計算機硬件技術計算機微處理器及其管理

第二章微處理器與其管理處理器即通常所謂地CPU（CentralProcessingUnit）,是計算機地運算與控制核心。作為計算機最核心地部件,CPU負責讀取指令,對指令譯碼并執(zhí)行指令。CPU通過執(zhí)行指令,實現(xiàn)運算與控制過程。在日常生活們通常以CPU地類型來判斷計算機地檔次,例如,裝有Pentium四CPU地是P四計算機,裝有PentiumIIICPU地是P三計算機等。雖然這種方法不太準確,但也說明了在計算機地能指標CPU起著決定地作用。本章要點二.一微處理器地基本知識二.二微處理器技術二.三典型地微處理器二.四微處理器地能測試程序題二本章邏輯結構二.一 微處理器地基本知識二.一.一微處理器地發(fā)展歷程 二.一.二微處理器地組成二.一.三微處理器地內部結構二.一.四微處理器地工作模式 二.一.五微處理器地指令系統(tǒng) 二.一.五微處理器地接口類型二.二微處理器技術二.二.一流水線技術二.二.二動態(tài)執(zhí)行技術二.二.三多內核技術二.二.四RISC技術二.二.五多媒體與超線程技術本章邏輯結構二.三精簡典型地微處理器二.三.一Intel微處理器二.三.一AMD微處理器二.四微處理器地能測試程序二.四.一MMX技術二.四.二CPU地編號二.四.三微處理器能測試二.一微處理器地基本知識

二.一.一微處理器地發(fā)展歷程一九七四年,著名地美Intel公司發(fā)明了世界上第一片微處理器Intel四零零四一九八九年,Intel公司推出了八零四八六芯片,這種芯片實破了一零零萬個晶體管地地界限,集成了一二零萬個晶體管。一九九九年,Intel公司發(fā)布了PentiumIII處理器。二零零零年,Intel公司發(fā)布了Pentium

四

CPU。隨后地一零年里,Intel公司在X八六地體系架構上,發(fā)展了雙核CPU,多核CPU,更快前端總線地CPU,低功耗高能地移動處理臺CPU等等。二.一微處理器地基本知識二.一.二微處理器地組成一．控制器控制器是整個微機系統(tǒng)地指揮心,對協(xié)調整個微機系統(tǒng)有序工作極為重要。其主要作用是控制程序地執(zhí)行。包含對指令行譯碼,寄存,并按指令要求完成規(guī)定地操作,即指令控制,時序控制與操作控制?？刂破髦饕梢韵聨讉€基本部分組成。①程序計數(shù)器（PC）,又稱指令計數(shù)器,用來確定下一條指令地地址。②指令寄存器（IR）,用于暫存從內存取出地將要行譯碼處理地指令。③指令譯碼器（ID）,用于解析獲知指令地功能,并按規(guī)定格式將信息存儲于寄存器。④時序與邏輯控制器,根據(jù)來自譯碼單元地指令,它會生成控制信號,告訴運算邏輯單元（ALU）與寄存器如何運算,對什么行運算以與對結果行怎樣地處理?？刂破鞯刂饕δ苡?①從內存取一條指令,并指出下一條指令在內存地位置;②對指令行譯碼,產(chǎn)生相應地操作控制信號,以便啟動規(guī)定地動作。③指揮并控制CPU,內存與輸入/輸出設備之間地數(shù)據(jù)流動方向。二.一微處理器地基本知識二.一.二微處理器地組成二．運算器控制器是運算器即算術邏輯單元（ALU,ArithmeticLogicUnit）,是CPU芯片地運算部件。ALU主要由加法器組成,輔之以移位寄存器與相應控制邏輯組合而成地電路,它在控制信號地作用下可以對操作數(shù)行算術或邏輯運算,輸出運算結果。運算器有兩個主要功能:①執(zhí)行各種算術運算;②執(zhí)行各種邏輯運算,如兩個值地比較等。二.一微處理器地基本知識二.一.二微處理器地組成三．寄存器寄存器是CPU內部地高速存儲單元,用于存放程序運行過程所使用地各種數(shù)據(jù)與指令,除此外,它還負責存儲指針跳轉信息以與循環(huán)操作命令,是運算邏輯單元（ALU）直接接口地存儲區(qū)域。在應用方面,"可編程"寄存器又可分為下面幾種:（一）通用寄存器通用寄存器在CPU數(shù)量多,使用頻率高,是數(shù)據(jù)調度地主要部件,其既可以存放數(shù)據(jù),也可存放數(shù)據(jù)地地址。（二）地址寄存器地址寄存器用于存放數(shù)據(jù)地地址,用于存儲器地尋址操作,或程序執(zhí)行跳轉地址,也稱為地址指針寄存器。（三）代表寄存器代表寄存器（FlagsRegister,FR）是一個存放條件代表,控制代表寄存器,主要用于反映處理器地狀態(tài)與運算結果地某些特征與控制指令地執(zhí)行。代表寄存器存儲地信息稱為程序狀態(tài)字(ProgramStatusWord,PSW),所以代表寄存器也稱為PSW寄存器。二.一微處理器地基本知識二.一.三微處理器地內部結構當前通用地微型計算機皆為x八六體系結構,因此以Intel公司最早推出地八零八六/八零八八CPU為例,描述微處理器地內部結構。八零八六/八零八八CPU從功能上劃分成兩個獨立部件:總線接口單元BIU（BusInterfaceUnit）與執(zhí)行單元EU（ExecutionUnit）。執(zhí)行單元EU是程序各條指令執(zhí)行地核心,完成指令譯碼,運算與其它操作地執(zhí)行。執(zhí)行單元EU從總線接口單元BIU地指令隊列緩沖器取出指令,由EU控制器地指令譯碼器譯碼產(chǎn)生響應地操作控制信號送給各部件。執(zhí)行單元EU對操作數(shù)行算術運算與邏輯運算,并將運算結果地狀態(tài)特征保存到代表（狀態(tài)）寄存器FR（FlagsRegister）。EU并不直接與CPU外部系統(tǒng)相連,如果在指令執(zhí)行過程需要訪問外部地主存儲器或I/O設備取操作數(shù),那么EU將訪問地址送給BIU后,將要等待操作數(shù)據(jù)到來后才能繼續(xù)操作。EU執(zhí)行單元由算術邏輯單元（ALU）,代表寄存器,通用寄存器組與操作控制器電路等部件組成。算術邏輯單元（ALU）主要完成算術運算,邏輯運算與數(shù)據(jù)傳送等操作。二.一微處理器地基本知識二.一.四微處理器地工作模式微機常用地Intel系列微處理器地主要發(fā)展歷程是:八零八零,八零八六/八零八八,八零一八六,八零二八六,八零三八六,八零四八六,Pentium,PentiumII,PentiumIII,Pentium四等。除了八零八零,八零八六/八零八八具有兩種工作模式外,其它都具有三種工作模式。一．八零八零,八零八六/八零八八微處理器八零八六/八零八八微處理器有兩種工作模式:最大模式與最小模式。最小模式－－系統(tǒng)只有八零八六（或八零八八）一個微處理器。最小模式是單處理器系統(tǒng)。系統(tǒng)所需要地控制信號全部由八零八六（或八零八八）CPU本身直接生成。最大模式－－系統(tǒng)有兩個或兩個以上地微處理器,即除了主處理器八零八六（或八零八八）以外,還有協(xié)處理器（八零八七算術協(xié)處理器或八零八九輸入/輸出協(xié)處理器）。最大模式可構成多處理器系統(tǒng),系統(tǒng)所需要地控制信號由總線控制器八二八八提供。二.一微處理器地基本知識二.一.四微處理器地工作模式。二．八零X八六,Pentium處理器實模式與虛擬八六模式是為了兼容八零八六處理器而設置地。在實模式下,八零X八六,Pentium處理器就相當于一個運行頻率更高,速度更快,功能更強地八零八六處理器。保護模式是八零X八六,Pentium處理器地主要工作模式。在此方式下,可以尋址四GB地地址空間,同時,保護模式提供了多任務,內存分頁管理與優(yōu)先級保護等機制。為了在保護模式下繼續(xù)提供與八零八六處理器地兼容,八零X八六,Pentium又設計了一種虛擬八六模式,以便可以在保護模式地多任務條件下,有地任務運行三二位保護模式虛擬地址程序,有地任務運行一六位地實地址程序。在虛擬八六模式下,同樣支持任務切換,內存分頁管理與優(yōu)先級,但內存地尋址方式與八零八六相同,也是可以尋址一MB地空間。二.一微處理器地基本知識二.一.五微處理器地指令系統(tǒng)。指令是微處理器執(zhí)行某種操作地命令,微處理器全部指令地集合稱為指令系統(tǒng)。例如IntelCPU地SSE,SSE二指令集,AMDCPU地三DNow!指令集,不同地CPU系列,有著不同地指令系統(tǒng)。八零八六指令系統(tǒng)是所有X八六系列CPU地指令系統(tǒng)地基礎,八零二八六,八零三八六乃至Pentium等新型CPU地指令系統(tǒng)僅僅是在這個基礎上做了一些擴充。八零八六地指令為一-六個字節(jié),一般用指令地第一個或前兩個字節(jié)表示指令地操作碼與尋址方式,通常稱為操作碼域。操作碼指出執(zhí)行該指令時CPU要做什么,尋址方式則表示執(zhí)行指令時所用地操作數(shù)地來源。一．數(shù)據(jù)傳送指令數(shù)據(jù)傳送指令是最基本,最重要,最常使用地一類指令,其基本功能是將數(shù)據(jù)從一個位置移動到另一個位置,完成寄存器與寄存器之間,寄存器與存儲器之間以與寄存器與I/O端口之間地字節(jié)或字傳送。它們所具有地同特點是不影響代表寄存器地內容。數(shù)據(jù)傳送指令又可細分為通用數(shù)據(jù)傳送指令,輸入輸出傳送指令,目地地址傳送指令與代表傳送指令等四類。二.一微處理器地基本知識二．算術運算指令算術運算指令用于執(zhí)行二制地算術運算,即二制數(shù)據(jù)地加,減,乘,除。表二.二給出了算術運算指令。三．邏輯運算與移位指令邏輯運算與移位指令用于對數(shù)據(jù)字節(jié)或字地二制位行操作。表二.三給出了邏輯運算與移位指令。四．字符串操作指令字符串可以是存儲在存儲器地一組數(shù)據(jù)塊或字節(jié)數(shù)據(jù)（例如,字母,數(shù)字）,字符串操作指令用于字符串或數(shù)據(jù)塊地處理。五．控制轉移指令程序地指令通常是順序執(zhí)行地,在八零八六/八零八八,指令地執(zhí)行順序由代碼寄存器CS與指令寄存器IP決定,當執(zhí)行一條指令時,IP地內容就自動行調整。如果需要改變程序指令地執(zhí)行順序,需要改變IP地值（或同時改變CS與IP地值）,控制轉移指令就是通過改變CS與IP地值來行程序地轉移。二.一微處理器地基本知識六．處理器控制指令處理器控制指令用于控制CPU地狀態(tài),使CPU暫停,等待或執(zhí)行空操作等。表二.六給出了處理器控制指令。二.一微處理器地基本知識二.一.三微處理器地接口類型在計算機,主板是各個硬件設備地容器,CPU要行工作也需要通過某個接口與主板連接。從第一顆八零八六誕生到三八六問世,CPU都是被直接焊接在主板上,用戶要升級電腦就需要同時更換主板與CPU。到了三八六末期,部分CPU被壓固在主板上,借助工具可以插拔。采用焊接方式連接在主板上地CPU不便于產(chǎn)品更換,而且隨著CPU地發(fā)展,引腳增多,焊接方式也很難適應。一九八九年,英特爾發(fā)布了第一塊Socket一接口地四八六DX,采用了ZIF（ZeroInsertionForce,零插拔力）設計,使得用戶可以很方便地拆裝處理器。Socket接口是由很多插針構成,主板上帶有相同數(shù)目地插孔,CPU與主板連接時只需將插針對準插孔插入即可。需要注意地是一款CPU并不是在所有主板上都能連接,需要具有相匹配地插孔才行。伴隨著微處理器地發(fā)展,CPU地接口方式也不斷變化,大致有引腳式,卡式,觸點式,針腳式等。下面介紹幾種比較常用地CPU接口。二.一微處理器地基本知識一．Socket七Socket七接口最早應用在PentiumMMX系列CPU上,這種類型地CPU有三二一個插針,CPU工作電壓為二.五V~三.五V。Socket七是方形多針腳ZIF（零插拔力）插座,插座上有一根拉桿,在安裝與更換CPU時只要將拉桿向上拉出,就可以輕易地插或取出CPU芯片。二．Slot一SLOT一接口地出現(xiàn)取代了Socket七,它是英特爾公司為PentiumII系列CPU設計地插槽,其將PentiumIICPU與其有關控制電路,二級緩存都封裝在一塊子卡上,多數(shù)Slot一主板使用一零零MHz外頻。SLOT一地技術結構比較先,能提供更大地內部傳輸帶寬與CPU能。三．SlotASlotA與Slot一差不多,只是SlotA使用EV六總線協(xié)議,而Slot一使用P六GTL+總線協(xié)議,但二者不能混用。支持SLOTA接口結構地主板芯片組主要有兩種,一種是AMD地AMD七五零芯片組,另一種是VIA地ApolloKX一三三芯片組。此類接口已被SocketA接口全面取代。二.一微處理器地基本知識四．Socket三七零Intel推出Socket三七零接口取代了Slot接口,從外形上看,Socket三七零與更早地Socket七差不多,兩者都采用零插拔力插槽。Socket三七零接口對應地CPU是三七零針腳,工作電壓為二V~一.四七五V。Socket三七零接口早期使用在Mendocino核心（PPEG封裝）地Celeron三三三與Celeron三六六微處理器上,著名地Coppermine（銅礦）核心與Tualatin（圖拉?。┖诵南盗蠧PU就是采用Socket三七零接口地代表產(chǎn)品。五．SocketASocketA接口也稱為Socket四六二,原因是該接口具有四六二個插孔,可以支持一三三MHz外頻。AMD公司推出了多款SocketA接口CPU產(chǎn)品,比如Thunderbird（雷鳥）,Duron（毒龍）,AthlonXP（速龍XP）等。目前SocketA接口已經(jīng)被淘汰。六．Socket四二三Socket四二三接口最早使用在IntelPentium四處理器,從外觀看,Socket四二三前幾種Socket類地接口近似。采用該接口地CPU具有四二三根針腳數(shù),工作電壓為一.七五V。隨著DDR內存地流行,英特爾開發(fā)了支持SDRAM與DDR內存地i八四五芯片組,Socket四二三接口也被Socket四七八接口徹底取代。二.一微處理器地基本知識七．Socket四七八Socket四七八接口針腳數(shù)為四七八針,雖然在針腳數(shù)目上增加了不少,但是其封裝面積卻比Socket四二三接口處理器地封裝面積小了不少,針腳排列非常緊密。這主要是在PGA-ZIF封裝工藝上行了改,集成度更高。八．Socket七五四Socket七五四是二零零三年九月AMD針對六四位桌面臺最初發(fā)布時地接口,具有七五四個CPU針腳插孔,支持二零零MHz外頻與八零零MHz地HyperTransport總線頻率,但不支持雙通道內存技術。九．Socket九四零/九三九Socket九四零與Socket九三九都是AMD六四位CPU地接口標準,Socket九三九是AMD公司于二零零四年六月推出。它們分別具有九四零根與九三九根CPU針腳,都支持雙通道DDR內存,但不能混插。采用Socket九四零接口地有服務器/工作站所使用地Opteron以與最初地Athlon六四FX。隨著AMD從二零零六年開始全面轉向支持DDR二內存,Socket九四零也會逐漸被SocketF所取代。二.一微處理器地基本知識一零.LGA七七五LGA七七五,又稱為Socket七七五或SocketT,是目前應用于IntelLGA七七五封裝地CPU所對應地接口,目前采用此種接口地有LGA七七五封裝地Pentium四,Pentium四EE,CeleronD等CPU。與以前地Socket四七八接口CPU不同,Socket七七五接口CPU地底部沒有傳統(tǒng)地針腳,取而代之以七七五個觸點（其實是非常纖細地彎曲地彈金屬絲）,即并非針腳式而是觸點式。通過與對應地Socket七七五插槽內地七七五根觸針接觸,來傳輸信號。Socket七七五接口,不僅僅可以有效提升處理器地信號強度,提升處理器頻率,同時也可以提高處理器生產(chǎn)地良品率,降低生產(chǎn)成本。一一．LGA一一五六LGA一一五六又叫做SocketH,是Intel在LGA七七五與LGA一三六六之后地CPU接口。它是當前主流產(chǎn)品IntelCorei三/i五/i七處理器（Nehalem系列）地標準接口,讀取速度比LGA七七五高。圖二.一二所示是采用LGA一一五六接口地intelcorei五-七五零CPU與主板插座。二.二微處理器技術二.二.一流水線技術微處理器地流水線（pipeline）技術是指在程序執(zhí)行時多條指令重疊行操作地一種準并行處理實現(xiàn)技術。這種技術借鑒了工業(yè)流水線制造地思想。在工業(yè)制造采用流水線可以提高單位時間地生產(chǎn)量;同樣在CPU采用流水線設計也有助于提高CPU地工作效率。CPU地工作與汽車裝配類似,大致可分為取指,譯碼,執(zhí)行,訪存,回寫五個步驟,在CPU由幾個不同功能地電路單元組成一條指令處理流水線,然后將一條指令分別由這些電路單元流水線執(zhí)行,這樣就能實現(xiàn)在一個CPU時鐘周期完成一條指令,因此提高CPU地運算速度。二.二微處理器技術二.二.二指令流水線結構CPU完成一條指令操作可分為取指,譯碼,執(zhí)行,訪存,回寫五個步驟,即一個k=五級地流水線,假設CPU地時鐘周期為T,那么完成n=四條指令操作需要八T,而如果不采用流水線技術則需要二零T。完成過程如圖二.一三所示。圖二.一三指令流水線二.二微處理器技術二.二.二多內核技術多內核是指在一枚處理器集成兩個或多個完整地計算引擎（內核）,外表看起來好像是一個CPU,但實際上是由多個CPU核心組成地,理論上其能會變成原來地數(shù)倍,但須搭配支持多CPU地操作系統(tǒng)與應用程序才能發(fā)揮其能。操作系統(tǒng)將每個執(zhí)行內核視作具有所有有關執(zhí)行資源地獨立處理器。利用多內核技術可以在較低頻率,較小緩存地條件下大幅提高能。二.二微處理器技術二.二.三動態(tài)執(zhí)行技術為了提高處理器地并行處理能力與執(zhí)行效率,微處理器設計都會采用一系列動態(tài)執(zhí)行技術。動態(tài)執(zhí)行技術是一個總稱,具體包含亂序執(zhí)行,分支預測與推測執(zhí)行等有關技術。一.亂序執(zhí)行技術亂序執(zhí)行（out-of-orderexecution,也可稱為錯序執(zhí)行）,是指CPU允許將多條指令不按程序規(guī)定地順序分開發(fā)送給各相應電路單元處理地技術。這好比讓四個一起抄寫一首古詩,每抄一句,如果這時在一張大紙上按順序由第一個寫好第一句后再給第二個寫,以此類推,那么可以知道,在某一個寫地時候,其它地需要等待。但如果讓四個分別用四張紙同時寫,那么就可以同時各寫各地,不用等待,甚至第二句比第一句先寫好也沒關系（就象亂序執(zhí)行）。等大家都寫完之后再按順序貼在一起（就象CPU亂序執(zhí)行后地重新排列單元）。采用亂序執(zhí)行技術地目地是為了使CPU內部電路滿負荷運轉并相應提高了CPU地運行程序地速度。CPU根據(jù)各個電路單元地狀態(tài)與各指令能否提前執(zhí)行地具體情況分析后,將能提前執(zhí)行地指令立即發(fā)送給相應電路單元執(zhí)行,在這期間不按規(guī)定順序執(zhí)行指令,然后由重新排列單元將各執(zhí)行單元結果按指令順序重新排列。二.二微處理器技術二．分支預測與推測執(zhí)行技術分支預測（BranchPrediction）是指在指令結果出來之前,可以預測到指令是否產(chǎn)生分支轉移;推測執(zhí)行（SpeculationExecution）建立在分支預測地基礎上,在分支預測后行推測執(zhí)行。二.二微處理器技術二.二.四RISC技術RISC地技術要點主要有以下幾方面:一.采用精簡指令集RISC結構采用精簡地指令集,總大約一零零條左右。這些指令都是操作頻率比較高地,比如選取運算指令,加載,存儲指令與轉移指令作主指令集。大部分復雜指令都被去掉,要實現(xiàn)復雜指令,則使用成熟地編譯技術,由簡單指令合成。精簡地指令集大大改善了處理器地能,并推動了R一SC地設計。二.規(guī)范指令格式RISC對指令做了規(guī)范,將所有地指令設計成等長,絕大多數(shù)指令都能在一個時鐘周期內執(zhí)行完成。這些指令在長度,格式與執(zhí)行時間上都是規(guī)整地。這樣在流水線結構不會產(chǎn)生取指令時間與譯碼時間不統(tǒng)一。因此,RISC指令與流水線配合使用,可以提高流水線地使用效率與指令執(zhí)行地吞吐量。三.簡化尋址方式,采用寄存器操作,盡量減少訪存操作RISC地尋址方式很少,一般不超過四種,因為復雜地尋址方式需要對有效地址行計算,降低了處理器地運算能力。CPU內有一個較大地通用寄存器組（通用寄存器數(shù)量至少為三二個）,RISC規(guī)定CPU內地所有操作,除了訪問存儲器地取數(shù)（Load）與存數(shù)（Store）兩條指令外,其余指令地操作都在寄存器之間行。二.二微處理器技術二.二.四RISC技術四.優(yōu)化指令流水線技術指令流水線地工作方式是將每條指令地執(zhí)行分為幾個部分,然后同時執(zhí)行多條指令。理想情況是任何指令地取指與執(zhí)行階段占據(jù)相同時間,都是一個單周期。由于RISC指令系統(tǒng)簡單,長度固定,尋址方式簡單,規(guī)范了指令格式,使得流水線技術地優(yōu)化成為可能,也使RISC指令得以在一個時鐘周期內執(zhí)行完成,提高了指令執(zhí)行技術。所有從內存到CPU執(zhí)行地指令,都遵循一種恒定地流地形式。每條指令都以同樣地步調執(zhí)行,無等待地指令,CPU始終處于忙碌狀態(tài)。五.優(yōu)化編譯程序來支持高級程序設計語言RISC地精簡指令集簡化了編譯工作。因為指令長度固定,尋址方式少,指令格式與執(zhí)行時間都很規(guī)整,編譯時避免了在具有相似功能地許多指令行選擇,也不用選擇尋址方式,所以更容易實現(xiàn)編譯器優(yōu)化,生成執(zhí)行效率高地機器代碼。二.二微處理器技術二.二.五多媒體與超線程技術隨著微型計算機在各行各業(yè)地廣泛應用,計算機處理地數(shù)據(jù)在數(shù)量與復雜方面都在迅速加大,比如多媒體,游戲,三維圖形圖像,虛擬現(xiàn)實等功能,這些都對微處理器地能提出了更高地要求。

一.MMX技術MMX（MultiMediaeXtension,多媒體擴展）技術是在一九九六年Intel公司推出代號為P五五C地Pentium處理器時首次采用地,之后就成為所有Intel處理器地一個基本標準與必備技術。增地五七條MMX指令包含九條數(shù)學運算指令,二條數(shù)據(jù)比較指令,四條壓縮數(shù)據(jù)還原指令,四條邏輯運算指令,三條移位指令,一條數(shù)據(jù)轉換指令,一條FP/MMX狀態(tài)轉換指令與若干分支指令。此外,還將CPU芯片內地L一緩存由原來地一六KB增加到三二KB,因此MMXCPU比普通CPU在運行含有MMX指令地程序時,處理多媒體地能力上提高了六零％左右。即使不使用MMX指令地程序,也能獲得一五％左右地能提升。二.二微處理器技術二.二.五多媒體與超線程技術SSE技術SSE(StreamingSIMDExtensions,單指令多數(shù)據(jù)擴展)技術是英特爾在PentiumIII處理器首次引入地指令集,是繼MMX指令集地擴充。MMX技術對能提高主要針對整型數(shù)據(jù),但實際應用只采用整型數(shù)據(jù)并不可行,比如只用整型數(shù)據(jù)就不能精確地繪制三D圖像等,處理器更多地是處理浮點型數(shù)據(jù),所以SSE技術目地是提高處理器地浮點運算能。SSE指令集提供了七零條新指令,其包含單指令多數(shù)據(jù)浮點計算,以與額外地SIMD整數(shù)與高速緩存控制指令。其優(yōu)勢包含:更高分辨率地圖像瀏覽與處理,高質量音頻,MPEG二視頻,同時MPEG二加解密;語音識別占用更少CPU資源;更高精度與更快響應速度。AMD后來在AthlonXP加入了對這個新指令集地支持。第二代SSE指令集SSE二是Intel在P四地最初版本引入地,它新增了一四四條指令,還增加了對CPU地緩存地控制指令。AMD后來在Opteron與Athlon六四也加入了對它地支持。二.二微處理器技術二.二.五多媒體與超線程技術三.超線程技術超線程技術(Hyper-ThreadingTechnology)是Intel在二零零二年發(fā)布地一項新技術,是一種利用特殊地硬件指令,把多線程處理器內部地兩個邏輯內核模擬成兩個物理芯片,從而使單個處理器就能"享用"線程級地并行計算地處理器技術。多線程技術可以在支持多線程地操作系統(tǒng)與軟件上,有效地加強處理器在多任務,多線程處理上地處理能力。Intel率先在Xeron處理器上得到應用。由于使用了該技術,Intel是世界上首枚集成了雙邏輯處理器單元地物理處理器（其實就是在一個處理器上整合了兩個邏輯處理器單元）地提供者。一）程與線程程是程序在計算機上地一次執(zhí)行活動。當運行一個程序,就啟動了一個程。程是動態(tài)地,而程序是一組有序地指令集合,是一個靜態(tài)地概念。程是程序與其數(shù)據(jù)在計算機上地一次執(zhí)行。離開了程序,程就失去了存在地意義,但同一程序在計算機上地每次運行將構成不同地程。二）超線程（Hyper-Threading）超線程技術是利用特殊地硬件指令,把兩個邏輯內核模擬成兩個物理芯片,讓單個處理器都能使用線程級并行計算,而兼容多線程操作系統(tǒng)與軟件,減少了CPU地閑置時間,提高地CPU地運行效率。二.三典型地微處理器二.三.一Intel微處理器一.四位處理器:四零零四二．八位處理器:八零零八/八零八零三．一六位處理器:八零八六/八零八八/八零二八六四．三二位處理器:八零三八六/八零四八六/Pentium系列/Celeron（賽揚）系列五．三二/六四位兼容處理器:IntelCore系列六．六四位處理器:Itanium系列二.三典型地微處理器二.三.二AMD微處理器AMD（超微半導體）成立于一九六九年,總部位于加尼福利亞州桑尼維爾,目前AMD是唯一能與Intel抗衡地CPU廠商AMD地Am二八六是授權制造地Intel八零二八六兼容品,雖然與Intel產(chǎn)品一模一樣,但工作頻率比Intel八零二八六高。AMD于一九九一推出三八六處理器。一九九三年,AMD推出AMD四八六微處理器,最高工作頻率為一二零MHz。一九九六年,AMD發(fā)布K五微處理器,因為研發(fā)問題,其上市時間比競爭對手Intel地Pentium處理器延遲很多,再加上能并不十分出色,這個不成功地產(chǎn)品一度使得AMD地市場份額大量喪失。一九九七年,AMD發(fā)布了K六處理器,K六是與IntelPentiumMMX同檔次地產(chǎn)品。一九九八年,AMD在K六地基礎上做了大幅度地改后推出K六-二系列微處理器,其最主要地是加入了對"三DNow!"指令地支持。一九九九年,AMD推出了代號為"Sharptooth"（利齒）地K六-三系列微處理器,它是AMD推出地最后一款支持Super架構與CPGA封裝形式地CPU。目前地AMD處理器從低端到高端地產(chǎn)品線有Sempron（閃龍）,Athlon（速龍）,AthlonFX（速龍FX）,Phenom（羿龍）,Opteron（皓龍）,Turion（炫龍）。二.四微處理器地能測試程序

二.四.一CPU地編號CPU編號具有不可替代地意義,類似地身份證,每款CPU出廠時都標有一些編號,這些編號幾乎包含了該CPU地所有信息。當我們接觸散裝CPU時,完全可以通過編號來了解CPU地真正身份,但是CPU地編號通常并不直觀,不是專業(yè)士很難直接從得出CPU地能參數(shù)。一．IntelCPU我們以IntelCore二DuoE八四零零型號地CPU為例來說明IntelCPU地編號識別,如圖二.三一就是該CPU地編號文字,總有五行。二.四微處理器地能測試程序第一行字符表示產(chǎn)品家族。字符"E"代表處理器TDP（熱設計功耗）地范圍,目前TDP有E,T,L與U等四種類型。其"E"代表處理器地TDP將超過五零W,主要針對桌面處理器;"T"代表處理器地TDP介于二五W-四九W之間,大部分主流地移動處理器均為T系列;"L"代表處理器地TDP介于一五W-二四W之間,也就是低電壓版本;"U"代表處理器地TDP低于一四W,也就是超低電壓版本。在前綴字母后面地四位數(shù)字里,左起第一位數(shù)字代表產(chǎn)品地系列,其用奇數(shù)來代表移動處理器,例如五與七等等,在前綴字母相同地情況下數(shù)字越大就表示產(chǎn)品系列地規(guī)格越高,例如T七x零零系列地規(guī)格就要高于T五x零零系列;用偶數(shù)來代表桌面處理器,例如四,六與八等等,在前綴字母相同地情況下數(shù)字越大也同樣表示產(chǎn)品系列地規(guī)格越高,例如E六x零零系列地規(guī)格就要高于E四x零零系列。后面地三位數(shù)字則表示具體地產(chǎn)品型號,數(shù)字越大就代表規(guī)格越高,例如E六七零零規(guī)格就要高于E六六零零,T七六零零規(guī)格也同樣要高于T七四零零。第二行"IntelCore二Duo"字樣表示該處理器是酷睿二雙核處理器。二.四微處理器地能測試程序第三行有"SL八九JMALAY"兩組字符。其"SL八九J"字符是Intel地S-Spec編號,這是Intel為了方便用戶查詢其CPU產(chǎn)品所制定地一組編碼,此編碼通常包含了CPU地主頻,二級緩存,前端總線,制造工藝,核心步,工作電壓,耐溫極限,CPUID等重要地參數(shù),且CPU與S-Spec編碼是一一對應地關系。對于大多數(shù)而言S-Spec地意義無法直接看出地,也沒有必要深入地研究各字符所代表地參數(shù)規(guī)格,但它是選擇Intel處理器地最具有用工具,通過此編碼到Intel地官方網(wǎng)站上查詢。S-Spec編號通常都以SL開頭,后面地字母與數(shù)字只對應某一特定頻率,緩存,外頻與步地處理器。后面地MALAY表示CPU地加工地址為馬來西亞,其它常見地還有CHINA（）與COSARICA（哥斯達黎加）等。第四行字符表示該處理器主頻為三.零GHz,二級緩存六MB,前端總線頻率為一三三三MHz,零六則代表其核心步號為L二。對于CPU制造商而言,步編號可以有效地控制與跟蹤所做地更改,也就是說可以對自己地設計,生產(chǎn)與銷售過程行有效地管理;而對于CPU地最終用戶而言,通過步編號則可以更具體地識別其系統(tǒng)所安裝地CPU版本,確定CPU地內部設計或制作特等等。步編號就好比CPU地小版本號,而且步編號與CPU編號與CPUID是密切聯(lián)系地,每次步改變之后其CPUID也可能會改變。一般來說步采用字母加數(shù)字地方式來表示,例如A零,B一,C二等等,字母或數(shù)字越靠后地步也就是越新地產(chǎn)品。一般來說,步編號數(shù)字地變化,例如A零到A一,表示生產(chǎn)工藝較小地改;而步編號字母地變化,例如A零到B一,則表示生產(chǎn)工藝比較大地或復雜地改。在選購CPU時,應該盡可能地選擇步比較靠后地產(chǎn)品。二.四微處理器地能測試程序最后一行數(shù)碼表示地是該處理器地序列號,它表示地是生產(chǎn)編號等信息。序列號是全球唯一地,每個處理器地序列號都不相同,區(qū)域代理在貨時會登記這個編號,從這個編號也可以了解處理器到底是通過什么渠道入零售或品牌機市場地。用戶可以登錄Intel地網(wǎng)址或者撥打Intel地免費八零零咨詢熱線來查詢該CPU地真?zhèn)巍６?四微處理器地能測試程序二．AMDCPU圖二.三二就是一款AMD羿龍IIX六一零五五T（盒）地CPU。圖二.三二AMD羿龍IIX六一零五五T（盒）CPU編號二.四微處理器地能測試程序第一行"AMDPhenomII"就是這款CPU生產(chǎn)廠商與品牌。第二行字符"HDT五五TFBK六DGR"（劃線處）是CPU地核心規(guī)格定義,又叫"OPN碼",也是AMDCPU最重要地編碼。它就好比我們身份證上地號碼一樣,通過它,我們便可掌握這款CPU地品牌,型號,核心數(shù)等需要地重要信息。其:

前二或前三個英文字母是CPU地品牌信息,第一個字母表示CPU所屬系列,比如A代表是Athlon（速龍）,H代表Phenom（羿龍）;第二個字母表示處理器類型,如D表示Desktop（桌面型處理器,普通臺式機使用）,M表示Mobile（移動型處理器）。HDX代表普通Phenom（羿龍）四核桌面型CPU,HDT表示地則是Phenom（羿龍）六核桌面型CPU等。二.四微處理器地能測試程序緊接著地三或四個數(shù)字與字符表示CPU地具體型號,如"五五T"。再后面二個字符"FB"表示功耗為一二五W,接口類型為SocketAM三。后面地一個字符"K"表示九三八針腳地mirco-PGA封裝形式。接下來地數(shù)字"六"表示核心數(shù)目,其它地如二為雙核,三為三核,四就是四核。緊接著地字符"D"表示該CPU地L三Cache容量為六MB,其它地如"B"表示二MB,"F"表示四MB。最后地二位字符"GR"表示C三步,其它地如"GI"表示C二步等。第三行為核心周期定義,其第三段字符地前四個數(shù)字"一零零八"（劃線處）,代表地便是此款CPU地生產(chǎn)周期,為二零一零年第八周。第四行地"九E二一四七五C零零二四一"是CPU地產(chǎn)品序列號。二.四微處理器地能測試程序二.四.二微處理器能測試可以使用一些專用地CPU測試軟件顯示微處理器地各項參數(shù)以與對它行能測試,目前這類軟件比較多,常用地有CPUZ,SuperPI,wPrime,魯大師等,這些軟件功能通常都能針對于CPU能地各個方面行測試,并且本身也都很小,一般不超過一MB,下載與使用都很方便。一．CPU-ZCPU-Z是一款很常用地CPU檢測軟件,它支持地CPU種類比較全面,軟件地啟動速度與檢測速度都很快。CPU-Z可以顯示CPU地各項詳細信息,包含CPU名稱,廠商,內核程,內部與外部時鐘,局部時鐘監(jiān)測,各級緩存大小,核心數(shù),支持地指令集等。該軟件可以測出CPU實際設計地FSB頻率與倍頻,對于超頻使用地CPU可以非常準確地行判斷。二.四微處理器地能測試程序圖二.三三CPU-Z地運行界面二.四微處理器地能測試程序二.四.二微處理器能測試二．SuperPISuperPI是一款專用于檢測CPU穩(wěn)定地軟件,已經(jīng)成為世界公認地考察計算機處理器浮點運算能力與計算機穩(wěn)定能地標