¿Cuál es el voltaje de funcionamiento de la CPU?

El voltaje de trabajo de la CPU (Supply Voltaje) es el voltaje requerido para el funcionamiento normal de la CPU. Cualquier aparato eléctrico requiere electricidad cuando funciona y, naturalmente, tiene el voltaje nominal correspondiente, y la CPU no es una excepción.

En la actualidad, el voltaje de trabajo de la CPU tiene una tendencia a la baja muy obvia. Un voltaje de trabajo más bajo tiene tres ventajas principales:

1. La CPU se reduce. Con un consumo de energía reducido, el costo operativo del sistema se reduce en consecuencia, lo cual es muy importante para los sistemas portátiles y móviles, ya que permite que las baterías existentes funcionen por más tiempo, extendiendo así en gran medida la vida útil de la batería. 2. El consumo de energía se reduce, lo que resulta en una menor generación de calor, y la CPU cuya temperatura de funcionamiento no es demasiado alta puede cooperar mejor con el sistema.

3. La frecuencia es uno de los factores importantes.

El voltaje de funcionamiento de la CPU se divide en dos aspectos, el voltaje del núcleo de la CPU y el voltaje de E/S. El voltaje del núcleo se refiere al voltaje que impulsa el chip central de la CPU, y el voltaje de E/S se refiere al voltaje que impulsa el circuito de E/S.

Por lo general, el voltaje del núcleo de la CPU es menor o igual al voltaje de E/S.

El voltaje del núcleo de las primeras CPU (era 286~486) era consistente con la E/S, generalmente 5 V. Debido al proceso de fabricación relativamente atrasado en ese momento, el calor generado por la CPU era demasiado grande. lo que resulta en una vida útil más corta

Corta. Sin embargo, el nivel de integración de la CPU en ese momento era muy bajo y el nivel de integración de la CPU actual es bastante alto, por lo que parece que la CPU actual genera más calor.

Con la mejora de la tecnología de fabricación de CPU, el voltaje de funcionamiento de varias CPU ha disminuido gradualmente en los últimos años. En la actualidad, el voltaje central de las CPU de escritorio suele estar dentro de los 2 V, y el voltaje central de las computadoras portátiles. CPU

El voltaje de trabajo es relativamente menor, logrando así el propósito de reducir significativamente el consumo de energía, extender la vida útil de la batería y reducir el calor generado por la CPU. Y las CPU modernas utilizan un pin especial de identificación de voltaje (VID) para indicarle al regulador de voltaje integrado en la placa base que establezca automáticamente el nivel de voltaje correcto.

Muchas placas base para CPU más nuevas proporcionarán puentes o configuraciones de software especiales. A través de estos puentes o software, el voltaje de funcionamiento de la CPU se puede ajustar manualmente según las necesidades específicas. Muchos experimentos han demostrado que aumentar moderadamente el voltaje del núcleo durante el overclocking puede fortalecer las señales internas de la CPU, lo que será de gran ayuda para mejorar el rendimiento de la CPU, pero también aumentará el consumo de energía de la CPU, lo que afectará

Dado que afecta su vida útil y poder calorífico, se recomienda que los usuarios comunes no realicen esta operación.

El núcleo (Die), también conocido como kernel, es el componente más importante de la CPU. El chip elevado en el centro de la CPU es el núcleo, que está hecho de silicio monocristalino mediante un determinado proceso de producción. Todos los cálculos, la aceptación/almacenamiento de comandos y el procesamiento de datos de la CPU son realizados por el núcleo. Varios núcleos de CPU tienen estructuras lógicas fijas y las unidades lógicas como la caché de primer nivel, la caché de segundo nivel, la unidad de ejecución, la unidad de nivel de instrucción y la interfaz de bus tendrán un diseño científico.

Para facilitar la gestión del diseño, la producción y las ventas de CPU, los fabricantes de CPU están dispuestos a dar los nombres de código correspondientes a los núcleos de PU, que son los llamados tipos de núcleos de CPU.

Diferentes CPU (series diferentes o la misma serie) tendrán diferentes tipos de núcleos (como Northwood de Pentium 4, Willamette, CXT de K6-2 y ST-50 de K6-2, etc.), e incluso The El mismo núcleo tendrá diferentes versiones (por ejemplo, el núcleo de Northwood se divide en versiones B0 y C1. Los cambios en la versión principal son para corregir algunos errores en la versión anterior y mejorar cierto rendimiento. Estos cambios son comunes para los consumidores). rara vez se nota.

Cada tipo de núcleo tiene su correspondiente proceso de fabricación (como 0,25um, 0,18um, 0,13um y 0,09um, etc.), área del núcleo (este es un factor clave para determinar el coste de la CPU, y el coste es básicamente proporcional a el área central), voltaje del núcleo, corriente, número de transistores, tamaño de caché en todos los niveles, rango de frecuencia principal, arquitectura de canalización y conjunto de instrucciones admitidas (estos dos puntos son factores clave que determinan el rendimiento real y la eficiencia de la CPU), consumo de energía y generación de calor, método de empaquetado (como S.E.P, PGA, FC-PGA, FC-PGA2, etc.), tipo de interfaz (como Socket 370, Socket A, Socket 478, Socket T, Slot 1, Socket 940, etc.), frecuencia del bus frontal (FSB), etc. Por lo tanto, el tipo de núcleo determina hasta cierto punto el rendimiento de la CPU.

En términos generales, los nuevos tipos de núcleos tienden a tener un mejor rendimiento que los tipos de núcleos antiguos (por ejemplo, el núcleo Northwood Pentium 4 1.8A GHz en la misma frecuencia es mejor que el núcleo Willamette Pentium 4 1.8GHz) ( Alto), pero esto no es absoluto. Esta situación suele ocurrir cuando se acaba de lanzar un nuevo tipo de núcleo. Debido a una tecnología imperfecta o a una nueva arquitectura y procesos de fabricación inmaduros, el rendimiento del nuevo tipo de núcleo puede no ser tan bueno como el anterior. rendimiento de tipos de núcleos más antiguos. Por ejemplo, el rendimiento real del Pentium 4 con interfaz Socket 423 con núcleo Willamette no era tan bueno como el Pentium III con núcleo Tualatin y el Celeron con interfaz Socket 370. El rendimiento real del Pentium 4 con núcleo Prescott actual de baja frecuencia no es tan bueno. bueno como el Pentium 4 con núcleo Northwood de la misma frecuencia, etc., pero a medida que la tecnología avanza y los fabricantes de CPU continúan mejorando y perfeccionando el nuevo núcleo, el rendimiento de los productos de etapa media y tardía del nuevo núcleo inevitablemente superará al del antiguo. productos principales.

La dirección de desarrollo del núcleo de la CPU es un voltaje más bajo, un menor consumo de energía, una tecnología de fabricación más avanzada, la integración de más transistores y un área central más pequeña (esto reducirá el costo de producción de la CPU y, por lo tanto, en última instancia, reducirá las ventas). precio de la CPU), arquitectura de canalización más avanzada y más conjuntos de instrucciones, frecuencias de bus frontal más altas, integración de más funciones (como controladores de memoria integrados, etc.) y núcleo dual y multinúcleo (es decir, también hay 2 o más núcleos dentro de una CPU), etc. Lo más significativo del avance de los núcleos de CPU para los consumidores comunes es que pueden comprar CPU con mayor rendimiento a precios más bajos.

En la larga historia de las CPU, existen muchos y complicados tipos de núcleos de CPU. La siguiente es una introducción a los tipos de núcleos principales de las CPU Intel y AMD. Introducción a los tipos de núcleos principales (limitados a CPU de escritorio, excluyendo CPU de portátiles y CPU de servidor/estación de trabajo, y excluyendo tipos de núcleos más antiguos).

Tualatin

Este es el famoso núcleo "Tualatin". Es el último núcleo de CPU de Intel basado en la arquitectura Socket 370. Utiliza un proceso de fabricación de 0,13 um y está empaquetado utilizando FC. -PGA2 y PPGA, el voltaje del núcleo también se ha reducido a aproximadamente 1,5 V, el rango de frecuencia principal es de 1 GHz a 1,4 GHz, la frecuencia externa es de 100 MHz (Celeron) y 133 MHz (Pentium III) respectivamente, y el caché secundario es de 512 KB. (Pentium III-S) y 256 KB (Pentium III y Celeron), este es el núcleo Socket 370 más potente y su rendimiento supera incluso a las primeras CPU de la serie Pentium 4 de baja frecuencia.

Willamette

Este es el núcleo utilizado por los primeros Pentium 4 y P4 Celeron. Inicialmente usó la interfaz Socket 423 y luego cambió a la interfaz Socket 478 (Celeron solo tiene 1,7 GHz). y 1,8 GHz Ambas son interfaces Socket 478), utilizando un proceso de fabricación de 0,18 um, la frecuencia del bus frontal es de 400 MHz, el rango de frecuencia principal es de 1,3 GHz a 2,0 GHz (Socket 423) y de 1,6 GHz a 2,0 GHz (Socket 478). , y el caché secundario es respectivamente 256 KB (Pentium 4) y 128 KB (Celeron). Tenga en cuenta que también hay algunos modelos de Pentium 4 con interfaz Socket 423 que no tienen un caché de segundo nivel. El voltaje del núcleo es de aproximadamente 1,75 V y el método de empaquetado utiliza PPGA INT2, PPGA INT3, OOI de 423 pines, PPGA FC-PGA2 y PPGA FC-PGA2 de Socket 478, y el PPGA utilizado por Celeron, etc. El núcleo Willamette tiene tecnología de fabricación atrasada, alta generación de calor y bajo rendimiento. Ha sido eliminado y reemplazado por el núcleo Northwood.

Northwood

Este es el núcleo utilizado por los actuales Pentium 4 y Celeron. La mayor mejora entre este y el núcleo Willamette es el uso del proceso de fabricación de 0,13um, y ambos utilizan. Interfaz Socket 478, el voltaje del núcleo es de aproximadamente 1,5 V, el caché secundario es de 128 KB (Celeron) y 512 KB (Pentium 4), la frecuencia del bus frontal es 400/533/800 MHz (Celeron es solo 400 MHz) y la frecuencia principal El rango es de 2,0 GHz a 2,8 GHz (Celeron), de 1,6 GHz a 2,6 GHz (FSB Pentium 4 de 400 MHz), de 2,26 GHz a 3,06 GHz (FSB Pentium 4 de 533 MHz) y de 2,4 GHz a 3,4 GHz (FSB Pentium 4 de 800 MHz) y 3,06. Los Pentium 4 GHz y todos los Pentium 4 de 800 MHz admiten la tecnología Hyper-Threading y están empaquetados en PPGA FC-PGA2 y PPGA. Según el plan de Intel, el núcleo Northwood pronto será reemplazado por el núcleo Prescott.

Prescott

Este es el último núcleo de CPU de Intel. Actualmente, solo se usa en Pentium 4 y no en Celeron de gama baja. La mayor diferencia entre este y Northwood es que usa. Inicialmente se utilizará un proceso de fabricación de 0,09 um y más estructuras de tuberías. En el futuro, se cambiará a la interfaz LGA 775. El voltaje del núcleo es de 1,25 a 1,525 V y la frecuencia del bus frontal. es 533MHz (no admite tecnología Hyper-Threading) y 800MHz (admite tecnología Hyper-Threading). Las frecuencias principales son 2,4GHz y 2,8GHz de 533MHz FSB y 2,8GHz, 3,0GHz, 3,2GHz y 3,4GHz de 800MHz FSB respectivamente. En comparación con Northwood, su caché de datos L1 aumentó de 8 KB a 16 KB, mientras que el caché L2 aumentó de 512 KB a 1 MB, el método de empaquetado es PPGA. Según el plan de Intel, el núcleo Prescott pronto reemplazará al núcleo Northwood y pronto se lanzará el núcleo Prescott 533MHz FSB Celeron.

Tipos de núcleos de Athlon XP

Athlon XP tiene 4 tipos de núcleos diferentes, pero todos tienen lo mismo: todos usan la interfaz Socket A y todos usan la anotación de valor nominal PR.

Palomino

Este es el núcleo del primer Athlon XP, utiliza un proceso de fabricación de 0,18 um, el voltaje del núcleo es de aproximadamente 1,75 V, el caché secundario es de 256 KB y el método de empaquetado utiliza OPGA. Y el bus frontal La frecuencia es de 266MHz.

Pura sangre

Este es el primer núcleo de Athlon XP que utiliza un proceso de fabricación de 0,13 um. Está dividido en versiones Pura sangre-A y Pura sangre-B. El voltaje del núcleo es de 1,65 V-1,75 aproximadamente. V, el caché secundario es de 256 KB, el método de empaquetado es OPGA y las frecuencias del bus frontal son 266 MHz y 333 MHz.

Thorton

Utilizando un proceso de fabricación de 0,13um, el voltaje del núcleo es de aproximadamente 1,65 V, el caché secundario es de 256 KB, el método de empaquetado es OPGA y la frecuencia del bus frontal es 333MHz. Puede verse como Barton bloqueando la mitad del caché de segundo nivel.

Barton

Utilizando un proceso de fabricación de 0,13um, el voltaje del núcleo es de aproximadamente 1,65 V, el caché secundario es de 512 KB, el método de empaquetado utiliza OPGA y las frecuencias del bus frontal son 333MHz y 400MHz.

El tipo de núcleo del nuevo Duron

AppleBred

Utilizando un proceso de fabricación de 0,13um, el voltaje del núcleo es de aproximadamente 1,5 V, el caché secundario es de 64 KB. y el método de empaquetado utiliza OPGA. La frecuencia del bus frontal es de 266MHz. No está marcado con el valor nominal PR pero sí con la frecuencia real. Hay tres tipos: 1,4 GHz, 1,6 GHz y 1,8 GHz.

El tipo de núcleo de la CPU de la serie Athlon 64

Clawhammer

Utilizando un proceso de fabricación de 0,13 um, el voltaje del núcleo es de aproximadamente 1,5 V, el caché de segundo nivel es de 1 MB , y el método de empaquetado es mPGA, utiliza el bus Hyper Transport y tiene un controlador de memoria incorporado de 128 bits. Adopte las interfaces Socket 754, Socket 940 y Socket 939.

Newcastle

La principal diferencia entre este y Clawhammer es que el caché de segundo nivel se reduce a 512 KB (esta es también la política de precios relativamente bajos adoptada por AMD para cumplir necesidades del mercado y acelerar la promoción de CPU de 64 bits), otras actuaciones son básicamente las mismas.