量比內存小但交換速度快。在緩存中的數據是內存中的一小部分，但這一小部分是短時間內CPU即將訪問的，當CPU調用大量數據時，就可避開內存直接從緩存中調用，從而加快讀取速度。由此可見，在CPU中加入緩存是一種高效的解決方案，這樣整個內存儲器（緩存+內存）就變成了既有緩存的高速度，又有內存的大容量的存儲系統了。緩存對CPU的性能影響很大，主要是因為CPU的數據交換順序和CPU與緩存間的帶寬引起的。 緩存的工作原理是當CPU要讀取一個數據時，首先從緩存中查找，如果找到就立即讀取并送給CPU處理；如果沒有找到，就用相對慢的速度從內存中讀取并送給CPU處理，同時把這

10、個數據所在的數據塊調入緩存中，可以使得以后對整塊數據的讀取都從緩存中進行，不必再調用內存。 正是這樣的讀取機制使CPU讀取緩存的命中率非常高（大多數CPU可達90%左右），也就是說CPU下一次要讀取的數據90%都在緩存中，只有大約10%需要從內存讀取。這大大節省了CPU直接讀取內存的時間，也使CPU讀取數據時基本無需等待?？偟膩碚f，CPU讀取數據的順序是先緩存后內存。 最早先的CPU緩存是個整體的，而且容量很低，英特爾公司從Pentium時代開始把緩存進行了分類。當時集成在CPU內核中的緩存已不足以滿足CPU的需求，而制造工藝上的限制又不能大幅度提高緩存的容量。因此出現了集成在與CPU同一塊電

11、路板上或主板上的緩存，此時就把 CPU內核集成的緩存稱為一級緩存，而外部的稱為二級緩存。一級緩存中還分數據緩存（Data Cache，D-Cache）和指令緩存（Instruction Cache，I-Cache）。二者分別用來存放數據和執行這些數據的指令，而且兩者可以同時被CPU訪問，減少了爭用Cache所造成的沖突，提高了處理器效能。英特爾公司在推出Pentium 4處理器時，用新增的一種一級追蹤緩存替代指令緩存，容量為12KOps，表示能存儲12K條微指令。隨著CPU制造工藝的發展，二級緩存也能輕易的集成在CPU內核中，容量也在逐年提升?，F在再用集成在CPU內部與否來定義一、二級緩存，已

12、不確切。而且隨著二級緩存被集成入CPU內核中，以往二級緩存與CPU大差距分頻的情況也被改變，此時其以相同于主頻的速度工作，可以為CPU提供更高的傳輸速度。二級緩存是CPU性能表現的關鍵之一，在CPU核心不變化的情況下，增加二級緩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級緩存上有差異，由此可見二級緩存對于CPU的重要性。CPU在緩存中找到有用的數據被稱為命中，當緩存中沒有CPU所需的數據時（這時稱為未命中），CPU才訪問內存。從理論上講，在一顆擁有二級緩存的CPU中，讀取一級緩存的命中率為80%。也就是說CPU一級緩存中找到的有用數據占數據總量的80%，剩下的20%從二

13、級緩存中讀取。由于不能準確預測將要執行的數據，讀取二級緩存的命中率也在80%左右（從二級緩存讀到有用的數據占總數據的16%）。那么還有的數據就不得不從內存調用，但這已經是一個相當小的比例了。目前的較高端的CPU中，還會帶有三級緩存，它是為讀取二級緩存后未命中的數據設計的種緩存，在擁有三級緩存的CPU中，只有約5%的數據需要從內存中調用，這進一步提高了CPU的效率。 為了保證CPU訪問時有較高的命中率，緩存中的內容應該按一定的算法替換。一種較常用的算法是“最近最少使用算法”（LRU算法），它是將最近一段時間內最少被訪問過的行淘汰出局。因此需要為每行設置一個計數器，LRU算法是把命中行的計數器清零

14、，其他各行計數器加1。當需要替換時淘汰行計數器計數值最大的數據行出局。這是一種高效、科學的算法，其計數器清零過程可以把一些頻繁調用后再不需要的數據淘汰出緩存，提高緩存的利用率。 CPU產品中，一級緩存的容量基本在4KB到64KB之間，二級緩存的容量則分為128KB、256KB、512KB、1MB、2MB等。一級緩存容量各產品之間相差不大，而二級緩存容量則是提高CPU性能的關鍵。二級緩存容量的提升是由CPU制造工藝所決定的，容量增大必然導致CPU內部晶體管數的增加，要在有限的CPU面積上集成更大的緩存，對制造工藝的要求也就越高。 雙核心CPU的二級緩存比較特殊，和以前的單核心CPU相比，最重要的

15、就是兩個內核的緩存所保存的數據要保持一致，否則就會出現錯誤，為了解決這個問題不同的CPU使用了不同的辦法：Intel雙核心處理器的二級緩存 目前Intel的雙核心CPU主要有Pentium D、Pentium EE、Core Duo三種，其中Pentium D、Pentium EE的二級緩存方式完全相同。Pentium D和Pentium EE的二級緩存都是CPU內部兩個內核具有互相獨立的二級緩存，其中，8xx系列的Smithfield核心CPU為每核心1MB，而9xx系列的Presler核心CPU為每核心2MB。這種CPU內部的兩個內核之間的緩存數據同步是依靠位于主板北橋芯片上的仲裁單元通過

16、前端總線在兩個核心之間傳輸來實現的，所以其數據延遲問題比較嚴重，性能并不盡如人意。 Core Duo使用的核心為Yonah，它的二級緩存則是兩個核心共享2MB的二級緩存，共享式的二級緩存配合Intel的“Smart cache”共享緩存技術，實現了真正意義上的緩存數據同步，大幅度降低了數據延遲，減少了對前端總線的占用，性能表現不錯，是目前雙核心處理器上最先進的二級緩存架構。今后Intel的雙核心處理器的二級緩存都會采用這種兩個內核共享二級緩存的“Smart cache”共享緩存技術。AMD雙核心處理器的二級緩存 Athlon 64 X2 CPU的核心主要有Manchester和Toledo兩種

17、，他們的二級緩存都是CPU內部兩個內核具有互相獨立的二級緩存，其中，Manchester核心為每核心512KB，而Toledo核心為每核心1MB。處理器內部的兩個內核之間的緩存數據同步是依靠CPU內置的System Request Interface(系統請求接口，SRI)控制，傳輸在CPU內部即可實現。這樣一來，不但CPU資源占用很小，而且不必占用內存總線資源，數據延遲也比Intel的Smithfield核心和Presler核心大為減少，協作效率明顯勝過這兩種核心。不過，由于這種方式仍然是兩個內核的緩存相互獨立，從架構上來看也明顯不如以Yonah核心為代表的Intel的共享緩存技術Smart

18、 Cache。 3 接口類型 我們知道，CPU需要通過某個接口與主板連接的才能進行工作。CPU經過這么多年的發展，采用的接口方式有引腳式、卡式、觸點式、針腳式等。而目前CPU的接口都是針腳式接口，對應到主板上就有相應的插槽類型。CPU接口類型不同，在插孔數、體積、形狀都有變化，所以不能互相接插。Socket 478最初的Socket 478接口是早期Pentium 4系列處理器所采用的接口類型，針腳數為478針。Socket 478的Pentium 4處理器面積很小，其針腳排列極為緊密。英特爾公司的Pentium 4系列和P4 賽揚系列都采用此接口，目前這種CPU已經逐步退出市場。 但是，In

19、tel于2006年初推出了一種全新的Socket 478接口，這種接口是目前Intel公司采用Core架構的處理器Core Duo和Core Solo的專用接口，與早期桌面版Pentium 4系列的Socket 478接口相比，雖然針腳數同為478根，但是其針腳定義以及電壓等重要參數完全不相同，所以二者之間并不能互相兼容。隨著Intel公司的處理器全面向Core架構轉移，今后采用新Socket 478接口的處理器將會越來越多，例如即將推出的Core架構的Celeron M也會采用此接口。Socket 775Socket 775又稱為Socket T，是目前應用于Intel LGA775封裝的C

20、PU所對應的接口，目前采用此種接口的有LGA775封裝的單核心的Pentium 4、Pentium 4 EE、Celeron D以及雙核心的Pentium D和Pentium EE等CPU。與以前的Socket 478接口CPU不同，Socket 775接口CPU的底部沒有傳統的針腳，而代之以775個觸點，即并非針腳式而是觸點式，通過與對應的Socket 775插槽內的775根觸針接觸來傳輸信號。Socket 775接口不僅能夠有效提升處理器的信號強度、提升處理器頻率，同時也可以提高處理器生產的良品率、降低生產成本。隨著Socket 478的逐漸淡出，Socket 775已經成為Intel桌面

21、CPU的標準接口。Socket 754Socket 754是2003年9月AMD64位桌面平臺最初發布時的CPU接口，具有754根CPU針腳，只支持單通道DDR內存。目前采用此接口的有面向桌面平臺的Athlon 64的低端型號和Sempron的高端型號，以及面向移動平臺的Mobile Sempron、Mobile Athlon 64以及Turion 64。隨著AMD從2006年開始全面轉向支持DDR2內存，桌面平臺的Socket 754將逐漸被Socket AM2所取代從而使AMD的桌面處理器接口走向統一，而與此同時移動平臺的Socket 754也將逐漸被具有638根CPU針腳、支持雙通道DD

22、R2內存的Socket S1所取代。Socket 754在2007年底完成自己的歷史使命從而被淘汰，其壽命反而要比一度號稱要取代自己的Socket 939要長得多。Socket 939Socket 939是AMD公司2004年6月才推出的64位桌面平臺接口標準，具有939根CPU針腳，支持雙通道DDR內存。目前采用此接口的有面向入門級服務器/工作站市場的Opteron 1XX系列以及面向桌面市場的Athlon 64以及Athlon 64 FX和Athlon 64 X2，除此之外部分專供OEM廠商的Sempron也采用了Socket 939接口。Socket 939處理器和與過去的Socket

23、940插槽是不能混插的，但是Socket 939仍然使用了相同的CPU風扇系統模式。隨著AMD從2006年開始全面轉向支持DDR2內存，Socket 939被Socket AM2所取代，在2007年初完成自己的歷史使命從而被淘汰，從推出到被淘汰其壽命還不到3年。Socket 940Socket 940是最早發布的AMD64位CPU的接口標準，具有940根CPU針腳，支持雙通道ECC DDR內存。目前采用此接口的有服務器/工作站所使用的Opteron以及最初的Athlon 64 FX。隨著新出的Athlon 64 FX以及部分Opteron 1XX系列改用Socket 939接口，所以Socke

24、t 940已經成為了Opteron 2XX全系列和Opteron 8XX全系列以及部分Opteron 1XX系列的專用接口。隨著AMD從2006年開始全面轉向支持DDR2內存，Socket 940也會逐漸被Socket F所取代，完成自己的歷史使命從而被淘汰。Socket 603Socket 603的用途比較專業，應用于Intel方面高端的服務器/工作站平臺，采用此接口的CPU是Xeon MP和早期的Xeon，具有603根CPU針腳。Socket 603接口的CPU可以兼容于Socket 604插槽。Socket 604與Socket 603相仿，Socket 604仍然是應用于Intel方面

25、高端的服務器/工作站平臺，采用此接口的CPU是533MHz和800MHz FSB的Xeon。Socket 604接口的CPU不能兼容于Socket 603插槽。Socket A Socket A接口，也叫Socket 462，是目前AMD公司Athlon XP和Duron處理器的插座接口。Socket A接口具有462插空，可以支持133MHz外頻。Socket 423Socket 423插槽是最初Pentium 4處理器的標準接口，Socket 423的外形和前幾種Socket類的插槽類似，對應的CPU針腳數為423。隨著DDR內存的流行，英特爾開發了支持SDRAM及DDR內存的i845芯片

26、組，CPU插槽也改成了Socket 478，Socket 423接口也就銷聲匿跡了。Socket 370 Socket 370架構是英特爾開發出來代替SLOT架構，外觀上與Socket 7非常像，也采用零插拔力插槽，對應的CPU是370針腳。英特爾公司著名的“銅礦”和”圖拉丁”系列CPU就是采用此接口。SLOT 1 SLOT 1是英特爾公司為取代Socket 7而開發的CPU接口，并申請的專利。這樣其它廠商就無法生產SLOT 1接口的產品。SLOT1接口的CPU不再是大家熟悉的方方正正的樣子，而是變成了扁平的長方體，而且接口也變成了金手指，不再是插針形式。SLOT 1是英特爾公司為Pentiu

27、m 系列CPU設計的插槽，其將Pentium CPU及其相關控制電路、二級緩存都做在一塊子卡上，目前此種接口已經被淘汰。SLOT 2 SLOT 2用途比較專業，都采用于高端服務器及圖形工作站的系統。所用的CPU也是很昂貴的Xeon（至強）系列。Slot 2插槽比SLOT 1更長，有了Slot 2設計后，可以在一臺服務器中同時采用 8個處理器。而且采用Slot 2接口的Pentium CPU都采用了當時最先進的0.25微米制造工藝。支持SLOT 2接口的主板芯片組有440GX和450NX。SLOT A SLOT A接口類似于英特爾公司的SLOT 1接口，供AMD公司的K7 Athlon使用的。在

28、技術和性能上，SLOT A主板可完全兼容原有的各種外設擴展卡設備。它使用的并不是Intel的P6 GTL+ 總線協議，而是Digital公司的Alpha總線協議EV6。EV6架構是種較先進的架構，它采用多線程處理的點到點拓撲結構，支持200MHz的總線頻率。 4 核心類型 核心（Die）又稱為內核，是CPU最重要的組成部分。CPU中心那塊隆起的芯片就是核心，是由單晶硅以一定的生產工藝制造出來的，CPU所有的計算、接受/存儲命令、處理數據都由核心執行。各種CPU核心都具有固定的邏輯結構，一級緩存、二級緩存、執行單元、指令級單元和總線接口等邏輯單元都會有科學的布局。為了便于CPU設計、生產、銷售的

29、管理，CPU制造商會對各種CPU核心給出相應的代號，這也就是所謂的CPU核心類型。一般說來，新的核心類型往往比老的核心類型具有更好的性能（例如同頻的Northwood核心Pentium 4 1.8A GHz就要比Willamette核心的Pentium 4 1.8GHz性能要高），但這也不是絕對的，這種情況一般發生在新核心類型剛推出時，由于技術不完善或新的架構和制造工藝不成熟等原因，可能會導致新的核心類型的性能反而還不如老的核心類型的性能。例如，早期Willamette核心Socket 423接口的Pentium 4的實際性能不如Socket 370接口的Tualatin核心的Pentium

30、III和賽揚，現在的低頻Prescott核心Pentium 4的實際性能不如同頻的Northwood核心Pentium 4等等，但隨著技術的進步以及CPU制造商對新核心的不斷改進和完善，新核心的中后期產品的性能必然會超越老核心產品。CPU核心的發展方向是更低的電壓、更低的功耗、更先進的制造工藝、集成更多的晶體管、更小的核心面積（這會降低CPU的生產成本從而最終會降低CPU的銷售價格）、更先進的流水線架構和更多的指令集、更高的前端總線頻率、集成更多的功能（例如集成內存控制器等等）以及雙核心和多核心（也就是1個CPU內部有2個或更多個核心）等。CPU核心的進步對普通消費者而言，最有意義的就是能以更

31、低的價格買到性能更強的CPU。在CPU漫長的歷史中伴隨著紛繁復雜的CPU核心類型，以下分別就Intel CPU和AMD CPU的主流核心類型作一個簡介。主流核心類型介紹（僅限于臺式機CPU，不包括筆記本CPU和服務器/工作站CPU，而且不包括比較老的核心類型）。 Intel CPU核心 Tualatin這也就是大名鼎鼎的“圖拉丁”核心，是Intel在Socket 370架構上的最后一種CPU核心，采用0.13um制造工藝，封裝方式采用FC-PGA2和PPGA，核心電壓也降低到了1.5V左右，主頻范圍從1GHz到1.4GHz，外頻分別為100MHz（賽揚）和133MHz（Pentium III）

32、，二級緩存分別為512KB（Pentium III-S）和256KB（Pentium III和賽揚），這是最強的Socket 370核心，其性能甚至超過了早期低頻的Pentium 4系列CPU。WillametteNorthwoodPrescott這是目前高端的Pentium 4 EE、主流的Pentium 4和低端的Celeron D所采用的核心。Prescott核心與Northwood核心最大的區別是采用了90nm制造工藝，L1 數據緩存從8KB增加到16KB，流水線結構也從20級增加到了31級，并且開始支持SSE3指令集。Prescott核心CPU初期采用Socket 478接口，現在基

33、本上已經全部轉到Socket 775接口，核心電壓1.25-1.525V。前端總線頻率方面，Celeron D全部都是533MHz FSB，而除了Celeron D之外的其它CPU為533MHz(不支持超線程技術)和800MHz(支持超線程技術)以及最高的1066MHz(支持超線程技術)。二級緩存分別為256KB(Celeron D)、1MB(Socket 478接口的pentium 4以及Socket 775接口的Pentium 4 5XX系列)和2MB(Pentium 4 6XX系列以及Pentium 4 EE)。封裝方式采用PPGA(Socket 478)和PLGA(Socket 775

34、)。Prescott核心自從推出以來也在不斷的完善和發展，先后加入了硬件防病毒技術Execute Disable Bit(EDB)、節能省電技術Enhanced Intel SpeedStep Technology(EIST)、虛擬化技術Intel Virtualization Technology(Intel VT)以及64位技術EM64T等等，二級緩存也從最初的1MB增加到了2MB。按照Intel的規劃，Prescott核心會被Cedar Mill核心取代。SmithfieldCedar Mill 這是Pentium 4 6X1系列和Celeron D 3X2/3X6系列采用的核心，從20

35、05末開始出現。其與Prescott核心最大的區別是采用了65nm制造工藝，其它方面則變化不大，基本上可以認為是Prescott核心的65nm制程版本。Cedar Mill核心全部采用Socket 775接口，核心電壓1.3V左右，封裝方式采用PLGA。其中，Pentium 4全部都為800MHz FSB、2MB二級緩存，都支持超線程技術、硬件防病毒技術EDB、節能省電技術EIST以及64位技術EM64T；而Celeron D則是533MHz FSB、512KB二級緩存，支持硬件防病毒技術EDB和64位技術EM64T，不支持超線程技術以及節能省電技術EIST。Cedar Mill核心也是Int

36、el處理器在NetBurst架構上的最后一款單核心處理器的核心類型，按照Intel的規劃，Cedar Mill核心將逐漸被Core架構的Conroe核心所取代。Presler 這是Pentium D 9XX和Pentium EE 9XX采用的核心，Intel于2005年末推出?；旧峡梢哉J為Presler核心是簡單的將兩個Cedar Mill核心松散地耦合在一起的產物，是基于獨立緩存的松散型耦合方案，其優點是技術簡單，缺點是性能不夠理想。Presler核心采用65nm制造工藝，全部采用Socket 775接口，核心電壓1.3V左右，封裝方式都采用PLGA，都支持硬件防病毒技術EDB、節能省電技

37、術EIST和64位技術EM64T，并且除了Pentium D 9X5之外都支持虛擬化技術Intel VT。前端總線頻率是800MHz(Pentium D)和1066MHz(Pentium EE)。與Smithfield核心類似，Pentium EE和Pentium D的最大區別就是Pentium EE支持超線程技術而Pentium D則不支持，并且兩個核心分別具有2MB的二級緩存。在CPU內部兩個核心是互相隔絕的，其緩存數據的同步同樣是依靠位于主板北橋芯片上的仲裁單元通過前端總線在兩個核心之間傳輸來實現的，所以其數據延遲問題同樣比較嚴重，性能同樣并不盡如人意。Presler核心與Smithfi

38、eld核心相比，除了采用65nm制程、每個核心的二級緩存增加到2MB和增加了對虛擬化技術的支持之外，在技術上幾乎沒有什么創新，基本上可以認為是Smithfield核心的65nm制程版本。Presler核心也是Intel處理器在NetBurst架構上的最后一款雙核心處理器的核心類型，可以說是在NetBurst被拋棄之前的最后絕唱，以后Intel桌面處理器全部轉移到Core架構。按照Intel的規劃，Presler核心從2006年第三季度開始將逐漸被Core架構的Conroe核心所取代。Yonah 目前采用Yonah核心CPU的有雙核心的Core Duo和單核心的Core Solo，另外Celer

39、on M也采用了此核心，Yonah是Intel于2006年初推出的。這是一種單/雙核心處理器的核心類型，其在應用方面的特點是具有很大的靈活性，既可用于桌面平臺，也可用于移動平臺；既可用于雙核心，也可用于單核心。Yonah核心來源于移動平臺上大名鼎鼎的處理器Pentium M的優秀架構，具有流水線級數少、執行效率高、性能強大以及功耗低等等優點。Yonah核心采用65nm制造工藝，核心電壓依版本不同在1.1V-1.3V左右，封裝方式采用PPGA，接口類型是改良了的新版Socket 478接口(與以前臺式機的Socket 478并不兼容)。在前端總線頻率方面，目前Core Duo和Core Solo

40、都是667MHz，而Yonah核心Celeron M是533MHz。在二級緩存方面，目前Core Duo和Core Solo都是2MB，而即Yonah核心Celeron M是1MB。Yonah核心都支持硬件防病毒技術EDB以及節能省電技術EIST，并且多數型號支持虛擬化技術Intel VT。但其最大的遺憾是不支持64位技術，僅僅只是32位的處理器。值得注意的是，對于雙核心的Core Duo而言，其具有的2MB二級緩存在架構上不同于目前所有X86處理器，其它的所有X86處理器都是每個核心獨立具有二級緩存，而Core Duo的Yonah核心則是采用了與IBM的多核心處理器類似的緩存方案-兩個核心共

41、享2MB的二級緩存！共享式的二級緩存配合Intel的“Smart cache”共享緩存技術，實現了真正意義上的緩存數據同步，大幅度降低了數據延遲，減少了對前端總線的占用。這才是嚴格意義上的真正的雙核心處理器！Yonah核心是共享緩存的緊密型耦合方案，其優點是性能理想，缺點是技術比較復雜。不過，按照Intel的規劃，以后Intel各個平臺的處理器都將會全部轉移到Core架構，Yonah核心其實也只是一個過渡的核心類型，從2006年第三季度開始，其在桌面平臺上將會被Conroe核心取代，而在移動平臺上則會被Merom核心所取代。 Intel雙核心處理器 目前Intel推出的臺式機雙核心處理器有Pe

42、ntium D、Pentium EE(Pentium Extreme Edition)和Core Duo三種類型，三者的工作原理有很大不同。 一、Pentium D和Pentium EE Pentium D和Pentium EE分別面向主流市場以及高端市場，其每個核心采用獨立式緩存設計，在處理器內部兩個核心之間是互相隔絕的，通過處理器外部(主板北橋芯片)的仲裁器負責兩個核心之間的任務分配以及緩存數據的同步等協調工作。兩個核心共享前端總線，并依靠前端總線在兩個核心之間傳輸緩存同步數據。從架構上來看，這種類型是基于獨立緩存的松散型雙核心處理器耦合方案，其優點是技術簡單，只需要將兩個相同的處理器內核

43、封裝在同一塊基板上即可；缺點是數據延遲問題比較嚴重，性能并不盡如人意。另外，Pentium D和Pentium EE的最大區別就是Pentium EE支持超線程技術而Pentium D則不支持，Pentium EE在打開超線程技術之后會被操作系統識別為四個邏輯處理器。 Pentium D和Pentium EE目前具有以下產品：Pentium D 8X0系列： 目前有820(2.8GHz)、830(3.0GHz)和840(3.2GHz)三款產品，都基于Smithfield核心，實際上就是將兩個Pentium 4處理器所采用的Prescott核心封裝在一起。這三款產品都采用800MHz FSB、9

44、0nm制造工藝、每核心1MB二級緩存、全部采用Socket 775接口、都支持硬件防病毒技術EDB和64位技術EM64T，除了Pentium D 820之外都支持節能省電技術EIST。Pentium D 8X5系列： 目前只有805(2.66GHz)一款產品，同樣基于90nm制造工藝的Smithfield核心，只不過前端總線降低到533MHz FSB，采用Socket 775接口、每核心1MB二級緩存、支持硬件防病毒技術EDB和64位技術EM64T，但不支持節能省電技術EIST。Pentium EE 8XX系列： 目前只有840(3.2GHz)一款產品，同樣基于90nm制造工藝的Smithfi

45、eld核心，采用800MHz FSB、每核心1MB二級緩存、Socket 775接口、支持硬件防病毒技術EDB、64位技術EM64T和節能省電技術EIST。Pentium D 9X0系列： 目前有920(2.8GHz)、930(3.0GHz)、940(3.2GHz)和950(3.4GHz)四款產品，都基于65nm制造工藝的Presler核心，實際上就是將兩個Pentium 4處理器所采用的Cedar Mill核心封裝在一起。采用800MHz FSB、每核心2MB二級緩存、Socket 775接口、支持硬件防病毒技術EDB、64位技術EM64T、節能省電技術EIST以及虛擬化技術Intel VT

46、。Pentium EE 9XX系列： 目前有955(3.46GHz)和965(3.73GHz)兩款產品，同樣基于65nm制造工藝的Presler核心，前端總線頻率提升到1066MHz FSB，每核心2MB二級緩存、Socket 775接口、支持硬件防病毒技術EDB、64位技術EM64T以及虛擬化技術Intel VT，但不支持節能省電技術EIST。Pentium D 9X5系列： 按照Intel的產品路線圖，即將推出Pentium D 915(2.8GHz)和925(3.0GHz)，同樣基于65nm制造工藝的Presler核心，與Pentium D 9X0系列相比，除了都不支持虛擬化技術Inte

47、l VT以及Pentium D 915不支持節能省電技術EIST之外，其它的技術特性和參數都完全相同。 值得注意的是，Intel的Pentium D和Pentium EE與AMD的雙核心處理器Athlon 64 X2和Athlon 64 FX系列相比，都是獨立式二級緩存，除了協調單元前者在CPU外部(依賴于主板)，而后者在CPU內部(不依賴于主板)之外，本質上并無重大區別，相對來說都比較簡單-只需要為兩個核心添加一個協調單元即可。所謂的“真假雙核”純屬無稽之談，嚴格點看的話，這二者都不是真正意義上的完全的雙核心處理器，只不過都是雙核心處理器中最簡單的類型罷了。 需要注意的是，無論是Pentiu

48、m D還是Pentium EE，由于都必須依賴主板北橋芯片來負責兩個核心之間的協調工作，因此必須要特定的主板芯片組才能支持，目前有Intel的945P、945G、945PL、945GZ、955X、975X以及其它芯片組廠商的雙核心芯片組，例如ATI Radeon Xpress 200(RC410)、ATI Radeon Xpress(RXC410)、nVIDIA nForce4 SLI IE、nForce4 SLI XE、nForce4 SLI X16 IE、nForce4 Ultra IE等等。 按照Intel的規劃，從2006年第三季度開始，Pentium D和Pentium EE將逐漸被

49、基于Core架構代號Conroe的雙核心處理器所取代。 二、Core Duo 與Pentium D和Pentium EE所采用的基于獨立緩存的松散型雙核心處理器耦合方案完全不同的是，2006年初發布的Core Duo采用的是基于共享緩存的緊密型雙核心處理器耦合方案，其最重要的特征是拋棄了兩個核心分別具有獨立的二極緩存的方案，改為采用與IBM的多核心處理器類似的兩個核心共享二級緩存方案。與獨立的二級緩存相比，共享的二級緩存具有如下優勢： 1)二級緩存的全部資源可以被任何一個核心訪問，當二級緩存的數據更新之后，兩個核心并不需要作緩存數據同步的工作，工作量相對減少了，而且極大的降低了緩存數據延遲問題

50、，這有利于處理器性能的提升。 2)前兩種類型的每個核心的二級緩存資源都是固定不變的，任何一個核心都可以根據工作量的大小來決定占用多少二級緩存資源，利用效率相對于獨立的二級緩存得到了極大的提高。 3)有利于降低處理器的功耗?？梢园褍蓚€核心分為“冷核”和“熱核”模式，在工作量較大時兩個核心都全速運作，而在工作量較小時則可以讓“冷核”關閉，進入休眠模式，而繼續運作的“熱核”則可以占有全部的二級緩存資源，相比之下獨立式緩存就只剩下一半的二級緩存資源可用了。 Core Duo采用“Smart Cache”共享緩存技術在兩個核心之間作協調。在Core Duo處理器內部，兩個核心通過SBR(Share Bu

51、s Router，共享資源協調器) 共享二級緩存資源，當其中一個核心運算完畢后將結果存放到二級緩存中以后，另外一個核心就可以通過SBR讀取這些數據，不但有效解決了二級緩存資源爭奪的問題，與前兩種類型相比也不必對緩存資源作頻繁的同步化操作，而且比起Intel自己早先采用的第一種類型需要通過主板北橋芯片迂回的方法相比，不但大幅度降低了緩存數據的延遲，而且還不必占用前端總線資源。另外，SBR還具有“Bandwidth Adaptation”(帶寬適應)功能，可以對兩個核心共享前端總線資源進行統一管理和協調，改善了兩個核心共享前端總線的效率，減少了不必要的延遲，而且有效避免了兩個核心之間的沖突。 Sm

52、art Cache共享緩存技術確實是行之有效的雙核心處理器的高效解決方案，借助于Smart Cache共享緩存技術Core Duo也體現出了強大的性能，這才是嚴格意義上的真正的雙核心處理器。Smart Cache共享緩存技術即將被應用到Intel今后所有的雙核心處理器中，例如即將發布的Merom核心筆記本處理器和Conroe核心的臺式機處理器都采用Smart Cache共享緩存技術。 雖然共享的二級緩存具有極大的優勢，但其技術要比獨立的二級緩存復雜得多，所以在X86架構個人處理器方面至今仍然只有Core Duo才采用了這一方案。目前Core Duo中用于臺式機的主要是T系列的T2300(1.6

53、6GHz)、T2400(1.83GHz)、T2500(2.0GHz)和T2600(2.16GHz)，都基于65nm制造工藝的Yonah核心，采用667MHz FSB、2MB共享式二級緩存、改良了的新版Socket 478接口(與以前臺式機的Socket 478并不兼容)、都支持硬件防病毒技術EDB、節能省電技術EIST以及虛擬化技術Intel VT，但其最大的遺憾是不支持64位技術，僅僅只是32位的處理器。目前與臺式機Core Duo搭配的主要是Intel 945GT芯片組，當然，原用于筆記本的Intel 945GM、945PM、945GMS也能支持Core Duo。 按照Intel的規劃，從

54、2006年第三季度開始，臺式機Core Duo將逐漸采用基于Core架構的Conroe核心，改用Socket 775接口，主流型號的前端總線提高到1066MHz FSB，而Extreme Edition加強版則進一步提高到1333MHz FSB，并且共享式二級緩存提高到4MB；只有部分低端型號才會繼續采用800MHz FSB和2MB共享式二級緩存?；贑ore架構的Conroe核心Core Duo將比現在所有的臺式機雙核心處理器(包括Yonah核心Core Duo、Pentium D、Pentium EE、Athlon 64 X2和Athlon 64 FX)的性能有大幅度提升，而功耗則進一步降

55、低，確實值得期待。 AMD CPU核心 Athlon XP的核心類型Athlon XP有4種不同的核心類型，但都有共同之處：都采用Socket A接口而且都采用PR標稱值標注。Palomino這是最早的Athlon XP的核心，采用0.18um制造工藝，核心電壓為1.75V左右，二級緩存為256KB，封裝方式采用OPGA，前端總線頻率為266MHz。Thoroughbred這是第一種采用0.13um制造工藝的Athlon XP核心，又分為Thoroughbred-A和Thoroughbred-B兩種版本，核心電壓1.65V-1.75V左右，二級緩存為256KB，封裝方式采用OPGA，前端總線頻

56、率為266MHz和333MHz。Thorton采用0.13um制造工藝，核心電壓1.65V左右，二級緩存為256KB，封裝方式采用OPGA，前端總線頻率為333MHz?？梢钥醋魇瞧帘瘟艘话攵壘彺娴腂arton。Barton采用0.13um制造工藝，核心電壓1.65V左右，二級緩存為512KB，封裝方式采用OPGA，前端總線頻率為333MHz和400MHz。新Duron的核心類型AppleBredAthlon 64系列CPU的核心類型Sledgehammer Sledgehammer是AMD服務器CPU的核心，是64位CPU，一般為940接口，0.13微米工藝。Sledgehammer功能強大

57、，集成三條HyperTransprot總線，核心使用12級流水線，128K一級緩存、集成1M二級緩存，可以用于單路到8路CPU服務器。Sledgehammer集成內存控制器，比起傳統上位于北橋的內存控制器有更小的延時，支持雙通道DDR內存，由于是服務器CPU，當然支持ECC校驗。Clawhammer采用0.13um制造工藝，核心電壓1.5V左右，二級緩存為1MB，封裝方式采用mPGA，采用Hyper Transport總線，內置1個128bit的內存控制器。采用Socket 754、Socket 940和Socket 939接口。Newcastle其與Clawhammer的最主要區別就是二級緩存降為512KB（這也是AMD為了市場需要和加快推廣64位CPU而采取的相對低價政策的結果），其它性能基本相同。Wincheste Wincheste是比較新的AMD Athlon 64CPU核心，是64位CPU，一般為939接口，0.09微米制造工藝。這種核心使用200MHz外頻，支持1GHyperTransprot總線，512K二級緩存，性價比較好。Wincheste集成雙通道內存控制器，支持雙通道DDR內存，由于使用新的工藝，Wincheste的發熱量比舊的Athlon小，性能也有所提升。Troy Troy是AMD第一個使用90nm制造工藝的Opteron核心。