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CPU 术语详解

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CPU 适用类型
“CPU适用类型”是指该处理器所适用的应用类型,针对不同用户的不同需求、不同应用范围,CPU被设计成各不相同的类型,即分为嵌入式和通用式、微控制式。嵌入式CPU主要用于运行面向特定领域的专用程序,配备轻量级操作系统,其应用极其广泛,像移动电话、DVD、机顶盒等都是使用嵌入式CPU。微控制式CPU主要用于汽车空调、自动机械等自控设备领域。而通用式CPU追求高性能,主要用于高性能个人计算机系统(即PC台式机)、服务器(工作站)以及笔记本三种。
  台式机的CPU,就是平常大部分场合所提到的应用于PC的CPU,平常所说Intel的奔腾4、赛扬、AMD的AthlonXP等等都属于此类CPU。

  应用于服务器和工作站上的CPU,因其针对的应用范围,所以此类CPU在稳定性、处理速度、同时处理任务的数量等方面的要求都要高于单机CPU。其中服务器(工作站)CPU的高可靠性是普通CPU所无法比拟的,因为大多数的服务器都要满足每天24小时、每周7天的满负荷工作要求。由于服务器(工作站)数据处理量很大,需要采用多CPU并行处理结构,即一台服务器中安装2、4、8等多个CPU,需要注意的是,并行结构需要的CPU必须为偶数个。对于服务器而言,多处理器可用于数据库处理等高负荷高速度应用;而对于工作站,多处理器系统则可以用于三维图形制作和动画文件编码等单处理器无法实现的高处理速度应用。另外许多CPU的新技术都是率先开发应用于服务器(工作站)CPU中。

  在最早期的CPU设计中并没有单独的笔记本CPU,均采用与台式机的CPU,后来随着笔记本电脑的散热和体积成为发展的瓶颈时,才逐渐生产出笔记本专用CPU。受笔记本内部空间、散热和电池容量的限制,笔记本CPU在外观尺寸、功耗(耗电量)方面都有很高的要求。笔记本电池性能是十分重要的性能,CPU的功耗大小对电池使用时间有着最直接的影响,所以为了降低功耗笔记本处理器中都包含有一些节能技术。在无线网络将要获得更多应用的现在,笔记本 CPU还增加了一些定制的针对无线通信的功能。

  服务器CPU和笔记本CPU都包含有各自独特的专有技术,都是为了更好的在各自的工作条件下发挥出更好的性能。比如服务器的多CPU并行处理,以及多核多线程技术;笔记本CPU的SpeedStep(可自动调整工作频率及电压)节能技术。

  封装方式三者也有不同之处,笔记本CPU是三者中最小最薄的一种,因为笔记本处理器的体积需要更小,耐高温的性能要更佳,因此在制造工艺上要求也就更高。

  三者在稳定性中以服务器CPU最强,因为其设计时就要求有极低的错误率,部分产品甚至要求全年满负荷工作,故障时间不能超过5分钟。

  台式机CPU工作电压和功耗都高于笔记本CPU,通常台式机CPU的测试温度上限为75摄氏度,超过75摄氏度,工作就会不稳定,甚至出现问题;;而笔记本CPU的测试温度上限为100摄氏度;服务器CPU需要长时间的稳定工作,在散热方面的要求就更高了。

  在选购整机尤其是有特定功能的计算机(如笔记本、服务器等)时,需要注意CPU的适用类型,选用不适合的CPU类型,一方面会影响整机的系统性能,另一方面会加大计算机的维护成本。单独选购CPU时候也要注意CPU的适用类型,建议按照具体应用的需求来购买CPU。


CPU 系列型号CPU厂商会根据CPU产品的市场定位来给属于同一系列的CPU产品确定一个系列型号以便于分类和管理,一般而言系列型号可以说是用于区分CPU性能的重要标识。
    早期的CPU系列型号并没有明显的高低端之分,例如Intel的面向主流桌面市场的Pentium和Pentium MMX以及面向高端服务器生产的Pentium Pro;AMD的面向主流桌面市场的K5、K6、K6-2和K6-III以及面向移动市场的K6-2+和K6-III+等等。

    随着CPU技术和IT市场的发展,Intel和AMD两大CPU生产厂商出于细分市场的目的,都不约而同的将自己旗下的CPU产品细分为高低端,从而以性能高低来细分市场。而高低端CPU系列型号之间的区别无非就是二级缓存容量(一般都只具有高端产品的四分之一)、外频、前端总线频率、支持的指令集以及支持的特殊技术等几个重要方面,基本上可以认为低端CPU产品就是高端CPU产品的缩水版。例如Intel方面的Celeron系列除了最初的产品没有二级缓存之外,就始终只具有128KB的二级缓存和66MHz以及100MHz的外频,比同时代的Pentium II/III/4系列都要差得多,而AMD方面的Duron也始终只具有64KB的二级缓存,外频也始终要比同时代的Athlon和Athlon XP要低一个数量级。

    CPU系列划分为高低端之后,两大CPU厂商分别都推出了自己的一系列产品。在桌面平台方面,有Intel面向主流桌面市场的Pentium II、Pentium III和Pentium 4以及面向低端桌面市场的Celeron系列(包括俗称的I/II/III/IV代);而AMD方面则有面向主流桌面市场Athlon、Athlon XP以及面向低端桌面市场的Duron和Sempron等等。在移动平台方面,Intel则有面向高端移动市场的Mobile Pentium II、Mobile Pentium III、Mobile Pentium 4-M、Mobile Pentium 4和Pentium M以及面向低端移动市场的Mobile Celeron和Celeron M;AMD方面也有面向高端移动市场的Mobile Athlon 4、Mobile Athlon XP-M和Mobile Athlon 64以及面向低端移动市场的Mobile Duron和Mobile Sempron等等。

    目前,CPU的系列型号更是被进一步细分为高中低三种类型。就以台式机CPU而言,Intel方面,高端的是双核心的Pentium EE以及单核心的Pentium 4 EE,中端的是双核心的Pentium D和单核心的Pentium 4,低端的则是Celeron D以及已经被淘汰掉的Celeron(即俗称的Celeron IV);而AMD方面,高端的是Athlon 64 FX(包括单核心和双核心),中端的则是双核心的Athlon 64 X2和单核心的Athlon 64,低端就是Sempron。以笔记本CPU而言,Intel方面高端的是Core Duo,中端的是Core Solo和即将被淘汰的Pentium M,低端的则是Celeron M;而AMD方面,高端的则是Turion 64,中端的是Mobile Athlon 64,低端的则是Mobile Sempron。

    但在购买CPU产品时需要注意的是,以系列型号来区分CPU性能的高低也只对同时期的产品才有效,任何事物都是相对的,今天的高端就是明天的中端、后天的低端,例如昔日的高端产品Pentium 4和Pentium M现在已经降为了中端产品,AMD的Turion 64在Turion 64 X2发布之后也将降为中端产品。另外某些系列型号的时间跨度非常大,例如Intel的Pentium 4系列从2000年11月发布至今已经过了6个年头,而当时属于高端的早期的Pentium 4其性能还远远不及现在属于低端的Celeron D。而且低端CPU产品中也出现过不少以超频性能著称或者能修改的精品,例如Intel方面早期的Celeron 300A,中期的图拉丁核心的Celeron III系列,以及现在的Celeron D系列等等;AMD方面也有早期的Duron由于可以依靠连接金桥而修改为Athlon和Athlon XP而风靡一时,中期的Barton核心Athlon XP 2500+和现在的64位Sempron 2500+都以超频性能著称。这些低端产品其修改后和超频后的性能也并不比同时期主流的高端型号差,性价比非常高。

CPU 接口类型
我们知道,CPU需要通过某个接口与主板连接的才能进行工作。CPU经过这么多年的发展,采用的接口方式有引脚式、卡式、触点式、针脚式等。而目前CPU 的接口都是针脚式接口,对应到主板上就有相应的插槽类型。CPU接口类型不同,在插孔数、体积、形状都有变化,所以不能互相接插。
Socket AM2
    Socket AM2是2006年5月底发布的支持DDR2内存的AMD64位桌面CPU的接口标准,具有940根CPU针脚,支持双通道DDR2内存。虽然同样都具有 940根CPU针脚,但Socket AM2与原有的Socket 940在针脚定义以及针脚排列方面都不相同,并不能互相兼容。目前采用Socket AM2接口的有低端的Sempron、中端的Athlon 64、高端的Athlon 64 X2以及顶级的Athlon 64 FX等全系列AMD桌面CPU,支持200MHz外频和1000MHz的HyperTransport总线频率,支持双通道DDR2内存,其中 Athlon 64 X2以及Athlon 64 FX最高支持DDR2 800,Sempron和Athlon 64最高支持DDR2 667。。按照AMD的规划,Socket AM2接口将逐渐取代原有的Socket 754接口和Socket 939接口,从而实现桌面平台CPU接口的统一。

Socket S1
    Socket S1是2006年5月底发布的支持DDR2内存的AMD64位移动CPU的接口标准,具有638根CPU针脚,支持双通道DDR2内存,这是与只支持单通道DDR内存的移动平台原有的Socket 754接口的最大区别。目前采用Socket S1接口的有低端的Mobile Sempron和高端的Turion 64 X2。按照AMD的规划,Socket S1接口将逐渐取代原有的Socket 754接口从而成为AMD移动平台的标准CPU接口。

Socket F
    Socket F是AMD于2006年第三季度发布的支持DDR2内存的AMD服务器/工作站CPU的接口标准,首先采用此接口的是Santa Rosa核心的LGA封装的Opteron。与以前的Socket 940接口CPU明显不同,Socket F与Intel的Socket 775和Socket 771倒是基本类似。Socket F接口CPU的底部没有传统的针脚,而代之以1207个触点,即并非针脚式而是触点式,通过与对应的Socket F插槽内的1207根触针接触来传输信号。Socket F接口不仅能够有效提升处理器的信号强度、提升处理器频率,同时也可以提高处理器生产的良品率、降低生产成本。Socket F接口的Opteron也是AMD首次采用LGA封装,支持ECC DDR2内存。按照AMD的规划,Socket F接口将逐渐取代Socket 940接口。

Socket 771
    Socket 771是Intel2005年底发布的双路服务器/工作站CPU的接口标准,目前采用此接口的有采用LGA封装的Dempsey核心的Xeon 5000系列和Woodcrest核心的Xeon 5100系列。与以前的Socket 603和Socket 604明显不同,Socket 771与桌面平台的Socket 775倒还基本类似,Socket 771接口CPU的底部没有传统的针脚,而代之以771个触点,即并非针脚式而是触点式,通过与对应的Socket 771插槽内的771根触针接触来传输信号。Socket 771接口不仅能够有效提升处理器的信号强度、提升处理器频率,同时也可以提高处理器生产的良品率、降低生产成本。Socket 771接口的CPU全部都采用LGA封装。按照Intel的规划,除了Xeon MP仍然采用Socket 604接口之外,Socket 771接口将取代双路Xeon(即Xeon DP)目前所采用的Socket 603接口和Socket 604接口。

Socket 479
    Socket 479的用途比较专业,是2003年3月发布的Intel移动平台处理器的专用接口,具有479根CPU针脚,采用此接口的有Celeron M系列(不包括Yonah核心)和Pentium M系列,而此两大系列CPU已经面临被淘汰的命运。Yonah核心的Core Duo、Core Solo和Celeron M已经改用了不兼容于旧版Socket 478的新版Socket 478接口。

Socket 939
  Socket 939是AMD公司2004年6月才推出的64位桌面平台接口标准,具有939根CPU针脚,支持双通道DDR内存。目前采用此接口的有面向入门级服务器 /工作站市场的Opteron 1XX系列以及面向桌面市场的Athlon 64以及Athlon 64 FX和Athlon 64 X2,除此之外部分专供OEM厂商的Sempron也采用了Socket 939接口。Socket 939处理器和与过去的Socket 940插槽是不能混插的,但是Socket 939仍然使用了相同的CPU风扇系统模式。随着AMD从2006年开始全面转向支持DDR2内存,Socket 939被Socket AM2所取代,在2007年初完成自己的历史使命从而被淘汰,从推出到被淘汰其寿命还不到3年。

Socket 775
  Socket 775又称为Socket T,是目前应用于Intel LGA775封装的CPU所对应的接口,目前采用此种接口的有LGA775封装的单核心的Pentium 4、Pentium 4 EE、Celeron D以及双核心的Pentium D和Pentium EE等CPU。与以前的Socket 478接口CPU不同,Socket 775接口CPU的底部没有传统的针脚,而代之以775个触点,即并非针脚式而是触点式,通过与对应的Socket 775插槽内的775根触针接触来传输信号。Socket 775接口不仅能够有效提升处理器的信号强度、提升处理器频率,同时也可以提高处理器生产的良品率、降低生产成本。随着Socket 478的逐渐淡出,Socket 775已经成为Intel桌面CPU的标准接口。

Socket 940
  Socket 940是最早发布的AMD64位CPU的接口标准,具有940根CPU针脚,支持双通道ECC DDR内存。目前采用此接口的有服务器/工作站所使用的Opteron以及最初的Athlon 64 FX。随着新出的Athlon 64 FX以及部分Opteron 1XX系列改用Socket 939接口,所以Socket 940已经成为了Opteron 2XX全系列和Opteron 8XX全系列以及部分Opteron 1XX系列的专用接口。随着AMD从2006年开始全面转向支持DDR2内存,Socket 940也会逐渐被Socket F所取代,完成自己的历史使命从而被淘汰。

Socket 754
  Socket 754是2003年9月AMD64位桌面平台最初发布时的CPU接口,具有754根CPU针脚,只支持单通道DDR内存。目前采用此接口的有面向桌面平台的Athlon 64的低端型号和Sempron的高端型号,以及面向移动平台的Mobile Sempron、Mobile Athlon 64以及Turion 64。随着AMD从2006年开始全面转向支持DDR2内存,桌面平台的Socket 754将逐渐被Socket AM2所取代从而使AMD的桌面处理器接口走向统一,而与此同时移动平台的Socket 754也将逐渐被具有638根CPU针脚、支持双通道DDR2内存的Socket S1所取代。Socket 754在2007年底完成自己的历史使命从而被淘汰,其寿命反而要比一度号称要取代自己的Socket 939要长得多。

Socket 478
  最初的Socket 478接口是早期Pentium 4系列处理器所采用的接口类型,针脚数为478针。Socket 478的Pentium 4处理器面积很小,其针脚排列极为紧密。英特尔公司的Pentium 4系列和P4 赛扬系列都采用此接口,目前这种CPU已经逐步退出市场。
    但是,Intel于2006年初推出了一种全新的Socket 478接口,这种接口是目前Intel公司采用Core架构的处理器Core Duo和Core Solo的专用接口,与早期桌面版Pentium 4系列的Socket 478接口相比,虽然针脚数同为478根,但是其针脚定义以及电压等重要参数完全不相同,所以二者之间并不能互相兼容。随着Intel公司的处理器全面向 Core架构转移,今后采用新Socket 478接口的处理器将会越来越多,例如即将推出的Core架构的Celeron M也会采用此接口。

Socket 603
  Socket 603的用途比较专业,应用于Intel方面高端的服务器/工作站平台,采用此接口的CPU是Xeon MP和早期的Xeon,具有603根CPU针脚。Socket 603接口的CPU可以兼容于Socket 604插槽。

Socket 604
  与Socket 603相仿,Socket 604仍然是应用于Intel方面高端的服务器/工作站平台,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处理器的插座接口。Socket A接口具有462插空,可以支持133MHz外频。

Socket 423
  Socket 423插槽是最初Pentium 4处理器的标准接口,Socket 423的外形和前几种Socket类的插槽类似,对应的CPU针脚数为423。随着DDR内存的流行,英特尔开发了支持SDRAM及DDR内存的i845 芯片组,CPU插槽也改成了Socket 478,Socket 423接口也就销声匿迹了。

Socket 370
  Socket 370架构是英特尔开发出来代替SLOT架构,外观上与Socket 7非常像,也采用零插拔力插槽,对应的CPU是370针脚。英特尔公司著名的“铜矿”和”图拉丁”系列CPU就是采用此接口。

SLOT 1
  SLOT 1是英特尔公司为取代Socket 7而开发的CPU接口,并申请的专利。这样其它厂商就无法生产SLOT 1接口的产品。SLOT1接口的CPU不再是大家熟悉的方方正正的样子,而是变成了扁平的长方体,而且接口也变成了金手指,不再是插针形式。SLOT 1是英特尔公司为Pentium Ⅱ系列CPU设计的插槽,其将Pentium Ⅱ CPU及其相关控制电路、二级缓存都做在一块子卡上,目前此种接口已经被淘汰。

SLOT 2
  SLOT 2用途比较专业,都采用于高端服务器及图形工作站的系统。所用的CPU也是很昂贵的Xeon(至强)系列。Slot 2插槽比SLOT 1更长,有了Slot 2设计后,可以在一台服务器中同时采用 8个处理器。而且采用Slot 2接口的Pentium Ⅱ CPU都采用了当时最先进的0.25微米制造工艺。支持SLOT 2接口的主板芯片组有440GX和450NX。

SLOT A
  SLOT A接口类似于英特尔公司的SLOT 1接口,供AMD公司的K7 Athlon使用的。在技术和性能上,SLOT A主板可完全兼容原有的各种外设扩展卡设备。它使用的并不是Intel的P6 GTL+ 总线协议,而是Digital公司的Alpha总线协议EV6。EV6架构是种较先进的架构,它采用多线程处理的点到点拓扑结构,支持200MHz的总线频率。



CPU 针脚数

目前CPU都采用针脚式接口与主板相连,而不同的接口的CPU在针脚数上各不相同。CPU接口类型的命名,习惯用针脚数来表示,比如目前Pentium 4系列处理器所采用的Socket 478接口,其针脚数就为478针;而Athlon XP系列处理器所采用的Socket 939接口,其针脚数就为939针。
    原则上CPU性能的好坏和针脚数的多少是没有关系的,而且CPU上的针脚也并不是每个针脚都是起作用的,也就是说其实CPU上还有些针脚是没有任何作用的 “摆设”,是闲置起的。这是因为CPU厂商在设计CPU时,必然会考虑到今后一段时间内的功能扩展和性能提高,而会预留一些暂时不起作用的针脚以便今后改进。不过随着CPU技术的发展,需要越来越多的CPU针脚以实现更丰富的功能以及更高的性能,例如集成双通道内存控制器所需要的针脚数量就要比只集成单通道内存控制器所需要的针脚数要多得多,因此总的来说CPU针脚数有越来越多的趋势,基本上可以认为针脚多的CPU其架构也越先进。但是任何事物都不是绝对的,例如AMD在移动平台上用来取代Socket 754的Socket S1其针脚数反而从754根减少到了638根。



CPU 双核心类型
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,也发现在目前的情况下,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都不约而同地将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将现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,即是将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,现在已经开始普及之中。


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