Question

内核是叫CPU吗？

Answer 1

核心（Die）又称为内核，是CPU最重要的组成部分。CPU中心那块隆起的芯片就是核心，是由单晶硅以一定的生产工艺制造出来的，CPU所有的计算、接受/存储命令、处理数据都由核心执行。各种CPU核心都具有固定的逻辑结构，一级缓存、二级缓存、执行单元、指令级单元和总线接口等逻辑单元都会有科学的布局。 为了便于CPU设计、生产、销售的管理，CPU制造商会对各种CPU核心给出相应的代号，这也就是所谓的CPU核心类型。 不同的CPU（不同系列或同一系列）都会有不同的核心类型（例如Pentium 4的Northwood，Willamette以及K6-2的CXT和K6-2+的ST-50等等），甚至同一种核心都会有不同版本的类型（例如Northwood核心就分为B0和C1 等版本），核心版本的变更是为了修正上一版存在的一些错误，并提升一定的性能，而这些变化普通消费者是很少去注意的。每一种核心 类型都有其相应的制造工艺（例如0.25um、0.18um、0.13um以及0.09um等）、核心面积（这是决定CPU 成本的关键因素，成本与核心面积基本上成正比）、核心电压、电流大小、晶体管数量、各级缓存的大小、主频范围、流水线架构和支持 的指令集（这两点是决定CPU实际性能和工作效率的关键因素）、功耗和发热量的大小、封装方式（例如S.E.P、PGA、FC-PGA、FC-PGA2等等）、接口类型（例如Socket 370，Socket A，Socket 478，Socket T，Slot 1、Socket 940等等）、前端总线频率（FSB）等等。因此，核心类型在某种程度上决定了CPU的工作性能。 一般说来，新的核心类型往往比老的核心类型具有更好的性能（例如同频的Northwood核心Pentium 4 1.8A GHz就要比Willamette核心的Pentium 4 1.8GHz 性能要高），但这也不是绝对的，这种情况一般发生在新核心类型刚推出时，由于技术不完善或新的架构和制造工艺不成熟等原因，可能 会导致新的核心类型的性能反而还不如老的核心类型的性能。例如，早期 Willamette核心Socket 423接口的Pentium 4的实际性能不如Socket 370接口的Tualatin核心的Pentium III和赛扬，现在的低频Prescott核心Pentium 4的实际性能不如同频的Northwood核心Pentium 4等等，但随着技术的进步以及CPU制造商对新核心的不断改进和完善，新核心的中后期产品的性能必然会超越老核心产品。 CPU核心的发展方向是更低的电压、更低的功耗、更先进的制造工艺、集成更多的晶体管、更小的核心面积（这会降低CPU的生产成本从而最终会降低CPU 的销售价格）、更先进的流水线架构和更多的指令集、更高的前端总线频率、集成更多的功能（例如集成内存控制器等等）以及双核心和 多核心（也就是1个CPU内部有2个或更多个核心）等。CPU核心的进步对普通消费者而言，最有意义的就是能以更低的价格买到性能更强的CPU。 在CPU漫长的历史中伴随着纷繁复杂的CPU核心类型，以下分别就Intel CPU和AMD CPU的主流核心类型作一个简介。主流核心类型介绍（仅限于台式机CPU，不包括笔记本CPU和服务器/工作站CPU，而且不包括比较老的核心类型）。 Intel CPU的核心类型 : Tualatin 这也就是大名鼎鼎的“图拉丁”核心，是Intel在Socket 370架构上的最后一种CPU核心，采用0.13um制造工艺，封装方式采用FC-PGA2和PPGA，核心电压也降低到了1.5V左右，主频范围从1GHz到1.4GHz，外频分别为100MHz（赛扬）和133MHz（Pentium III），二级缓存分别为512KB（Pentium III-S）和256KB（Pentium III和赛扬），这是最强的Socket 370核心，其性能甚至超过了早期低频的Pentium 4系列CPU。 Willamette 这是早期的Pentium 4和P4赛扬采用的核心，最初采用Socket 423接口，后来改用Socket 478接口（赛扬只有1.7GHz和1.8GHz两种，都是Socket 478接口），采用0.18um制造工艺，前端总线频率为400MHz， 主频范围从1.3GHz到2.0GHz（Socket 423）和1.6GHz到2.0GHz（Socket 478），二级缓存分别为256KB（Pentium 4）和128KB（赛扬），注意，另外还有些型号的Socket 423接口的Pentium 4居然没有二级缓存！核心电压1.75V左右，封装方式采用Socket 423的PPGA INT2，PPGA INT3，OOI 423-pin，PPGA FC-PGA2和Socket 478的PPGA FC-PGA2以及赛扬采用的PPGA等等。Willamette核心制造工艺落后，发热量大，性能低下，已经被淘汰掉，而被Northwood核心所取代。 Northwood 这是目前主流的Pentium 4和赛扬所采用的核心，其与Willamette核心最大的改进是采用了0.13um制造工艺，并都采用Socket 478接口，核心电压1.5V左右，二级缓存分别为128KB（赛扬）和512KB（Pentium 4），前端总线频率分别为400/533/800MHz（赛扬都只有400MHz），主频范围分别为2.0GHz到2.8GHz（赛扬），1.6GHz到2.6GHz（400MHz FSB Pentium 4），2.26GHz到3.06GHz（533MHz FSB Pentium 4）和2.4GHz到3.4GHz（800MHz FSB Pentium 4），并且3.06GHz Pentium 4和所有的800MHz Pentium 4都支持超线程技术（Hyper-Threading Technology），封装方式采用PPGA FC-PGA2和PPGA。按照Intel的规划，Northwood核心会很快被Prescott核心所取代。 Prescott 这是Intel最新的CPU核心，目前还只有Pentium 4而没有低端的赛扬采用，其与Northwood最大的区别是采用了0.09um制造工艺和更多的流水线结构，初期采用Socket 478接口，以后会全部转到LGA 775接口，核心电压1.25-1.525V，前端总线频率为533MHz（不支持超线程技术）和800MHz（支持超线程技术），主频分别为533MHz FSB的2.4GHz和2.8GHz以及800MHz FSB的2.8GHz、3.0GHz、3.2GHz和3.4GHz，其与Northwood相比，其L1 数据缓存从8KB增加到16KB，而L2缓存则从512KB增加到1MB，封装方式采用PPGA。按照Intel的规划，Prescott核心会很快取代Northwood核心并且很快就会推出Prescott核心533MHz FSB的赛扬。 AMD CPU的核心类型: Athlon XP的核心类型 Athlon XP有4种不同的核心类型，但都有共同之处：都采用Socket A接口而且都采用PR标称值标注。 Palomino 这是最早的Athlon XP的核心，采用0.18um制造工艺，核心电压为1.75V左右，二级缓存为256KB，封装方式采用OPGA，前端总线频率为266MHz。 Thoroughbred 这是第一种采用0.13um制造工艺的Athlon XP核心，又分为Thoroughbred-A和Thoroughbred-B两种版本，核心电压1.65V-1.75V左右，二级缓存为256KB，封装方式采用OPGA，前端总线频率为266MHz和333MHz。 Thorton 采用0.13um制造工艺，核心电压1.65V左右，二级缓存为256KB，封装方式采用OPGA，前端总线频率为333MHz。可以看作是屏蔽了一半二级缓存的Barton。 Barton 采用0.13um制造工艺，核心电压1.65V左右，二级缓存为512KB，封装方式采用OPGA，前端总线频率为333MHz和400MHz。 新Duron的核心类型 AppleBred 采用0.13um制造工艺，核心电压1.5V左右，二级缓存为64KB，封装方式采用OPGA，前端总线频率为266MHz。没有采用PR标称值标注而以实际频率标注，有1.4GHz、1.6GHz和1.8GHz三种。 Athlon 64系列CPU的核心类型 Clawhammer 采用0.13um制造工艺，核心电压1.5V左右，二级缓存为1MB，封装方式采用mPGA，采用Hyper Transport总线，内置1个128bit的内存控制器。采用Socket 754、Socket 940和Socket 939接口。 Newcastle 其与Clawhammer的最主要区别就是二级缓存降为512KB（这也是AMD为了市场需要和加快推广64位CPU而采取的相对低价政策的结果），其它性能基本相同。 至于CPU最强的内核，在笔记本方面， Dothan 是当前最强的内核，而台式电脑方面，Intel Prescott是很强的内核，AMD Athlon 64系列CPU的核心类型Clawhammer、Newcastle也很强。

Answer 2

不是，内核是CPU的核心，并不是直接指CPU。

1. CPU的中间就是平时称作核心芯片或CPU内核的地方，这颗由单晶硅做成的芯片可以说是电脑的大脑了，所有的计算、接受/存储命令、处理数据都是在这指甲盖大小的地方进行的。

2. 绝大多数CPU都采用了一种翻转内核的封装形式，也就是说平时所看到的CPU内核其实是这颗硅芯片的底部，它是翻转后封装在陶瓷电路基板上的，这样的好处是能够使CPU内核直接与散热装置接触。

3. 为了便于CPU设计、生产、销售的管理，CPU制造商会对各种CPU核心给出相应的代号，这也就是所谓的CPU核心类型。
   

Answer 3

Intel 的处理器，自 Pentium Pro 开始，就采用 P6 Bus 架构的 GTL+ 讯号作为 I/O 技术，时至今天的 Pentium D, Core 2 处理器己改良为 AGTL+ 讯号，将讯号提升至 QBM 模式以四倍的速度作传送，以增加其 I/O 的能力。最新的 Core 2 Duo 及下一代的 45nm 处理器己用上 1333 MHz 及 1600 MHz 的 FSB 外频，以 32-bit 作 I/O，提供最高 10.6GB/s 及 12.8GB/s 带宽与北桥沟通，而北桥则主要作为处理器、显示咭及内存的桥梁，其复杂度不逊于处理器的设计。不过在这个设计下，显示咭必须经由 PCI-E 传送资料至北桥，然后再分配到处理器及内存的工作，这样就会出现樽颈现象，尤其在多核心的处理器运作下，樽颈现象更为明显。 由于处理器走向多核心的发展方向，单一核心己不能应付大量的运算需求，在多核心的情况下，I/O 数据越高问题就越严重，虽然 Core 2 处理器的效能表现不俗，可是 FSB 技术己到达极限，Intel 只能不断的提升 FSB 的频率以增加宽阔，可是由于 AGTL+ 讯号是并联讯号，频率增加会做成讯号干扰，而且线路的长度也不能太远，频率越高稳定性就不能保证，以目前的技术来说，以 400 MHz QBM (1600 MHz) 己是最成熟的技术。 至于AMD 早就于 K8 处理器中放弃了 FSB 技术而自行开发出 HyperTransport 作为 I/O 技术，并将内存控制器也内建立处理器之内，这样北桥的工作就变得简单，只作为一个 HyperTransport Bridge 的中转站，虽然只有 8GB/s 的带宽也足以应付显示咭及 PCI-E 的负载量，这在多处理器和多核心的情况下优势更为明显。 有见及此，Intel 在上月的 IDF 上，正式透露其下一代的 Nehalem 处理器会改用全新的 I/O 技术名为 Intel QuickPath (早前称之为 CSI, Common System Interface)。Intel QuickPath 相比起 HyperTransport，在技术上可谓大同小异，同样都改用了串联方式作为讯号的传送，Intel QuickPath 采用了 LVDS 讯号技术，可保证在高频率下仍能保持稳定性。QuickPath 的每一条 Lanes 可传送 20-bit 数据，可以有 4.8-6.4 GT/s 的负载能力，即 12-16 GB/s 带宽，在双向的模式下最高可有 24-32 GB/s 的带宽，比 HT 1.1 及 2.0 还要高，不过还是未能及得上 K10 所采用的 HT 3.0 最高可达 41.2GB/s。但 Intel 称 QuickPath 拥有更低的 Latency 及更良好的架构，以 Protocol、Transport、Routing、Link 及 Physical 五层去处理不同的数据，操作好像 TCP/IP 的协议一样，而 HT 只是以 Clock Forwarding 的模式操作。 Intel QuickPath 技术将会首先采用于下一代的 Nehalem 处理器，首先会推出 Xeon 及 Itanium 平台，而桌面版本最快可能要到 2009 年才会出现市场。由于 Intel QuickPath 跟 FSB 技术完全改变，所以目前没有一款芯片组可以支持，到时可以又再掀起另一个换机热潮。