누가 CPU 에 대한 이해에 대해 나에게 이야기 했습니까? 실제적인 것을 좀 말해라, 안심하고 말해라!
CPU 는 중앙 처리 장치 (Central Processing Unit) 의 약어로, 마이크로 프로세서 (Microprocessor) 라고 할 수 있지만, 흔히 프로세서 (processor) 라고 불린다. 이러한 약어로 인해 그 역할을 무시하지 마십시오. CPU 는 컴퓨터의 핵심이며, 컴퓨터 내부의 모든 데이터를 처리하고 계산하며 마더보드 칩셋은 데이터 교환을 제어하는 심장과 같습니다. CPU 의 종류에 따라 사용하는 운영 체제와 해당 소프트웨어가 결정됩니다. CPU 는 주로 연산자, 컨트롤러, 레지스터 그룹, 내부 버스 등으로 구성되며 PC 의 핵심이며 메모리, 입/출력 인터페이스 및 시스템 버스와 함께 완전한 PC (PC) 로 구성됩니다. 레지스터 그룹은 명령어가 실행된 후 피연산자와 중간 데이터를 보관하는 데 사용되며, 연산자는 명령어에 명시된 연산 및 작업을 완료합니다.
CPU 성능 지표
1. 클럭 속도라고도 하는 클럭 속도
는 CPU 의 컴퓨팅 및 데이터 처리 속도를 나타내는 MHz (또는 GHz) 단위입니다. CPU 클럭 속도 = 외부 주파수 × 멀티플라이어 계수. 많은 사람들은 클럭 속도가 CPU 의 작동 속도를 결정한다고 생각하는데, 이는 일방적일 뿐만 아니라 서버에 대한 인식도 빗나갔다. 지금까지는 클럭 속도와 실제 연산 속도 사이의 수치 관계를 실현할 수 있는 확실한 공식이 없다. 두 개의 주요 프로세서 제조업체인 인텔과 AMD 도 이 점에 대해 큰 논란을 불러일으키고 있다. 인텔의 제품 발전 추세를 보면 인텔이 자신의 클럭 속도를 강화하는 데 주력하고 있다는 것을 알 수 있다. (윌리엄 셰익스피어, 클럭 속도, 클럭 속도, 클럭 속도, 속도, 속도, 속도, 속도, 속도, 속도, 속도, 속도) 다른 프로세서 제조업체와 마찬가지로, 어떤 사람들은 1G 의 전미다 프로세서를 비교했는데, 그 작동 효율은 2G 의 인텔 프로세서와 맞먹는다. (알버트 아인슈타인, Northern Exposure (미국 Intel 드라마), 프로세서명언)
따라서 CPU 의 클럭 속도는 CPU 의 실제 컴퓨팅 성능과 직접적인 관련이 없으며 클럭 속도는 CPU 내에서 디지털 펄스 신호가 진동하는 속도를 나타냅니다. 인텔의 프로세서 제품에서도 1GHz 아이태니엄 칩이 2.66 GHz 제온 (제온)/Opteron 만큼 빠르거나 1.5GHz 아이태니엄 2 가 4GHz 제온/Opteron 만큼 빠르다는 예를 볼 수 있습니다. CPU 의 컴퓨팅 속도는 CPU 의 파이프라인, 버스 등의 모든 측면에서 성능 지표에 따라 달라집니다.
클럭 속도는 실제 컴퓨팅 속도와 관련이 있으며 클럭 속도는 CPU 성능의 한 측면일 뿐 CPU 의 전체 성능을 나타내는 것은 아닙니다.
2. 대역외
대역외 주파수는 CPU 의 기준 주파수로, 단위는 MHz 입니다. CPU 의 외부 주파수는 전체 마더보드의 작동 속도를 결정합니다. 일반적으로 말하자면, 데스크탑에서 말하는 오버클럭킹은 모두 초CPU 의 외부 주파수 (물론, CPU 의 멀티플라이어는 모두 잠겨 있음) 라는 것을 잘 알고 있습니다. 그러나 서버 CPU 의 경우 오버클럭킹은 절대 허용되지 않습니다. 앞서 언급했듯이 CPU 는 마더보드의 실행 속도를 결정하고, 둘 다 동시에 실행됩니다. 서버 CPU 를 오버클럭킹하고 외부 주파수를 변경하면 비동기 실행 (데스크탑의 많은 마더보드가 비동기 실행을 지원) 이 발생하여 전체 서버 시스템이 불안정해질 수 있습니다. < P > 현재 대부분의 컴퓨터 시스템에서 외부 주파수는 마더보드 프런트 사이드 버스와 동기화 속도가 아니며, 외부 주파수와 프런트 사이드 버스 (FSB) 주파수는 쉽게 혼동될 수 있습니다. 아래의 프런트 사이드 버스 소개는 두 가지의 차이점을 설명합니다.
3. FSB (front side bus) 주파수
FSB (front side bus) 주파수 (버스 주파수) 는 CPU 와 메모리 간의 직접 데이터 교환 속도에 직접적인 영향을 미칩니다. 계산할 수 있는 공식은 데이터 대역폭 = (버스 주파수 × 데이터 비트 폭) /8 이며, 데이터 전송의 최대 대역폭은 동시에 전송되는 모든 데이터의 너비와 전송 빈도에 따라 달라집니다. 예를 들어, 현재 64 비트 제온 Nocona 를 지원하고 있으며 프런트 사이드 버스는 8MHz 이며 공식에 따라 최대 데이터 전송 대역폭은 6.4GB/ 초입니다.
아웃오브밴드 (out-of-bus) 와 프런트 사이드 버스 (FSB) 주파수의 차이: 프런트 사이드 버스 속도는 데이터 전송 속도를 나타내고 아웃오브밴드 (out-of-bus) 는 CPU 와 마더보드 간에 동시에 실행되는 속도를 나타냅니다. 즉, 1MHz 외부 주파수는 특히 1 초에 1 억 번 진동하는 디지털 펄스 신호를 말합니다. 1MHz 프런트 사이드 버스는 초당 CPU 가 허용할 수 있는 데이터 처리량이 1MHz×64bit÷8bit/Byte=8MB/s 임을 의미합니다. < P > 사실 현재' HyperTransport' 아키텍처가 등장해 실제 프런트 사이드 버스 (FSB) 주파수가 달라졌다. IA-32 아키텍처에는 메모리 컨트롤러 허브 (MCH), I/o 컨트롤러 허브 및 PCI 허브, Intel 의 전형적인 칩셋 Intel 751, Intel755 칩셋과 같은 세 가지 중요한 구성 요소가 있어야 하며, 듀얼 Xeon 프로세서에 맞게 조정되며, 포함된 mch 는 ch 입니다 그러나 프로세서 성능이 지속적으로 향상됨에 따라 시스템 아키텍처에 많은 문제가 발생합니다. HyperTransport 아키텍처는 문제를 해결할 뿐만 아니라 AMD Opteron 프로세서와 같은 버스 대역폭을 더욱 효과적으로 향상시킵니다. 유연한 HyperTransport I/O 버스 아키텍처는 메모리 컨트롤러를 통합하여 프로세서가 시스템 버스를 통해 칩셋에 전달되지 않고 직접 메모리와 데이터를 교환할 수 있도록 합니다. 이렇게 하면 AMD Opteron 프로세서에서 프런트 사이드 버스 (FSB) 주파수가 어디서부터 말해야 할지 알 수 없습니다.
4, CPU 비트 및 문자 길이
비트: 디지털 회로 및 컴퓨터 기술에 이진수를 사용합니다. 코드는' ' 과' 1' 뿐입니다. 여기서' ' 또는' 1' 은 CPU 에서' 비트' 입니다
글자 길이: 컴퓨터 기술에서 CPU 가 단위 시간 (같은 시간) 동안 한 번에 처리할 수 있는 이진수의 자릿수를 글자 길이라고 합니다. 따라서 길이가 8 비트인 데이터를 처리할 수 있는 CPU 는 일반적으로 8 비트 CPU 라고 합니다. 마찬가지로 32 비트 CPU 는 단위 시간 내에 문자 길이가 32 비트인 이진 데이터를 처리할 수 있습니다. 바이트와 글자 길이의 차이: 일반적으로 사용되는 영어 문자는 8 비트 이진수로 표현될 수 있기 때문에 일반적으로 8 비트를 1 바이트라고 합니다. 글자 길이의 길이는 고정되지 않고 CPU 에 따라 글자 길이의 길이도 다르다. 8 비트 CPU 는 한 번에 1 바이트만 처리할 수 있고, 32 비트 CPU 는 한 번에 4 바이트를 처리할 수 있으며, 64 비트 길이의 CPU 는 한 번에 8 바이트를 처리할 수 있습니다.
5. 멀티플라이어 계수
멀티플라이어 계수는 CPU 클럭 속도와 외부 주파수 간의 상대 비율 관계를 나타냅니다. 동일한 외부 주파수에서 멀티플라이어가 높을수록 CPU 주파수도 높아집니다. 그러나 실제로 동일한 외부 주파수의 경우 높은 멀티플라이어 CPU 자체의 의미는 크지 않습니다. CPU 와 시스템 간의 데이터 전송 속도가 제한되어 있고, 높은 클럭 속도만 추구해 높은 멀티플라이어를 얻는 CPU 는 뚜렷한' 병목' 효과를 보이기 때문이다. CPU 가 시스템에서 데이터를 얻는 극한 속도는 CPU 연산의 속도를 충족시키지 못하기 때문이다. 일반적으로 엔지니어링 템플릿을 제외한 인텔의 CPU 는 멀티플라이어를 잠그고 있으며, 인텔 코어 2 코어 펜티엄 듀얼 코어 E65K 와 일부 익스트림 버전의 CPU 는 멀티플라이어를 잠그지 않고, AMD 는 이전에 잠금을 해제하지 않았습니다. 현재 AMD 는 블랙박스 버전의 CPU (즉, 멀티플라이어 버전 잠금 안 함) 를 출시했습니다. 사용자가 멀티플라이어를 자유롭게 조절하고 멀티플라이어를 조절하는 방법은 외부 주파수 조정보다 훨씬 안정적입니다.
6. 캐시
캐시 크기도 CPU 의 중요한 지표 중 하나이며, 캐시 구조와 크기는 CPU 속도에 큰 영향을 미치며 CPU 내 캐시는 매우 자주 작동합니다. 일반적으로 프로세서와 같은 주파수로 작동하며 시스템 메모리와 하드 드라이브보다 훨씬 효율적입니다. 실제 작업 시 CPU 는 동일한 데이터 블록을 반복해서 읽어야 하는 경우가 많으며, 캐시 용량이 증가하면 메모리나 하드 드라이브에서 찾지 않고도 CPU 내부에서 데이터를 읽는 적중률을 크게 높일 수 있어 시스템 성능을 향상시킬 수 있습니다. 그러나 CPU 칩 면적과 비용 요인으로 인해 캐시가 작습니다.
L1 캐시 (L1 캐시) 는 CPU 1 계층 캐시로 데이터 캐시와 명령 캐시로 구분됩니다. 내장 L1 캐시의 용량과 구조는 CPU 성능에 큰 영향을 미치지만, 캐시 버퍼는 정적 RAM 으로 구성되며 구조가 복잡하기 때문에 CPU 코어 면적이 너무 클 수 없는 경우 L1 캐시의 용량을 너무 크게 할 수 없습니다. 일반 서버 CPU 의 L1 캐시 용량은 일반적으로 32 ~ 256KB 입니다.
L2 캐시는 CPU 의 L2 캐시로 내부 및 외부 칩으로 구분됩니다. 내부 칩 L2 캐시는 클럭 속도와 동일한 속도로 실행되는 반면 외부 L2 캐시는 클럭 속도의 절반에 불과합니다. L2 캐시 용량도 CPU 성능에 영향을 미칠 수 있습니다. 원칙적으로 크수록 좋습니다. 예전에는 가정용 CPU 용량이 512KB 였습니다. 이제 노트북에서도 2M 에 도달할 수 있습니다. 서버와 워크스테이션에서는 CPU 를 사용하는 L2 캐시가 더 높아 8M 이상에 이를 수 있습니다.
L3 캐시 (L3 캐시) 는 두 가지 종류로 나뉘는데, 초기에는 외부였으나 지금은 모두 내장되어 있다. 실제로 L3 캐시 애플리케이션은 메모리 대기 시간을 더욱 줄이는 동시에 대용량 데이터를 계산할 때 프로세서 성능을 향상시킬 수 있습니다. 메모리 대기 시간을 줄이고 대용량 데이터 연산 능력을 높이는 것은 게임에 도움이 됩니다. 서버 영역에서 L3 캐시를 늘리면 성능이 크게 향상됩니다. 예를 들어 L3 캐시가 큰 구성에서는 물리적 메모리를 사용하는 것이 더 효과적이므로 느린 디스크 I/O 하위 시스템에서 더 많은 데이터 요청을 처리할 수 있습니다. L3 캐시가 큰 프로세서는 파일 시스템 캐시 동작, 짧은 메시지 및 프로세서 대기열 길이를 더욱 효율적으로 제공합니다. < P > 사실 가장 오래된 L3 캐시는 AMD 가 발표한 K6-III 프로세서에 적용되었습니다. 당시 L3 캐시는 제조 공정으로 제한되었고 칩 내부에 통합되지 않고 마더보드에 통합되었습니다. 시스템 버스 주파수와만 동기화할 수 있는 L3 캐시는 주 메모리와 크게 다르지 않습니다. 이후 L3 캐시를 사용한 것은 인텔이 서버 시장을 위해 내놓은 아이태니엄 프로세서였다. 다음은 P4EE 와 제온 MP 입니다. 인텔은 또한 9MB L3 캐시 아이태니엄 2 프로세서와 향후 24MB L3 캐시 듀얼 코어 아이태니엄 2 프로세서를 출시할 계획입니다.
하지만 기본적으로 L3 캐시는 프로세서 성능 향상에 별로 중요하지 않습니다. 예를 들어 1MB L3 캐시가 장착된 Xeon MP 프로세서는 여전히 Opteron 의 상대가 아닙니다. 따라서 프런트 사이드 버스 증가는 캐시 증가보다 더 효과적인 성능 향상을 가져옵니다.
7.CPU 확장 명령어 집합
CPU 는 명령을 사용하여 시스템을 계산하고 제어하며, 각 CPU 는 설계 시 하드웨어 회로에 맞는 일련의 명령어 시스템을 제공합니다. 명령어의 강약도 CPU 의 중요한 지표로, 명령어는 마이크로프로세서의 효율을 높이는 가장 효과적인 도구 중 하나이다. 현 단계의 메인스트림 아키텍처에서 스크립트는 복잡한 명령어 세트와 씬 명령어 세트 두 부분으로 나눌 수 있으며, 구체적인 활용 (예: Intel 의 MMX(Multi Media Extended), SSE, sse2 (streaming-single instruction) CPU 의 확장 명령어로 CPU 의 멀티미디어, 그래픽 이미지, 인터넷 등의 처리 능력을 향상시킵니다. 일반적으로 CPU 의 확장 명령 세트를 "CPU 의 명령 집합" 이라고 합니다. SSE3 스크립트는 현재 가장 작은 스크립트이기도 합니다. 이전 MMX 에는 57 개의 명령, SSE 에는 5 개의 명령, SSE2 에는 144 개의 명령, SSE3 에는 13 개의 명령이 포함되어 있습니다. 현재 SSE4 도 최고급 명령어로, 인텔 코어 시리즈 프로세서는 이미 SSE4 명령어를 지원하고 있으며, AMD 는 향후 듀얼 코어 프로세서에 SSE4 명령어를 지원할 예정이며, Amd 의 프로세서도 이를 지원할 것입니다.
8.CPU 코어 및 입출력 작동 전압
586CPU 부터 CPU 작동 전압은 커널 전압과 입출력 전압으로 나뉘며, 일반적으로 CPU 코어 전압은 입출력 전압보다 작거나 같습니다. 여기서 코어 전압의 크기는 CPU 의 생산 공정에 따라 다르며, 일반 제작 공정이 작을수록 코어 작동 전압이 낮아집니다. I/O 전압은 일반적으로 1.6~5V 입니다. 낮은 전압은 과도한 전력 소비와 과도한 발열 문제를 해결할 수 있다.
9. 제조 공정
제조 공정의 미크론은 IC 내 회로와 회로 사이의 거리를 나타냅니다. 제조 공정의 추세는 밀도가 높을수록 더 높은 방향으로 발전하는 것이다. 밀도가 높은 IC 회로 설계는 같은 크기의 IC 에서 밀도가 높고 기능이 복잡한 회로 설계를 가질 수 있음을 의미합니다. 현재 주요 18nm, 13nm, 9nm, 65nm, 45nm 입니다. 최근 당국은 이미 32 나노미터 제조 공정이 있다고 밝혔다.
1. 스크립트
(1)CISC 스크립트
CISC 스크립트, 복잡한 스크립트라고도 하며 영어 이름은 CISC, (Complex Instruction Set Computer 의 약어) 입니다. CISC 마이크로프로세서에서 프로그램의 각 명령은 순차적으로 실행되며 각 명령의 각 작업은 순차적으로 순차적으로 실행됩니다. 순차 실행의 장점은 제어가 간단하지만 컴퓨터 각 부분의 활용률이 높지 않아 실행 속도가 느리다는 것이다. 사실, 그것은 Intel 에서 제조한 x86 시리즈 (즉, IA-32 아키텍처) CPU 와 AMD, VIA 와 같은 호환 CPU 입니다. 현재 새로 생긴 X86-64 (AMD64 라고도 함) 도 CISC 범주에 속한다. < P > 명령 집합이 무엇인지 알기 위해서는 오늘날의 X86 아키텍처의 CPU 부터 시작해야 합니다. X86 명령어는 Intel 이 첫 16 비트 CPU(i886) 를 위해 특별히 개발한 것으로, IBM 이 1981 년 출시한 세계 최초의 PC 에서 CPU-i888 (i886 lite edition) 도 X86 명령어를 사용했으며, 부동 소수점 데이터 처리 능력을 높이기 위해 X87 칩을 컴퓨터에 추가했다
CPU 기술이 발전함에 따라 인텔은 과거 PII 제온, PIII 제온, 펜티엄 3, 펜티엄 4 시리즈, 마지막부터 오늘날의 코어 2 시리즈, 제온 (제온 Nocona 제외) 까지 더 새로운 i8386, i8486 을 개발하고 있다