Comprensión de la CPU

CPU es la abreviatura de unidad central de procesamiento (unidad central de proceso), a la que se puede hacer referencia como microprocesador. (mcroprocesador), pero a menudo se le llama directamente procesador. No ignore su función debido a estas abreviaturas. La CPU es el núcleo de la computadora y su importancia es como el corazón para los humanos. De hecho, la función del procesador es más similar a la del cerebro, porque es responsable de procesar y calcular todos los datos dentro de la computadora, mientras que el chipset de la placa base se parece más al corazón, que controla el intercambio de datos. El tipo de CPU determina el sistema operativo y el software correspondiente que utiliza. La CPU se compone principalmente de unidades aritméticas, controladores, grupos de registros y buses internos. Junto con la memoria, la interfaz de entrada/salida y el bus del sistema, forma una PC completa. >La CPU se compone principalmente de unidad aritmética, controlador, grupo de registros y bus interno. El grupo de registros se utiliza para almacenar operandos y datos intermedios después de que se ejecuta la instrucción, y la unidad aritmética completa los cálculos y operaciones especificados por la instrucción.

Todo pasará por un proceso desde el desarrollo hasta el crecimiento. La historia de desarrollo de la CPU es aún más estimulante cuando se trata de la escala y los logros que tiene hoy. Como "núcleo" de la computadora, la CPU no es una excepción. Este artículo nos permite ingresar al breve pero turbulento proceso de desarrollo de la CPU. En el proceso de esta revisión, describimos principalmente el historial de desarrollo de productos de los dos gigantes de CPU actuales: Intel y AMD.

1. CPU en la era X86

La trazabilidad de la CPU se remonta a 1971. En ese año, INTEL, que en ese momento aún se encontraba en etapa de desarrollo, lanzó el primer microprocesador del mundo, el 4004. Este no sólo fue el primer microprocesador de 4 bits utilizado en calculadoras, sino que también fue el primer procesador de computadora que las personas podían permitirse. El 4004 contenía 2.300 transistores, sus funciones eran bastante limitadas y su velocidad aún era muy lenta. Fue descartado por el gigante azul IBM y por la mayoría de los usuarios comerciales de la época, pero después de todo fue un producto que hizo época. , INTEL se ha integrado con los microprocesadores Había un vínculo indisoluble. Se puede decir que el proceso de desarrollo histórico de la CPU es en realidad el proceso de desarrollo de la CPU de la serie X86 de INTEL, y lo utilizaremos para comenzar nuestro "viaje histórico de la CPU".

En 1978, Intel una vez más lideró la tendencia y produjo por primera vez un microprocesador de 16 bits, llamado i8086, y también produjo un coprocesador matemático coincidente, el i8087. Estos dos chips utilizan conjuntos de instrucciones mutuamente compatibles, pero. agrega algunas instrucciones específicas para cálculos matemáticos como logaritmos, funciones exponenciales y trigonométricas en el conjunto de instrucciones i8087. Dado que estos conjuntos de instrucciones se utilizan en i8086 e i8087, la gente también los llama conjunto de instrucciones X86. Aunque Intel produjo sucesivamente nuevas CPU de segunda y tercera generación, más avanzadas y más rápidas en el futuro, todavía eran compatibles con las instrucciones X86 originales, e Intel continuó usando la secuencia X86 original en la denominación de las CPU posteriores hasta más tarde. Debido a las cuestiones de registro de marcas, renunciamos a seguir utilizando números arábigos para los nombres. En cuanto a otras empresas que se desarrollaron y expandieron posteriormente, como AMD y Cyrix, las CPU anteriores a 486 (incluida la 486) nombraron sus CPU de la serie X86 según el método de nomenclatura de Intel. Sin embargo, en la era 586, la competencia en el mercado se volvió cada vez más feroz. Debido a cuestiones de registro de marcas, ya no pueden usar nombres iguales o similares a los de la serie X86 de Intel, por lo que deben nombrar sus propias CPU compatibles con 586 y 686.

En 1979, INTEL lanzó el chip 8088, que todavía era un microprocesador de 16 bits con 29.000 transistores, una frecuencia de reloj de 4,77 MHz, un bus de direcciones de 20 bits y 1 MB de memoria. El bus de datos interno del 8088 es de 16 bits, el bus de datos externo es de 8 bits y su hermano 8086 es de 16 bits. En 1981, el chip 8088 se utilizó por primera vez en la PC IBM, marcando el comienzo de una nueva era de microcomputadoras. Fue también a partir del 8088 que el concepto de PC (computadora personal) comenzó a desarrollarse en todo el mundo.

En 1982, cuando muchos lectores jóvenes aún estaban en su infancia, INTE había lanzado el último producto que marcó una época, el chip Zao 80286. Este chip se había desarrollado a pasos agigantados en comparación con el 8006 y el 8088. todavía era una estructura de 16 bits, pero hay 134.000 transistores dentro de la CPU y la frecuencia del reloj aumenta gradualmente desde los 6MHz iniciales a 20MHz. Sus buses de datos internos y externos son de 16 bits, el bus de direcciones es de 24 bits y puede direccionar 16 MB de memoria. A partir de 80286, los métodos de trabajo de la CPU también han evolucionado a dos tipos: modo real y modo protegido.

Procesador Intel 80286

En 1985, INTEL lanzó el chip 80386, que fue el primer microprocesador de 32 bits de la serie 80X86, y el proceso de fabricación también ha logrado grandes avances. En comparación con 80286, 80386 contiene 275.000 transistores internamente y la frecuencia de reloj es de 12,5 MHz, que luego se aumentó a 20 MHz, 25 MHz y 33 MHz. Los buses de datos internos y externos del 80386 son de 32 bits y el bus de direcciones también es de 32 bits, que puede direccionar hasta 4 GB de memoria. Además del modo real y el modo protegido, también agrega un modo de trabajo llamado virtual 86, que puede proporcionar capacidades multitarea simulando múltiples procesadores 8086 al mismo tiempo. Además del chip estándar 80386, que solíamos llamar 80386DX, debido a diferentes consideraciones de mercado y aplicaciones, INTEL ha lanzado sucesivamente otros tipos de chips 80386: 80386SX, 80386SL, 80386DL, etc. El 80386SX, lanzado en 1988, es un chip ubicado entre el 80286 y el 80386DX. La diferencia con el 80386DX es que el bus de datos externo y el bus de direcciones son los mismos que los del 80286, que son de 16 y 24 bits respectivamente (. es decir, la capacidad de direccionamiento es de 16 MB).

Los 80386 SL y 80386 DL lanzados en 1990 son chips de bajo consumo que ahorran energía y se utilizan principalmente en computadoras portátiles y computadoras de escritorio que ahorran energía. La diferencia entre 80386 SL y 80386 DL es que el primero se basa en 80386SX y el segundo en 80386DX, pero ambos añaden un nuevo método de trabajo: el método de gestión del sistema. Al ingresar al modo de administración del sistema, la CPU reduce automáticamente la velocidad de operación, controla otros componentes como la pantalla y el disco duro para suspender el trabajo, o incluso deja de funcionar y entra en estado de "suspensión" para lograr ahorro de energía. En 1989, INTEL lanzó el chip 80486 que todos conocemos. Lo mejor de este chip es que en realidad rompió el límite de 1 millón de transistores e integró 1,2 millones de transistores. La frecuencia de reloj del 80486 aumentó gradualmente de 25MHz a 33MHz y 50MHz. 80486 integra 80386, el coprocesador matemático 80387 y un caché de 8 KB en un solo chip. Utiliza tecnología RISC (conjunto de instrucciones reducido) por primera vez en la serie 80X86, que puede ejecutar una instrucción en un ciclo de reloj. También utiliza un método de bus de ráfaga, que mejora enormemente la velocidad del intercambio de datos con la memoria. Como resultado de estas mejoras, el 80486 funciona 4 veces mejor que el 80386DX con el coprocesador matemático 80387. Al igual que 80386, han aparecido varios tipos de 80486 uno tras otro. El tipo original descrito anteriormente es el 80486DX. El 80486SX se lanzó en 1990. Es un modelo económico del tipo 486. Su diferencia con el 80486DX es que no tiene coprocesador matemático. El sistema 80486 DX2 utiliza tecnología de multiplicación de reloj, lo que significa que la velocidad de funcionamiento interno del chip es el doble de la velocidad de funcionamiento del bus externo. Es decir, el chip interno funciona a 2 veces la velocidad del reloj del sistema, pero aún se comunica con él. el mundo exterior a la velocidad del reloj original. Las frecuencias de reloj interno del 80486 DX2 incluyen principalmente 40MHz, 50MHz, 66MHz, etc. El 80486 DX4 también es un chip que utiliza tecnología de multiplicación de reloj, que permite que sus unidades internas funcionen a 2 o 3 veces la velocidad del bus externo. Para admitir esta mayor frecuencia operativa interna, su caché en el chip se ha ampliado a 16 KB. El 80486 DX4 tiene una frecuencia de 100 MHz y funciona un 40 % más rápido que el 80486 DX2 de 66 MHz.

80486 también tiene un tipo mejorado SL, que tiene un modo de administración del sistema y se usa en computadoras portátiles o computadoras de escritorio que ahorran energía.

2. Un comienzo glorioso - Pentium MMX:

INTEL aprendió de las lecciones del Pentium Pro y lanzó una versión mejorada de la serie Pentium a finales de 1996. El código del fabricante era P55C, que es nuestro Lo que comúnmente se conoce como Pentium MMX (Pentium múltiple). Este procesador no integraba el caché de segundo nivel, lo cual no era ingrato en ese momento, pero adoptó un enfoque único y utilizó la tecnología MMX para mejorar el rendimiento.

La tecnología MMX es una tecnología de conjunto de instrucciones mejorada multimedia recientemente inventada por INTEL. Su nombre completo en inglés se puede traducir como "Conjunto de instrucciones extendido multimedia". MMX es una nueva tecnología adoptada por Intel en 1996 para mejorar la CPU Pentium en aplicaciones de audio, video, gráficos y comunicación. Agregó 57 instrucciones MMX a la CPU. Además de agregar instrucciones MMX al conjunto de instrucciones, también agregó caché L1. En el chip de la CPU, de los 16 KB originales a 32 KB (16 KB de instrucciones + 16 KB de datos), la capacidad de la CPU MMX para procesar multimedia aumenta en aproximadamente un 60 % en comparación con las CPU normales cuando se ejecutan programas que contienen instrucciones MMX. La tecnología MMX no es solo una innovación, sino que también crea una nueva era de desarrollo de CPU, más tarde SSE, 3D NOW. El conjunto de instrucciones también evolucionó a partir del desarrollo de MMX.

Unos meses después de que Intel lanzara el Pentium MMX, AM también lanzó su nuevo producto K6. La CPU de la serie K6 originalmente tenía cinco frecuencias, a saber: 166/200/233/266/300. Todos los cinco modelos usaban 66 FSB, pero el 233/266/300 posterior ya se podía actualizar actualizando la placa base. 100 FSB, por lo que el rendimiento de la CPU ha mejorado considerablemente. Vale la pena mencionar particularmente que su caché de primer nivel se ha incrementado a 64 KB, que es el doble que MMX. Por lo tanto, su rendimiento comercial es incluso mejor que el de Pentium MMX. Sin embargo, debido a la falta del conjunto de instrucciones multimedia extendido. La característica principal del rendimiento multimedia del K6, incluidos los juegos, es inferior al Pentium MMX.

3. Establecimiento de ventajas - Pentium II:

En mayo de 1997, INTEL lanzó otro producto del mismo nivel que Pentium Pro, que es la CPU más influyente: —Pentium II. El núcleo Pentium II de primera generación se llamó Klamath. Como chip de primera generación del Pentium II, corre en el bus de 66MHz, con cuatro frecuencias principales: 233, 266, 300 y 333Mhz. Luego se lanzó el Pentium II con bus de 100Mhz, con frecuencias de 300, 350, 400 y 333Mhz. 450Mhz. Pentium II utiliza la misma estructura central que Pentium Pro, heredando así el excelente rendimiento de 32 bits del procesador Pentium Pro original, pero acelera las operaciones de escritura de registros de segmentos y agrega el conjunto de instrucciones MMX para acelerar las operaciones de 16 bits. del sistema. Equipado con registros de segmentos renombrables, Pentium II podría realizar operaciones de escritura de forma especulativa y permitir que instrucciones que utilizan valores de segmentos antiguos coexistan con instrucciones que utilizan valores de segmentos nuevos. En el Pentium II, Intel cambió el hardware bipolar, torpe y consumidor de energía, del anterior proceso de fabricación BiCMOS y comprimió 7,5 millones de transistores en una matriz de 203 milímetros cuadrados. El Pentium II es sólo 6 milímetros cuadrados más grande que el Pentium Pro, pero contiene 2 millones de transistores más que el Pentium Pro. Estos transistores se aceleran mediante el uso de un tamaño de puerta de ventilador de sólo 0,28 micrones, lo que da como resultado velocidades de reloj sin precedentes para el X86.

Procesador Intel Pentium II

En términos de tecnología de interfaz, para derrotar a los competidores de INTEL y obtener un mayor ancho de banda del bus interno, Pentium II adopta por primera vez la última interfaz solt1 Estándar. ya no utiliza un paquete cerámico, sino que utiliza una placa de circuito impreso con una carcasa metálica, que no sólo integra los componentes del procesador, sino que también incluye un caché de primer nivel de 32 KB. Para conectar el procesador Pentium II a una tarjeta enchufable de un solo lado (también llamada tarjeta SEC), simplemente encaje la placa de circuito impreso (PCB) directamente en la tarjeta SEC.

La carcasa de plástico de la tarjeta SEC se denomina cartucho de contacto de un solo borde, también conocido como SEC (Cartucho de contacto de un solo borde). Lleva el logotipo del Pentium II y la imagen en color del sello Pentium II. En la caja de la tarjeta SEC, el paquete del procesador, la caché L2 y TagRAM están conectados a una base (es decir, la tarjeta SEC) y se instala un disipador de calor de aluminio en un lado de la base (el lado que alberga el núcleo del procesador). El otro lado está sellado con plástico negro. La CPU Pentium II integra internamente una caché L1 en chip de 32 KB (16 KB de instrucciones/16 KB de datos); La parte central compuesta por 7,5 millones de transistores se fabrica mediante un proceso de 203 milímetros cuadrados. El procesador está fijado a una pequeña placa de circuito impreso (PCB) y tiene buen soporte para SMP bidireccional. En cuanto al caché L2, hay 512K, que es un caché SRAM de ráfaga síncrona fuera del chip en cascada de cuatro vías. Estos cachés funcionan a la mitad de la velocidad del procesador central (133 MHz para una CPU de 266 MHz). La tarjeta SEC del Pentium II está diseñada para insertarse en la ranura 1 (que es aproximadamente del tamaño de una ranura ISA). Todas las placas base Slot1 tienen un mecanismo de retención formado por dos soportes de plástico. Una tarjeta SEC se desliza en la Ranura 1 entre los dos soportes de plástico. Una vez que la tarjeta SEC esté en su lugar, se puede conectar un disipador de calor a su disipador de calor de aluminio. El Pentium II de 266 MHz funciona sólo un poco más caliente que el Pentium Pro de 200 MHz (38,2 vatios frente a 37,9 vatios), pero debido al mayor tamaño de la tarjeta SEC, el disipador de calor del Pentium II es casi tan grande como el que se usa dos veces en un procesador Socket7 o Socket8. tan grande como el disipador de calor.

Además del Pentium II para usos generales, Intel también ha lanzado la serie de procesadores Xeon para servidores y estaciones de trabajo de alta gama, que adoptan tecnología de socket Slot 2, caché L1 de 32 KB, 512 KB y Nivel 2 de 1 MB. caché, estructura de bus dual independiente, bus de sistema de 100 MHz, admite hasta 8 CPU.

Procesador Intel Pentium II Xeon

Para luchar contra el arrogante Pentium II, a mediados de 1998, AMD lanzó el procesador K6-2, cuyo voltaje central es por tanto de 2,2 voltios. , la generación de calor es relativamente baja y el caché de primer nivel es de 64 KB. Más importante aún, para competir con el conjunto de instrucciones MMX de Intel, AMD también desarrolló su propio conjunto de instrucciones multimedia, llamado 3DNow. 3DNow! es un conjunto de 21 nuevas instrucciones que pueden mejorar la potencia informática de gráficos tridimensionales, multimedia y aplicaciones informáticas intensivas de punto flotante, permitiendo el rendimiento completo de los aceleradores de gráficos tridimensionales. Todos los modelos de K6-2 tienen un conjunto de instrucciones 3DNow! incorporado, lo que hace que los productos de AMD superen a INTEL tanto en rendimiento de números enteros como de computación de punto flotante en ciertas aplicaciones de programas por primera vez, lo que hace que INTEL sienta una crisis. Sin embargo, en comparación con el Pentium II, el K6-2 todavía no tiene un caché de segundo nivel integrado. Por lo tanto, aunque es ampliamente elogiado, nunca ha podido derrotar al Pentium II en participación de mercado.

4. El comienzo de la CPU barata de alto rendimiento - Celeron:

En el pasado, las computadoras personales eran un producto relativamente lujoso. Como componente central de la computadora, el precio de. La CPU se calculó casi en miles de dólares, pero con el desarrollo de los tiempos, una gran cantidad de usuarios necesitan urgentemente computadoras domésticas baratas y la demanda de CPU baratas también ha aumentado considerablemente.

Cuando Pentium Ⅱ volvió a tener éxito, INTEL empezó a entusiasmarse un poco y centró todos sus esfuerzos en el mercado de gama alta, causando así muchos problemas a AMD, CYRIX y otras empresas. aprovechar esta oportunidad, viendo que el rendimiento y la relación precio de los productos no son tan buenos como los de sus competidores, y que el mercado de gama baja se está erosionando una y otra vez, INTEL no puede permitirse el lujo de ver el país de su fortuna caer en manos de otros, y lanzar un nuevo producto de gama baja en 1998. En el mercado, la relación rendimiento-precio de las CPU es bastante impresionante: Celeron, procesador Celeron.

Se puede decir que Celeron fue lanzado especialmente por Intel para apoderarse del mercado de gama baja. En ese momento, la popularidad de las PC de menos de 1.000 dólares estadounidenses permitió a las pequeñas y medianas empresas como AMD fabricarlas. una buena remontada en la lucha contra Intel. También hace que Intel se sienta como una espina en la espalda. Por lo tanto, Intel extrajo la caché L2 del Pentium II y los circuitos relacionados, quitó la caja de plástico y cambió su nombre a Celeron. El nombre chino es procesador Celeron. El Celeron original fue fabricado mediante un proceso de 0,35 micras, con una frecuencia externa de 66MHz y dos frecuencias principales: 266 y 300. Luego vino el Celeron333 con un proceso de fabricación de 0,25 micras.

Sin embargo, al principio, Celeron no era muy popular. Lo más criticado fue que eliminó el caché L2 en el chip. Dado que probó los beneficios del Pentium II, todos conocen el caché L2. La importancia del almacenamiento en caché, por eso creo que Celeron es en realidad un producto castrado y su rendimiento definitivamente no es muy bueno. Esta idea se ha confirmado en aplicaciones prácticas. Celeron266 está instalado en la placa base Gigabyte BX y su rendimiento cae en más de un 25% en comparación con PII266. La mayor diferencia son los programas que a menudo necesitan utilizar el caché de segundo nivel.

Intel también se enteró rápidamente de esta situación, por lo que se adaptó a la situación y lanzó Celeron con caché L2 integrada de 128 KB, con una frecuencia inicial de 300 Mhz para distinguirlo del Celeron de misma frecuencia sin integración. Caché L2, se llamó Celeron 300A. Los amigos que tienen cierto historial de uso de computadoras aún pueden recordar esta CPU. Su capacidad de caché integrada de segundo nivel es de solo 128 KB, pero está sincronizada con la frecuencia de la CPU. El Pentium II es solo la mitad de la frecuencia de la CPU, por lo que el rendimiento. Celeron 300A es igual que el Pentium II de la misma frecuencia. Lo que es aún más tentador es que el rendimiento de overclocking de esta CPU es extremadamente bueno y la mayoría de ellos pueden alcanzar fácilmente la frecuencia de 450 MHz. Debes saber que el Pentium II con la frecuencia más alta en ese momento solo tenía esta frecuencia y el precio. era varias veces mayor que la del Celeron 300A. Hubo muchos modelos de Celeron en esta serie, y la frecuencia más alta alcanzó los 566 MHz antes de ser reemplazada por el Celeron de segunda generación que utilizaba la estructura Pentium III.

Para reducir costos, comenzando con Celeron 300A, Celeron ha vuelto a adoptar los sockets Socket. Sin embargo, no utiliza el Socket7 de Pentium MMX, sino que utiliza el método de socket Socket370, que se conecta a la placa base. a través de 370 pines. Desde entonces, Socket370 se ha convertido en la estructura de socket estándar de Celeron, y las CPU Celeron con una frecuencia de 1,2 Ghz todavía usan este socket.

5. La gloria del fin de siglo: Pentium III:

A principios de 1999, Intel lanzó la tercera generación de procesadores Pentium: Pentium III, el primer lote de Pentium III. Procesadores El procesador utiliza el núcleo Katmai, con dos frecuencias principales: 450 y 500 Mhz. La característica más importante de este núcleo es el conjunto de instrucciones multimedia actualizado llamado SSE. Este conjunto de instrucciones agrega 70 nuevas instrucciones basadas en MMX para mejorar el tridimensional y el punto flotante. aplicaciones y compatible con todos los programas MMX anteriores.

Pero para ser justos, aparte del conjunto de instrucciones SSE mencionado anteriormente, el Pentium III con núcleo Katmai no tiene muchas características atractivas. Básicamente conserva la arquitectura del Pentium II, usando un 0.25. proceso de micrones y un FSB de 100 Mhz, arquitectura Slot1, caché L2 de 512 KB (funcionando a la mitad de la velocidad de la CPU), por lo que la mejora del rendimiento no es grande. Sin embargo, cuando Pentium III salió al mercado por primera vez, creó una gran locura. Algunas personas compraron el primer lote de Pentium III a precios elevados de más de 10.000 yuanes.

Se puede mejorar mucho, desde 500 Mhz hasta 1,13 Ghz, y el rendimiento de overclocking se mejora enormemente, el rango puede llegar a más del 50 %. Además, también se ha cambiado su caché secundaria para que esté sincronizada con la frecuencia de la CPU, pero la capacidad se ha reducido a 256 KB.

Además de las mejoras aportadas por el proceso de fabricación, algunos Coppermine Pentium III también tienen una frecuencia de bus de 133Mhz y un socket Socket370. Para distinguirlos, Intel añadió una "B" después del bus de 133Mhz. Modelo Pentium III, se agrega una "E" después del socket Socket370. Por ejemplo, el Socket370 Pentium III con una frecuencia de 550 Mhz y un FSB de 133 Mhz se llama 550EB.

Al ver la popularidad del núcleo Coppermine Pentium III, Intel comenzó a cambiar a este núcleo para los procesadores Celeron. A mediados de 2000, lanzó el procesador Celeron de 128 núcleos Coppermine, comúnmente conocido como Celeron2. 0.18, el rendimiento de overclocking de Celeron ha dado otro salto y el rango de overclocking puede alcanzar el 100%.

6. El contraataque Jedi de AMD - Athlon

En cuanto a AMD, para competir con el Pentium III al principio lanzó el procesador K6-3. El procesador K6-3 tiene un diseño de estructura de caché de tres niveles (TriLevel), con un caché de primer nivel incorporado de 64K (Nivel 1) y un caché de segundo nivel de 256K (Nivel 2). -Caché de nivel. El procesador K6-3 también admite 3D Now! conjunto de instrucciones. Debido a problemas de costo y rendimiento, el procesador K6-3 no tuvo mucho éxito en el mercado de las computadoras de escritorio, por lo que gradualmente desapareció del mercado de las computadoras de escritorio y se trasladó al mercado de las computadoras portátiles.

Lo que realmente enorgullece a AMD es el procesador Athlon cuyo nombre original en código era K7. Athlon tiene un núcleo Risc superescalar, supercanal y multicanal (núcleo Risc SuperScalar de 3 vías), que utiliza un proceso de 0,25 micrones e integra 22 millones de transistores. Athlon incluye tres decodificadores, tres unidades de ejecución de enteros (IEU) y tres generación de direcciones. unidad (AGU), tres unidades multimedia (unidades de operación de punto flotante), Athlon puede ejecutar tres instrucciones de punto flotante simultáneamente en el mismo ciclo de reloj, y cada unidad de punto flotante es una tubería completa. K7 contiene 3 decodificadores y el decodificador envía instrucciones macroOPS decodificadas (K7 decodifica instrucciones X86 en instrucciones macroOPS y convierte instrucciones X86 de diferentes longitudes en instrucciones macroOPS de la misma longitud, lo que puede aprovechar al máximo la potencia del núcleo RISC). Para la unidad de control de comandos, la unidad de control de comandos puede controlar (guardar) 72 comandos al mismo tiempo. Luego envíe la instrucción a la unidad entera o unidad multimedia. La unidad entera puede programar 18 instrucciones simultáneamente. Cada unidad entera es una canalización independiente y la unidad de programación puede realizar predicciones de bifurcación en instrucciones y ejecutarlas fuera de orden. La unidad multimedia del K7 (también llamada unidad de punto flotante) tiene un registro de pila renombrable. La unidad de programación de punto flotante puede programar 36 instrucciones al mismo tiempo y el registro de punto flotante puede guardar 88 instrucciones. Entre las tres unidades de punto flotante, hay un sumador y un multiplicador. Estas dos unidades pueden ejecutar instrucciones MMX e instrucciones 3DNow. También hay una unidad de punto flotante responsable de cargar y guardar datos. Gracias a la potente unidad de punto flotante del K7, los procesadores AMD superaron por primera vez a los procesadores Intel en ese momento en punto flotante.

Athlon tiene un caché incorporado de alta velocidad de 128 KB (caché L1) y fuera del chip hay un caché de segundo nivel (caché L2) con una frecuencia de 1/2 y una capacidad de 512 KB. Puede admitir hasta 8 MB de caché L2. Una caché grande puede mejorar aún más el enorme rendimiento de datos que requieren los sistemas de servidor.

El paquete y la apariencia de Athlon son similares a los del Pentium II, pero Athlon utiliza la especificación de interfaz Slot A. La interfaz Slot A se deriva del bus Alpha EV6, con una frecuencia de reloj de hasta 200 MHz, lo que eleva el ancho de banda máximo a 1,6 GB/S. Sigue siendo compatible con el bus tradicional de 100 MHz en el bus de memoria, lo que protege la inversión del usuario. y reduce costos.

Posteriormente, también se adoptó DDR SDRAM de mayor rendimiento, que tiene un rendimiento de datos similar al RAMBUS de 800MHz promovido por Intel. El bus EV6 puede admitir hasta 400 MHz y es totalmente compatible con multiprocesadores. Por lo tanto, tiene una ventaja natural. Debes saber que Slot1 solo admite procesadores duales, mientras que SlotA puede admitir 4 procesadores. SlotA se parece mucho a la ranura Slot1 tradicional, al igual que la ranura Slot1 está girada 180 grados, pero las dos son completamente incompatibles en términos de especificaciones eléctricas y protocolos de bus. No se puede instalar una CPU en la ranura 1/Socket370 en una placa base Athlon en la ranura A, y viceversa.

Nota del editor: Todo pasará por un proceso desde el desarrollo hasta el crecimiento. La historia de desarrollo de la CPU se puede desarrollar a la escala y los logros que tiene hoy, lo que es aún más estimulante. Como "núcleo" de la computadora, la CPU no es una excepción. Este artículo nos permite ingresar al breve pero turbulento proceso de desarrollo de la CPU. En el proceso de esta revisión, describimos principalmente el historial de desarrollo de productos de los dos gigantes de CPU actuales: Intel y AMD. Para otras empresas de CPU, como Cyrix e IDT, debido a que rara vez vemos sus productos, el espacio es limitado. No entraré más en detalles.

3. La CPU ingresa al nuevo siglo

Desde que entró en el nuevo siglo, la CPU ha entrado en una era de desarrollo más rápido y la marca de 1 Ghz que antes era inalcanzable se ha superado fácilmente en términos. En cuanto a la distribución del mercado, Intel y AMD siguen compitiendo por la hegemonía. Han lanzado los procesadores Pentium4, Tualatin core Pentium II y Celeron, Tunderbird core Athlon, AthlonXP y Duron, respectivamente.

1. Respecto a Intel, en noviembre de 2000, a finales del siglo pasado, Intel lanzó su procesador Pentium de cuarta generación, que es el Pentium 4 con el que entramos en contacto todos los días. Pentium 4 no sigue la arquitectura PIII, pero adopta un nuevo diseño, que incluye un bus frontal equivalente de 400 MHz (100 x 4), conjunto de instrucciones SSE2, caché secundaria de 256 K-512 KB, nueva tecnología de hipercanalización y arquitectura NetBurst, frecuencia de inicio. es de 1,3GHz.

El primer núcleo Pentium4 es Willamette, un nuevo socket Socket 423, caché de segundo nivel integrado de 256 KB, admite un conjunto de instrucciones SSE2 más potente, hasta 20 niveles de canalización superescalar y está emparejado con i850/i845. serie de conjuntos de chips, Intel lanzó posteriormente el procesador Willamette P4 de 1,4 GHz-2,0 GHz y, posteriormente, los procesadores P4 cambiaron a zócalos Socket 478 con más pines y esquinas.

Al igual que Pentium III, el primer núcleo Pentium 4 no recibió muchos elogios. La razón principal fue que la nueva arquitectura de CPU no era totalmente compatible con el software del programa, por lo que Pentium 4 a menudo iba por detrás de los procesadores de la misma frecuencia. Athlon, incluso como el propio Pentium III de Intel. Pero un año después, Intel lanzó el segundo núcleo Pentium4, con nombre en código Northwood, que cambió a un proceso más refinado de 0,13 micrones e integró un caché de segundo nivel más grande de 512 KB. El rendimiento mejoró enormemente, e Intel gracias a la incansable promoción y apoyo de Intel. Fabricantes de chips de placas base, Pentium 4 se ha convertido en el procesador de gama media a alta más popular.

En términos de CPU de gama baja, Intel lanzó el núcleo Celeron de tercera generación, cuyo nombre en código es Tualatin. Este núcleo también utiliza un proceso de 0,13 micrones. El nivel de caché se ha incrementado a 256 KB. La frecuencia externa también se ha aumentado a 100 MHz. Actualmente, las frecuencias principales de Tualatin Celeron incluyen 1.0, 1.1, 1.2, 1.3 Ghz y otros modelos. Intel también lanzó el Pentium III con núcleo Tualatin, que integra una caché L2 más grande de 512 KB, pero sólo se utilizan en los mercados de servidores y portátiles, y rara vez se ven en el mercado de ordenadores de sobremesa.

2. Por parte de AMD, el segundo núcleo Athlon, Tunderbird, se lanzó a mediados de 2000. El Athlon de este núcleo tiene las siguientes mejoras: en primer lugar, el proceso de fabricación se ha mejorado a 0,18 micrones. , la interfaz de instalación cambió a SocketA, que es una interfaz de instalación similar a Socket370 pero con un número de pines de 462. Finalmente, el caché L2 se cambia a 256 KB, pero la velocidad está sincronizada con la CPU, al igual que el Pentium III con núcleo Coppermine.

El núcleo Tunderbird Athlon no sólo está ligeramente por delante del Pentium III en términos de rendimiento, sino que su frecuencia más alta siempre ha sido mayor que la del Pentium III. Esta CPU alcanzó por primera vez el hito de frecuencia de 1 Ghz. Sin embargo, con el lanzamiento del Pentium 4, Tunderbird comenzó a quedarse atrás en términos de frecuencia. Para ello, AMD lanzó el tercer núcleo Athlon, Palomino, y adoptó un nuevo sistema de frecuencia nominal. Los modelos Athlon no representan la frecuencia real, sino que convierten la frecuencia equivalente al rendimiento del producto de la competencia (es decir, Intel) según una fórmula, y el nombre también se cambió a AthlonXP. Por ejemplo, la frecuencia real del procesador AthlonXP150 no es de 1,5 Ghz, sino de 1,33 GHz. Finalmente, AthlonXP también es compatible con el conjunto de instrucciones SSE de Intel y puede ejercer plenamente su rendimiento en software específicamente optimizado para el conjunto de instrucciones SSE.

En términos de CPU de gama baja, AMD ha lanzado la CPU Duron, que tiene la misma arquitectura básica que Athlon, excepto que el caché de segundo nivel es de sólo 64 KB. Desde su lanzamiento, Duron ha podido mantenerse alejado de Celeron, que también se centra en el mercado de gama baja, y su precio es aún más bajo. Durante un tiempo, Duron se convirtió en la primera opción para máquinas compatibles con bricolaje de bajo precio. Duron también tiene su debilidad fatal. En primer lugar, heredó que Athlon genera mucho calor y, en segundo lugar, su núcleo es muy frágil y puede dañarse fácilmente al instalar un disipador de CPU.

Solución de problemas de la CPU

La CPU es un accesorio muy importante en la computadora y puede considerarse como el corazón de una computadora. También es un accesorio altamente integrado con alta confiabilidad y funcionamiento normal. La tasa de fallas no es alta en condiciones de uso. Se recomienda que si se instala o utiliza incorrectamente, o si la calidad del producto en sí es inestable, puede causar muchos problemas inesperados.

Los fallos relacionados con la CPU son relativamente fáciles de diagnosticar. Si hay un problema con la CPU, la computadora generalmente no se puede encender. No hay nada malo con el sistema. Es decir, el ventilador de encendido no gira después de presionar el botón de encendido, no hay ninguna pantalla en el monitor. No hay ningún pitido en el altavoz del chasis. Si ocurre el fenómeno anterior, deberíamos sospechar de una falla relacionada con la CPU. Las ideas para manejar las fallas de la CPU son las siguientes:

1. Si la CPU está quemada o aplastada

Moralmente debemos encender la computadora para verificar, quitar el ventilador, sacar el CPU y verifique a simple vista si la CPU tiene rastros de haber sido quemada y aplastada. Los núcleos de CPU empaquetados en colores actuales (como P3 Copper Mine, Duron y Thunderbird) son muy delicados y pueden aplastarse fácilmente si no se tiene cuidado al instalar el ventilador.

Otro fenómeno de daño de la CPU es que los pines están rotos. Ahora, ya sea Duron/Thunderbird o P3/4, los más populares son los de arquitectura Socket. La CPU se inserta directamente en la ranura de la CPU de la placa base a través de pines. Aunque se la conoce como ranura de "fuerza de inserción y extracción cero", si la calidad de la ranura no es buena, la resistencia cuando se inserta la CPU sigue siendo muy alta. alto Debe prestar atención al mantenimiento al desmontar o instalar. Para el equilibrio de la CPU, preste especial atención para verificar si las clavijas están dobladas antes de la instalación. No presione ni tire a ciegas con fuerza bruta, de lo contrario, las clavijas de la CPU. puede estar roto.

2. Si el ventilador está funcionando normalmente

Si la CPU está funcionando normalmente tiene mucho que ver con si el ventilador de la CPU está funcionando normalmente. Si el ventilador falla, no debemos descuidar el mantenimiento del ventilador de la CPU durante su uso normal. Por ejemplo, cuando la temperatura es baja, el aceite lubricante del ventilador es propenso a fallar, provocando un funcionamiento lento o incluso que el ventilador se rompa. En este momento, debemos quitar el ventilador, limpiarlo y quitar el aceite.

3. ¿Es correcta la instalación de la CPU?

Consulte la lista de verificación para ver si la CPU está insertada en su lugar, especialmente para las CPU en la ranura 1 (como la P2 y la antigua P3). Es fácil de instalar durante la instalación; las CPU actuales tienen medidas de posicionamiento, pero es necesario verificar si la varilla de fijación del zócalo de la CPU está fija en su lugar.

4. ¿Son correctos los puentes y la configuración de voltaje?

Especialmente en placas base antiguas que usan puentes duros, los parámetros relevantes de la CPU pueden configurarse incorrectamente si no se tiene cuidado, por lo que Antes de instalar la CPU, debemos leer atentamente el manual de la placa base y verificar si los puentes de la placa base son normales y coinciden con la CPU. Por supuesto, la mayoría de las placas base ahora pueden identificar automáticamente el tipo de CPU y luego configurar automáticamente el FSB de la CPU y cronometrar el voltaje principal. Si encuentra que el voltaje de la CPU y otros parámetros identificados en el BIOS no coinciden con los nominales, puede haber un problema con el producto. Las CPU de nivel P2 pueden cambiar el voltaje protegiendo ciertos pines relevantes, y aumentar adecuadamente el voltaje ayudará a mejorar el rendimiento de overclocking del CPI.