cpu发展新技术及发展趋势
cpu发展新技术及发展趋势
【摘要】：未来的cpu预计会朝着多核、多通道、 集成内存、 集成显卡 、节能、 减小面积、 提高集成度、散热性更好、更满足消费者的需求等方向发展。
CPU是计算机系统的心脏,计算机特别是微机的快速发展过程,实质上是CPU从低级别向高级、从简单向复杂发展的过程。其设计、制造和处理技术的不断更新换代以及处理能力的不断增强。CPU 发展到今天已使微机在整体性能、处理速度、3D图形图像处理、多媒体信息处理及通信等诸多方面达到甚至超过了小型机。
  新的通信、游戏及"寓教于乐"等应用程序要求具有视频、3D图形、动画、音频及虚
拟现实等多媒体功能,这些又对CPU提出了新的要求。Intel公司针对这些要求,继386处理
器结构之后提出了CPU的进一步最大升级,这就是将MMX(MutliMedia eXtention多媒体扩
展)技术融入Pentium CPU中。采用MMX技术的处理器在解决了多媒体及通信处理等问题的
同时,还能对其他的任务或应用程序应付自如。
MMX的主要技术特点有以下几点:
(1) 单指令、多数据(Single Instruction Mutli-Data,SIMD)技术是MMX的基础,它
使得多条信息可由一条单一指令来处理,它与IA(Instruction Architecture)超标量体系
结构相结合,极大地增强了PC机平台的性能。MMX技术执行指令时是将8字节数据作为一个
包装的64位值进入CPU的,全部过程由一条指令立即处理。
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(2) MMX指令不具有特许性,其通用性很强,不仅能满足建立在当前及未来算法上的P
C机应用程序的大部分需求,而且可用于编码译码器、算法及驱动程序等。
(3) IA MMX指令系统增加了4种新的数据类型,即紧缩字节(8bit×8bit)、紧缩字(4
bit×16bit)、紧缩双字(2bit×32bit)和四字(1bit×64bit)。其目的是紧缩定点整数,
将多个整数字组成一个单一的64位数据,从而使系统在同一时刻能够处理更多的数据。
(4) 增加了8个64位MMX寄存器,即浮点寄存器的别名映象。林志玲言承旭最新消息
(5) 新增加了57条指令。用这些指令完成音频、视频、图形图像数据处理,使多媒体
、通信处理能力得到大幅度提高。其数学及逻辑指令可支持不同的紧缩整数数据类型,对
于每一种得到支持的数据类型,这些指令都有一个不同的操作码。新的MMX技术指令采用
57个操作码完成,它涉及的功能领域有:基本的算术操作;比较操作;进行新数据类型间的
转换(紧缩数据及从小数据类型向大数据类型解压);逻辑操作;用于MMX寄存器之间的数据
转移(MOV)指令,或内存的64位、32位存取。
可以说09年的整个技术工艺的发展完全是在竞争下展开的。让我们回首一下本年度的技术发展，看一看09年都有哪些处理器技术最具影响力。
睿频技术
从08年11月酷睿i7 900系列处理器的上市开始，睿频技术就已经开始了他的推广，不过由于限定在了高端范围内，并没有使这项技术全面推广。从酷睿i7 900系列的市场占有率来
看，Intel似乎对此也并不在意，毕竟酷睿i7 900系列产品的定位较高，因此试探性的测试了解的人数较少是可以理解的。
在今年的9月，Intel正式全球发布了面向主流市场的LGA1156接口酷睿i7/i5系列处理器，虽然在接口方面进行了从新设计，但是新发布的LGA1156接口酷睿i7/i5处理器提供了较为完整的酷睿i7 900系列处理器技术（超线程技术除外），其中就包括了睿频技术。从此，该项技术也正是开始了普及之路。
介绍一下什么是睿频技术，和睿频技术所带来的好处。
●　动态超频，核心数量按需分配 睿频技术简介
目前上市的所有Nehalem架构处理器都提供了睿频技术（英文为Turbo Boost Mode），该项技术的运用可以帮助处理器在空闲时期将整体功耗降低，从而达到节能的目的，但是节能并不是睿频技术的最大亮点，其最大的亮点就在于可以视平台运行状态而定，选择性的提高一个或多个核心的运行频率，从而做到提高工作效率且降低功耗的目的。
睿频技术可以提高一个或多个核心的频率
我们以大型3D游戏为例，某些游戏可能对主频更为敏感，多核心并不能带来明显的效能提升，对处理器进行超频反而效果更好，如果这个时候开启Turbo模式，并且将TDP设定在用户所采用的散热器允许范围内，那么CPU在这个时侯可以对某颗或某两颗核心进行动态超频来提升性能。
有什么好听的歌吗睿频技术让处理器超频智能化，自动化
实现Turbo技术需要在核心内部设计一个功率控制器，大约需要消耗100万个晶体管。但这个代价是值得的，因为在某些游戏中开启Turbo模式可以直接带来10%左右的性能提升，相当于将显卡提升一个档次。值得一提的是，Extreme版本的Core i7处理器最高可以将TDP在BIOS中设定到190W来执行Turbo模式，在个别应用中进一步提升CPU时钟频率，带来效能上的提升。目前，主流的酷睿i7 750处理器在开启该技术后，可在单线程任务是将一颗核心的主频提高至3.2GHz。想必这样高的主频运行单线程任务可以说易如反掌。
超线程技术
超线程，早在2002年Intel便已经推出了这一技术，并且广泛的在奔腾4处理器中大规模应
用。采用了超线程技术的奔腾4处理器可以比原产品效能提升10%-15%左右，可见Intel对超线程技术的运用是信心满满的。
但是事实却出乎Intel的意料。首先是来自操作系统端的问题，当时微软已经发布了Windows 2000系统，然而该系统并没有加入对超线程技术的支持，虽然后来出现的Windows XP系统加入了对该技术的支持，但也最终因为应用软件端对超线程技术的优化较少而作罢。另一个问题是来自于Intel自身的奔腾4处理器。基于NetBurst架构的奔腾4处理器由于过分的追求高主频加长了流水线设计，这导致了处理器的主频虽然达到了3GHz以上，却并没有提供3GHz主频相等的性能。由于过高的流水线已经造成数据运算错误率提高，在加上超线程技术的双核模拟容易让CPU在运算时命中失败，且对带宽的惊人需求。超线程技术不但没为处理器带来更高的执行效率，反而在某些情况下降低了奔腾4处理器的性能。所以说超线程技术虽然是一个非常先进且使用的概念，但在那个时代并不适合。
早在奔腾4时代Intel就加入了HT超线程技术
成都有什么好玩的地方
进入酷睿2时代后，由于内存带宽没有获得突飞猛进，而且酷睿2处理器的短流水设计并不适合超线程技术，因此新一代的酷睿架构处理器也就取消了超线程这一概念。
随着技术的进步，Intel已经进入了45nm工艺和Nehalem架构时代，在最新的Nehalem Core i7处理中，由于对DDR3内存控制器的整合，同时引入了三通道内存技术，内存带宽得到了质的飞跃，QPI总线的引入也令处理器的带宽大幅提升。这为超线程技术的回归提供了契机，于是乎Intel在酷睿i7系列以及未来的双核酷睿i5处理器中加入了超线程技术。
Nehalem架构时代 超线程技术再次回归
此外，新一代操作系统的推出也给多线程处理器提供了施展拳脚的机会，而3D游戏以及众多的应用软件也针对多线程进行了优化，可以说超线程技术在此时回归时绝对的最佳时机。
可能看到这里依然会有众多的读者朋友会感到奇怪，这超线程技术目前只在高端酷睿i7处理器当中有所运用，并不是普通消费者能够使用到的，为何把它也列为09年最具影响力的技术之一呢？相信了解硬件的读者一定知道，处理器行业中的另一个领军企业AMD一直以来并没有为自身的处理器加入超线程技术。而AMD的高管人士甚至曾经一度认为超线程技术是影响处理器性能发挥的元凶之一。但是在看到Intel为服务器的至强以及桌面高端处理器引入超线程技术得到了超高的执行效能后，AMD内部高层承认，没有早早引入此类技术
是一项技术选择上的失误。为了能够尽快弥补这一技术缺陷，AMD已经决定在不久的将来为旗下的服务器用以及桌面级处理器引入超线程技术。可见超线程技术在酷睿i7及未来的酷睿i5中回归，影响的不仅仅是用户，更影响到了对手。在不久的几年里，也许从低端到高端的所有处理器就可以全部应用到超线程技术。
VT虚拟化技术
我们接下来要介绍的这项技术与前边的超线程技术一样，也不是09年才被创新出来的。这项技术诞生于奔腾4处理器时代，两大芯片巨头当时均已这项技术为宣传目标，但都因为受制于技术性能以及软件方面的问题没有推广开（服务器不在我们的讨论范围内）。随着09年2月，新一代操作系统Windows 7测试版的发布，这项技术才被重新挖掘出来，并且被消费者广为了解。这项技术就是虚拟化技术。学籍号怎么查?
其实我们所提到的Windows 7系统下的虚拟化系统，也仅在高级至旗舰版本才提供了，并不是所有的版本都提供了这一技术。但其带来的好处依然被广大的消费者讨论，即使消费者完全用不到这一技术，但在购买处理器的时候依然考虑到了自己所购买的产品能否提供虚拟化技术。
使用虚拟化系统运行的IE6.0浏览器
虚拟化技术到底有什么过人之处竟然让众多消费者都参入其中呢？其实要说虚拟化的用途，对企业级用户来讲实质性较强，对于普通用户来讲，虚拟化的用途目前还并没有被广泛开发。在企业级用户那里，通过虚拟化系统，企业可以集中并且共享资源，实现降低成本、优化利用率的目的。以高性能服务器为例，在系统闲置的过程中，服务器的性能会造成严重的浪费。如果通过虚拟机将服务器分为若干个部分，进行各自所需的工作，这样就可以最大化的利用服务器的全部性能，从而节省企业开支。而在一些情况下，企业甚至可以通过虚拟机出售服务器的剩余性能，从而达到利润最大化。虚拟化所提供的另外一个好处就是安全。用户可以通过虚拟网络进行数据传输，这样可以最大限度的保证网络的加密能力，提高网络环境的安全度。以上两点是对企业级用户来讲最为基本的用途。那么对普通消费者而言又会有哪些好处呢？
我们以操作系统为例。目前微软所提供的Windows操作系统的全球使用人数最多，而黑客也针对Windows系统进行的攻击行为也是最多的。如何能够保证操作系统的安全性就显得尤为重要。在虚拟化系统推出之后，用户在不确定自己手中的数据安全性的前提下，如软
件，网页等，可以通过虚拟系统来检测数据的安全性。如果发生了如病毒等问题，仅需简单的关闭虚拟系统就可以保证系统的安全性。此外，现有系统在不支持某款软件的情况下，用户也可以通过虚拟机来实现对该软件的支持。
简单的用一句话来解释虚拟化就是，可以提供最高的安全保障，并最大限度的利用系统所提供的性能的技术。形容中秋月亮的诗句
45nm工艺技术
在2007年年末，Intel正式发布了第一款采用45nm工艺制程的处理器，酷睿四核QX9650。由于运用了当时最先进的工艺技术，这款四核处理器虽然身价过万，但依然吸引了不少人的目光，因为他的出现标志着45nm工艺时代的降临。

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