Derechos de propiedad intelectual del sistema de instrucción de la CPU
La unidad central de procesamiento es uno de los principales dispositivos de un ordenador electrónico. Su función es principalmente interpretar instrucciones de computadora y procesar datos en software de computadora. La denominada programabilidad informática se refiere principalmente a la programación de la CPU. CPU La CPU es el componente central de la computadora. Es tan grande como una caja de cerillas y tan gruesa como docenas de hojas de papel, pero es el núcleo informático y el núcleo de control de la computadora. La CPU es responsable de leer, decodificar y ejecutar instrucciones para todas las operaciones en la computadora. La unidad central de procesamiento, la memoria y los dispositivos de entrada y salida son los tres componentes principales de las computadoras electrónicas. Al mismo tiempo, la abreviatura en inglés de China Pharmaceutical University también es CPU (China Pharmaceutical University).
A pesar de su apariencia, el principal principio de funcionamiento de una CPU es ejecutar una serie de instrucciones almacenadas en lo que se llama un programa. Lo que se discute aquí es un dispositivo diseñado para seguir una arquitectura común. Los programas se almacenan en la memoria de la computadora como una serie de números. El principio de funcionamiento de casi todas las CPU se puede dividir en cuatro etapas: buscar, decodificar, ejecutar y reescribir.
La CPU incluye unidad lógica aritmética, unidad de registro y unidad de control. La CPU recupera instrucciones de la memoria o caché, las coloca en registros de instrucciones y las decodifica. Descompone una instrucción en una serie de microoperaciones y luego emite varios comandos de control para ejecutar la serie de microoperaciones para completar la ejecución de una instrucción. Las instrucciones son comandos básicos para que las computadoras especifiquen tipos de operaciones y operandos. Una instrucción consta de uno o más bytes, incluido un campo de código de operación, uno o más campos relacionados con la dirección del operando y algunas palabras de estado y códigos de característica que representan el estado de la máquina. Algunas instrucciones también contienen directamente los propios operandos.
En 1981, el chip 8088 se utilizó por primera vez en el PC (ordenador personal) de IBM, marcando el comienzo de una nueva era de los microordenadores. También fue a partir del 8088 que el concepto de PC comenzó a desarrollarse a escala global. Las primeras CPU a menudo se personalizaban para computadoras grandes y especializadas. Sin embargo, este costoso enfoque de personalizar las CPU para aplicaciones específicas ha dado paso en gran medida al desarrollo de clases de procesadores estandarizados y baratos adecuados para uno o más propósitos. Esta tendencia hacia la estandarización comenzó en la época de las mainframes y microcomputadoras compuestas por transistores individuales y se aceleró con la llegada de los circuitos integrados. Los circuitos integrados permiten diseñar y fabricar CPU más complejas en espacios muy pequeños (del orden de micras). En 1982, cuando muchos lectores jóvenes aún estaban en su infancia, Intel lanzó su último producto histórico, el chip Zao 80286, que supuso un gran desarrollo en comparación con 8086 y 8088. Aunque en aquel momento todavía era una estructura de 16 bits, había 134.000 transistores en la CPU. 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, la CPU evolucionó a dos modos de trabajo: modo real y modo protegido. En 1985, Intel lanzó el chip 80386, que fue el primer microprocesador de 32 bits de la serie 80X86. El proceso de fabricación también ha logrado grandes avances. En comparación con 80286, 80386 contiene 275.000 transistores y tiene una frecuencia de reloj de 12,5 MHz, que luego se incrementó a 20 MHz, 25 MHz y 33 MHz. Los buses de datos internos y externos del 80386 son ambos de 32 bits, y el bus de direcciones también es de 32 bits y 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 a menudo se denomina 80386DX, debido a diferentes consideraciones de mercado y aplicaciones, Intel también ha lanzado otros tipos de chips 80386: 80386SX, 80386SL, 80386DL, etc. En 1988, Intel lanzó el 80386SX, un chip situado entre el 80286 y el 80386DX en el mercado.
La diferencia con 80386DX es que el bus de datos externo y el bus de direcciones son los mismos que 80286, que son 16 bits y 24 bits respectivamente (es decir, la capacidad de direccionamiento es 16 MB).
El rápido desarrollo de la era de las CPU de alta velocidad
Las CPU 1990, 80386 SL y 80386 DL lanzadas por Intel son chips de bajo consumo que ahorran energía y se utilizan principalmente en ordenadores portátiles y ordenadores de sobremesa 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 modo de trabajo: el modo de gestión del sistema. Al ingresar al modo de administración del sistema, la CPU reducirá automáticamente la velocidad de ejecución, controlará la pantalla, el disco duro y otros componentes para que dejen de funcionar, o incluso dejará de funcionar y entrará en el estado de "suspensión" para lograr el propósito de ahorrar energía. En 1989, Intel lanzó el conocido chip 80486. Lo mejor de este chip es que realmente rompe la barrera de los 10.000 transistores e integra 12.000 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. La serie 80X86 utiliza tecnología RISC (conjunto de instrucciones reducido) por primera vez y puede ejecutar una instrucción en un ciclo de reloj. También utiliza un modo de bus en ráfaga, que mejora enormemente la velocidad del intercambio de datos con la memoria. Debido a estas mejoras, el 80486 funciona 4 veces mejor que el 80386DX con el coprocesador matemático 80387. Al igual que 80386, existen varios tipos de 80486. El modelo original presentado anteriormente es 80486DX. En 1990, Intel lanzó el 80486 SX, un modelo económico del tipo 486. La diferencia con el 80486DX es que no tiene coprocesador matemático. 80486 DX2 utiliza tecnología de multiplicación de reloj, lo que significa que el chip interno funciona dos veces más rápido que el bus externo, es decir, el chip interno funciona al doble de la velocidad del reloj del sistema, pero aún se comunica con el mundo exterior a la velocidad del reloj original. . Las frecuencias de reloj interno del 80486 DX2 incluyen principalmente 40MHz, 50MHz y 66MHz. El 80486 DX4 también es un chip que utiliza tecnología de multiplicación de reloj, lo que permite que sus unidades internas funcionen a dos o tres veces la velocidad del bus externo. Para admitir esta mayor frecuencia operativa interna, su caché en el chip se amplía a 16 KB. El 80486 DX4 tiene una frecuencia de reloj de 100MHz, que es 40 veces más rápida que los 66MHz del 80486 DX2. El 80486 también tiene una versión mejorada SL con un modo de administración del sistema para computadoras portátiles o computadoras de escritorio que ahorran energía. La estandarización y miniaturización de las CPU ha hecho que estos dispositivos digitales (traducidos como "piezas electrónicas" en Hong Kong) aparezcan con más frecuencia en la vida moderna que las computadoras con aplicaciones limitadas. Los microprocesadores modernos se encuentran en todo, desde automóviles hasta teléfonos móviles y juguetes para niños. El procesador Pentium, la unidad central de procesamiento de la era Pentium, fue lanzado en marzo de 1993. Integra 3.654.380.000 transistores. Utiliza muchas tecnologías para mejorar el rendimiento de la CPU, incluidas estructuras superescalares, unidades aritméticas de punto flotante integradas que utilizan tecnología de supercanalización, aumento de la capacidad de la caché en el chip y uso de paridad interna para comprobar errores de procesamiento interno.
Frecuencia principal
La frecuencia principal también se llama frecuencia de reloj, la unidad es megahercios (MHz) o gigahercios (GHz), que se utiliza para indicar la velocidad de funcionamiento de la CPU y el procesamiento de datos. . Frecuencia principal de la CPU = frecuencia externa × factor de multiplicación de frecuencia. Mucha gente cree que la frecuencia principal determina la velocidad de funcionamiento de la CPU. Esto no sólo es unilateral, sino que también está sesgado para los servidores. Hasta el momento, no existe una fórmula definitiva que pueda determinar la relación numérica entre la frecuencia principal y la velocidad de funcionamiento real. Incluso los dos principales fabricantes de procesadores, Intel y AMD, tienen grandes disputas sobre este punto. De la tendencia de desarrollo de los productos Intel se puede ver que Intel concede gran importancia al fortalecimiento del desarrollo de su propia frecuencia principal. Al igual que otros fabricantes de procesadores, alguien comparó una vez un procesador Transmeta de 1 GHz con una eficiencia operativa equivalente a un procesador Intel de 2 GHz.
Existe una cierta relación entre la frecuencia de la CPU y la velocidad de ejecución real, pero no es una relación lineal simple. Por lo tanto, la frecuencia principal de la CPU no tiene relación directa con la potencia informática real de la CPU. La frecuencia principal representa la velocidad de oscilación de la señal de pulso digital en la CPU. También podemos ver ejemplos de esto en los productos de procesador de Intel: un chip Itanium de 1 GHz es casi tan rápido como un Xeon/Snapdragon de 2,66 GHz, o un Itanium 2 de 1,5 GHz es tan rápido como un Xeon/Snapdragon de 4 GHz. La velocidad de ejecución de la CPU depende de los indicadores de rendimiento de la canalización de la CPU, el bus, etc. La frecuencia principal está relacionada con la velocidad de funcionamiento real. Solo se puede decir que la frecuencia principal es solo un aspecto del rendimiento de la CPU y no representa el rendimiento general de la CPU.
Frecuencia externa
La frecuencia externa es la frecuencia de referencia de la CPU y la unidad es MHz. La frecuencia externa de la CPU determina la velocidad de funcionamiento de toda la placa base. En términos generales, en las computadoras de escritorio, el overclocking es el FSB de la súper CPU (por supuesto, en general, es el multiplicador bloqueado de la CPU). Creo que esto se entiende bien. Pero para las CPU de servidor, el overclocking no está permitido en absoluto. Como se mencionó anteriormente, la CPU determina la velocidad de funcionamiento de la placa base y las dos se ejecutan simultáneamente. Si se overclockea la CPU del servidor y se cambia la frecuencia externa, se producirá una operación asincrónica (muchas placas base de computadoras de escritorio admiten la operación asincrónica), lo que provocará inestabilidad en todo el sistema del servidor. Actualmente, en la mayoría de los sistemas informáticos, la frecuencia externa y el bus frontal de la placa base no están sincronizados, y la frecuencia externa y la frecuencia del bus frontal (FSB) se confunden fácilmente. El siguiente bus frontal presenta la diferencia entre los dos.
Frecuencia del bus frontal (FSB)
La frecuencia del bus frontal (FSB) afecta directamente la velocidad del intercambio directo de datos entre la CPU y la memoria. Existe una fórmula que se puede calcular, que es ancho de banda de datos = (frecuencia del bus × ancho de bits de datos) / 8. El ancho de banda máximo de transmisión de datos depende del ancho y la frecuencia de transmisión de todos los datos transmitidos simultáneamente. Por ejemplo, Xeon Nocona, que actualmente admite 64 bits, tiene un bus frontal de 800 MHz. Según la fórmula, su ancho de banda máximo de transmisión de datos es 6,4 GB/s. La diferencia entre la frecuencia FSB de la CPU y la frecuencia FSB: la velocidad FSB se refiere a la velocidad de transmisión de datos y FSB se refiere a la velocidad a la que la CPU y la placa base funcionan sincrónicamente. . En otras palabras, la frecuencia externa de 100MHz significa que la señal de pulso digital oscila 100 millones de veces por segundo; el bus frontal de 100MHz significa que la capacidad de transmisión de datos aceptable de la CPU por segundo es 100 MHz × 64 bits÷8 bits/. byte = 800 MB/s De hecho, la aparición de la arquitectura "HyperTransport" ha cambiado la frecuencia real del FSB. La arquitectura IA-32 debe tener tres componentes importantes: el concentrador del controlador de memoria (MCH), el concentrador del controlador de E/S y el concentrador PCI, como los conjuntos de chips típicos Intel 7501 e Intel7505, que están diseñados para procesadores Xeon duales. . El MCH que contienen proporciona un bus frontal con una frecuencia de 533 MHz para la CPU. Con memoria DDR, el ancho de banda del bus frontal puede alcanzar los 4,3 GB/s. Sin embargo, a medida que el rendimiento del procesador continúa mejorando. Ha traído muchos problemas a la arquitectura del sistema. La arquitectura "HyperTransport" no solo resuelve el problema, sino que también mejora de manera más efectiva el ancho de banda del bus, como los procesadores AMD Opteron. La arquitectura flexible del bus HyperTransport I/O le permite integrar el controlador de memoria, permitiendo al procesador intercambiar datos directamente con la memoria sin transmitirlos a través del bus del sistema al chipset. En este caso, la frecuencia del bus frontal (FSB) en los procesadores AMD Opteron no tiene idea de por dónde empezar.
Bits de CPU y longitudes de palabras
Bits de CPU: los códigos binarios se utilizan en circuitos digitales y tecnología informática. Los códigos son solo "0" y "1", donde "0" y. "1" son todos los bits de la CPU. Longitud de palabra: en tecnología informática, la cantidad de dígitos binarios que la CPU puede procesar a la vez por unidad de tiempo (simultáneamente) se denomina longitud de palabra. Por lo tanto, una CPU que puede procesar datos con una longitud de palabra de 8 bits a menudo se denomina CPU de 8 bits.
De manera similar, una CPU de 32 bits puede procesar datos binarios de 32 bits por unidad de tiempo. La diferencia entre longitud de byte y palabra: dado que los caracteres ingleses de uso común se pueden representar mediante binario de 8 bits, los 8 bits generalmente se denominan byte. La longitud de la palabra no es fija y varía para diferentes CPU y longitudes de palabra. Una CPU de 8 bits sólo puede procesar un byte a la vez, mientras que una CPU de 32 bits puede procesar cuatro bytes a la vez. Asimismo, una CPU con una longitud de palabra de 64 bits puede manejar 8 bytes a la vez.
Factor de multiplicación
El factor de multiplicación se refiere a la relación proporcional relativa entre la frecuencia principal de la CPU y la frecuencia externa. Cuando la frecuencia externa es la misma, cuanto mayor sea el multiplicador, mayor será la frecuencia de la CPU. Pero, de hecho, bajo la premisa de la misma frecuencia externa, una CPU con un alto multiplicador en sí misma tiene poca importancia. Esto se debe a que la velocidad de transmisión de datos entre la CPU y el sistema es limitada. La búsqueda ciega de altas frecuencias y la obtención de multiplicadores de alta frecuencia producirá un efecto de "cuello de botella" obvio: la velocidad máxima a la que la CPU obtiene datos del sistema no puede alcanzar la velocidad. de la CPU. En general, a excepción de la versión de muestra de ingeniería de la CPU de Inter, una pequeña cantidad de CPU, como el Pentium E6500K de doble núcleo con núcleo InterCore 2 y algunas versiones de alta velocidad, no bloquean el multiplicador, y AMD no lo bloqueó antes. Ahora AMD ha lanzado una versión de caja negra de la CPU (es decir, los usuarios pueden ajustar libremente el multiplicador sin bloquear la versión del multiplicador, y el modo de overclocking para ajustar el multiplicador es mucho más estable que ajustar la frecuencia externa).
Objetos ocultos
El tamaño de la caché también es uno de los indicadores importantes de la CPU. La estructura y el tamaño de la caché tienen un gran impacto en la velocidad de la CPU. El caché de la CPU se ejecuta a una frecuencia muy alta, generalmente a la misma frecuencia que el procesador, y su eficiencia de trabajo es mucho mayor que la de la memoria del sistema y el disco duro. En el trabajo real, la CPU a menudo necesita leer el mismo bloque de datos repetidamente. El aumento en la capacidad de la caché puede mejorar en gran medida la tasa de aciertos de lectura de datos dentro de la CPU sin buscar en la memoria o el disco duro, mejorando así el rendimiento del sistema. Sin embargo, debido al costo y el área del chip de la CPU, el caché es pequeño. La caché L1 es la caché de primer nivel de la CPU y se divide en caché de datos y caché de instrucciones. La capacidad y estructura de la caché L1 incorporada tienen un gran impacto en el rendimiento de la CPU. Sin embargo, las memorias caché están compuestas de RAM estática y tienen estructuras complejas. Cuando el área de la CPU no puede ser demasiado grande, la capacidad de la caché L1 no puede ser demasiado grande. La capacidad de caché L1 de una CPU de servidor general suele ser de 32 a 256 KB. La caché L2 es la caché de segundo nivel de la CPU y se divide en chips internos y externos. La caché L2 interna en el chip funciona a la misma velocidad que la frecuencia principal, mientras que la caché L2 externa es solo la mitad de la frecuencia principal. La capacidad de la caché L2 también afecta el rendimiento de la CPU. El principio es que cuanto mayor sea la CPU, mejor. En el pasado, la mayor capacidad de CPU doméstica era de 512 KB, que ahora puede alcanzar los 2 M en las computadoras portátiles, mientras que la caché L2 de la CPU utilizada por servidores y estaciones de trabajo es aún mayor, alcanzando más de 8 M. La caché L3 (caché de tres niveles) se divide en dos tipos, la externa anterior y la interna actual. Su efecto real es que la aplicación de caché L3 puede reducir aún más la latencia de la memoria y mejorar el rendimiento del procesador al calcular grandes cantidades de datos. Reduzca la latencia de la memoria y mejore la potencia informática de big data, lo cual es muy útil para los juegos. Sin embargo, todavía hay una mejora significativa en el rendimiento al agregar caché L3 en el mundo de los servidores. Por ejemplo, una configuración con una caché L3 más grande puede usar la memoria física de manera más eficiente, por lo que puede manejar más solicitudes de datos que un subsistema de E/S de disco más lento. Los procesadores con cachés L3 más grandes proporcionan un comportamiento de caché del sistema de archivos más eficiente y longitudes de cola de mensajes y procesadores más cortas. De hecho, la primera aplicación de caché L3 estaba en el procesador K6-III lanzado por AMD. En ese momento, la caché L3 no estaba integrada en el chip, sino en la placa base por motivos del proceso de fabricación. La caché L3 solo se puede sincronizar con la frecuencia del bus del sistema y no es muy diferente de la memoria principal. Posteriormente, Intel introdujo la caché L3 para el procesador Itanium para el mercado de servidores. Luego están el P4EE y el Xeon MP. Intel también planea lanzar un procesador Itanium2 de caché L3 de 9 MB y un procesador Itanium2 de doble núcleo de caché L3 de 24 MB en el futuro. Pero la caché L3 no es muy importante para mejorar el rendimiento del procesador.
Por ejemplo, el procesador Xeon MP equipado con 1 MB de caché L3 todavía no es rival para Snapdragon. Esto muestra que el aumento del bus frontal traerá mejoras de rendimiento más efectivas que el aumento del caché.
Conjunto de instrucciones extendido de la CPU
La CPU se basa en instrucciones del sistema informático y de control. Cada CPU está diseñada con una serie de sistemas de instrucciones que coinciden con sus circuitos de hardware. La solidez de la instrucción también es un indicador importante de la CPU. El conjunto de instrucciones es una de las herramientas más efectivas para mejorar la eficiencia del microprocesador. A juzgar por la arquitectura convencional actual, el conjunto de instrucciones se puede dividir en dos partes: conjunto de instrucciones complejo y conjunto de instrucciones simplificado (conjunto de instrucciones * * *, un total de cuatro tipos desde la perspectiva de aplicaciones específicas, como MMX de Intel (). Multi Media Extended, que es el nombre completo de la especulación de AMD, Intel no explicó la etimología), SSE, SSE 2 (Streaming-instrucción única, múltiples extensiones de datos 2), series SSE3, SSE4 y 3DNow de AMD. Todos ellos son conjuntos de instrucciones ampliados de la CPU, que mejoran respectivamente las capacidades de procesamiento multimedia, de gráficos e Internet de la CPU. El conjunto de instrucciones ampliado de la CPU suele denominarse "conjunto de instrucciones de la CPU". El conjunto de instrucciones SSE3 es también el conjunto de instrucciones más pequeño actualmente. Anteriormente, MMX contenía 57 comandos, SSE contenía 50 comandos, SSE2 contenía 144 comandos y SSE3 contenía 13 comandos. Actualmente, SSE4 es también el conjunto de instrucciones más avanzado y los procesadores de la serie Intel Core ya admiten el conjunto de instrucciones SSE4. AMD agregará soporte para el conjunto de instrucciones SSE4 a futuros procesadores de doble núcleo, y los procesadores Transmeta también admitirán este conjunto de instrucciones.
Núcleo de la CPU y voltaje de funcionamiento de E/S
A partir de la 586CPU, el voltaje de funcionamiento de la CPU se divide en voltaje del núcleo y voltaje de E/S. Normalmente, el voltaje del núcleo de la CPU es menor o igual que el voltaje de E/S. Entre ellos, el tamaño del voltaje del núcleo depende del proceso de producción de la CPU. Generalmente, cuanto más pequeño es el proceso de producción, menor es el voltaje de funcionamiento del núcleo. El voltaje de E/S es generalmente de 1,6 ~ 5 V. El bajo voltaje puede resolver los problemas de consumo excesivo de energía y generación excesiva de calor.
Proceso de fabricación
Las micras de proceso de fabricación se refieren a la distancia entre circuitos en un circuito integrado. La tendencia en la tecnología de fabricación es hacia una mayor densidad. Cuanto mayor sea la densidad del diseño de circuito IC, significa que en el mismo tamaño y área de IC, puede tener un diseño de circuito con mayor densidad y funciones más complejas. Ahora los principales son 180 nm, 130 nm, 90 nm, 65 nm y 45 nm. Recientemente, Inter lanzó la serie Core i3/i5 con proceso de fabricación de 32 nm. AMD declaró que sus productos se saltarán directamente el proceso de 32 nm (algunos productos de 32 nm, como Snake Girl y Llano, se producirán en el tercer trimestre de 2011), y los productos de 28 nm se lanzarán a principios de 2011 (nombres por determinar).
Embalaje
El embalaje de la CPU es una medida de protección que utiliza materiales específicos para solidificar el chip de la CPU o el módulo de la CPU para evitar daños. Generalmente, las CPU solo se pueden entregar a los usuarios después de haberlas empaquetado. El método de empaquetado de la CPU depende de la forma de instalación de la CPU y del diseño integrado del dispositivo. En términos de clasificación general, las CPU instaladas en sockets Socket generalmente están empaquetadas en PGA (Grid Array), mientras que las CPU instaladas en la ranura Slot x están todas empaquetadas en SEC (caja de complemento de un solo lado). En la actualidad existen tecnologías de envasado como PLGA (Plastic Grid Array) y Olga (Organic Grid Array). Debido a la competencia en el mercado cada vez más feroz, la dirección de desarrollo actual de la tecnología de empaquetado de CPU es principalmente ahorrar costos.
Operación multiproceso
Multiproceso sincronizado Multiproceso síncrono, denominado SMT. Al copiar el estado estructural del procesador, SMT permite que múltiples subprocesos en el mismo procesador se ejecuten simultáneamente y compartan los recursos de ejecución del procesador. Puede maximizar el lanzamiento amplio y el procesamiento superescalar fuera de orden y mejorar la utilización de los componentes informáticos del procesador. , mitigando los retrasos en el acceso a la memoria causados por dependencias de datos o errores de caché. Cuando no hay subprocesos múltiples disponibles, los procesadores SMT son casi idénticos a los procesadores superescalares tradicionales de gran tamaño.
Lo más atractivo de SMT es que sólo requiere un pequeño cambio en el diseño del núcleo del procesador, casi sin coste adicional, para mejorar significativamente el rendimiento. La tecnología de subprocesos múltiples puede preparar más datos para su procesamiento en núcleos informáticos de alta velocidad y reducir el tiempo de inactividad de los núcleos informáticos. Esto es ciertamente atractivo para sistemas de escritorio de gama baja. A partir del Pentium 4 de 3,06 GHz, todos los procesadores Intel admitirán la tecnología SMT.
Multi-core
Multi-core, también conocido como multiprocesador de chip (CMP). CMP fue propuesto por la Universidad de Stanford en Estados Unidos. La idea es integrar SMP (multiprocesador simétrico) en procesadores masivamente paralelos en un mismo chip, ejecutando cada procesador diferentes procesos en paralelo. En comparación con CMP, la flexibilidad de la estructura del procesador SMT es más destacada. Pero cuando el proceso semiconductor ingresa a 0,18 micrones, el retardo de la línea ha excedido el retardo de la puerta, lo que requiere que el diseño del microprocesador se lleve a cabo dividiendo muchas estructuras unitarias básicas con una escala más pequeña y una mejor localidad. Por el contrario, la estructura CMP se divide en múltiples núcleos de procesador, cada núcleo es relativamente simple, lo que favorece un diseño optimizado y, por lo tanto, tiene más perspectivas de desarrollo. Actualmente, tanto el chip Power 4 de IBM como el chip MAJC5200 de Sun adoptan la estructura CMP. Los procesadores multinúcleo pueden compartir el caché en el procesador, mejorando la utilización del caché y simplificando la complejidad del diseño de sistemas multiprocesador. En la segunda mitad de 2005 también se integrarán nuevos procesadores de Intel y AMD en la estructura CMP. El código de desarrollo del nuevo procesador Itanium es Montecito. Adopta un diseño de doble núcleo, tiene al menos 18 MB de caché en el chip y se fabrica mediante un proceso de 90 nm. Su diseño es definitivamente un desafío para la industria de chips actual. Cada uno de sus núcleos independientes tiene cachés L1, L2 y L3 independientes e incluye aproximadamente 100 millones de transistores.
Fabricante de CPU
Intel Corporation
Intel es el hermano mayor en la producción de CPU, ocupa más del 75% de la cuota de mercado. Las CPU producidas por Intel con el logotipo de Intel se han convertido en las especificaciones y estándares técnicos de facto para las CPU x86. La última plataforma de PC, Core 2, se ha convertido en la primera opción para CPU, con la próxima generación Core i5, Core i3 y Core i7 a la cabeza, significativamente por delante de los productos de otros fabricantes en términos de rendimiento.
AMD
Actualmente existen varias empresas productoras de CPU. Aparte de Intel, el rival más poderoso del logotipo de AMD es AMD. Los últimos AMD Athlon X2 de segunda generación y Snapdragon de segunda generación son muy rentables, especialmente al utilizar la tecnología 3DNOW y admitir el conjunto de instrucciones SSE4.0, lo que los hace funcionar bien en 3D.
IBM y Cyrix
La fortaleza de IBM reside en los laboratorios de alta gama y las CPU no comerciales en los estudios. Después de la fusión de NS y Cyrix, National Semiconductor finalmente tiene su propia línea de producción de chips y los productos terminados serán cada vez más completos. Ahora el rendimiento de MII es muy bueno, especialmente su precio es muy bajo.
IDT Corporation
IDT es una estrella en ascenso entre los fabricantes de procesadores, pero aún no está madura.
VIA a través de la empresa
VIA (VIA) es un fabricante de chipsets para placas base en Taiwán, China. Adquirió los departamentos de CPU de Cyrix e IDT antes mencionados y lanzó su propia CPU.
Loongson nacional
Loongson, apodado Gou Sheng, es un procesador de propósito general con derechos de propiedad intelectual independientes de propiedad estatal. Ya existen dos generaciones de productos, alcanzando el nivel de las CPU de gama baja de INTEL y AMD en el mercado. El nombre inglés actual de Loongson es loogson.
ARM Co., Ltd.
ARM International Technology es una de las pocas empresas que solo otorga licencias para el diseño de su CPU pero no la fabrica ella misma. El software de aplicación integrado generalmente se ejecuta mediante un microprocesador de arquitectura ARM.
Intel Pentium Dual Core: Pentium D y Pentium 4EE con núcleos de preprocesador. Básicamente, Pressler Core es un producto simple que acopla dos núcleos de molino de cedro. La primera generación del núcleo adopta la arquitectura central de Yonah.
[1] Core 2 adopta el núcleo Conroe (incompleto). "Core" es un nuevo microedificio líder en ahorro de energía. El punto de partida del diseño es proporcionar un excelente rendimiento y eficiencia energética, mejorando el rendimiento por vatio, también conocido como ratio de eficiencia energética. Los primeros núcleos se basaban en procesadores de portátiles.
Varios empaques
La versión masiva solo tiene una CPU y no tiene empaque. Normalmente la garantía de la tienda es de un año. Generalmente, lo proporciona el fabricante al instalador, y el instalador no lo dejará caer ni fluirá hacia el mercado. Algunos distribuidores combinan CPU sueltas con ventiladores y los empaquetan en su forma original para crear un paquete de rotación. Hay otra fuente importante: los paquetes a granel de contrabando. La CPU es la parte más importante de la computadora. La CPU empaquetada original también se llama CPU en caja. La CPU en paquete original es un producto de CPU lanzado por el fabricante para el mercado minorista, con un ventilador original y una garantía del fabricante de tres años. De hecho, no existe diferencia de calidad entre la CPU masiva y la CPU en caja. La principal diferencia es que los canales son distintos, por lo que las garantías también lo son. La garantía básica para CPU en caja es de 3 años y la garantía para CPU a granel es de solo 1 año. El ventilador proporcionado con la CPU en caja es el ventilador empaquetado de fábrica original, pero el ventilador no se ensambla por separado y lo proporciona el propio distribuidor. La CPU de caja negra se refiere a la CPU superior cuya frecuencia no está bloqueada por el fabricante, como la caja negra 5000 de AMD. Este tipo de CPU no tiene ventilador y es un producto minorista lanzado especialmente por el fabricante para usuarios de overclocking. CPU de paquete profundo, también conocida como CPU de paquete flip-chip. El distribuidor empaquetará la CPU a granel y agregará un ventilador. No hay garantía del fabricante, sólo garantía de la tienda, que suele ser de tres años. O pasar de contrabando la CPU desde el extranjero a China, volver a empaquetarla y agregarle un ventilador. Este tipo está libre de impuestos y es un poco más barato que el granel. CPU de muestra de ingeniería se refiere a la muestra de procesador que el fabricante del procesador proporciona a los principales fabricantes de placas y fabricantes OEM para que las prueben antes de lanzar el procesador al mercado. Los productos fabricados se encuentran en una etapa inicial, pero la calidad no es inferior a la de la CPU minorista final. Su característica más importante es que no multiplica la frecuencia y tiene algunas funciones especiales, por lo que es la primera opción para dominar el bricolaje. Ocasionalmente, puedes ver este tipo de CPU en el mercado, y estas muestras de ingeniería estarán marcadas con el fabricante "ES" (ES = la abreviatura de muestra de motor).