1、CPU核心技术揭密 1. Socket PC 机从 386 时代开始普遍使用 Socket 插座来安装 CPU，从 Socket 4、 Socket 5、 Sock et 7 到现在的 Socket 370。 以我们最常见的 Socket 7 为例，它是方形多针角零插拔力插座，插座上有一根拉杆 ，在安装和更换 CPU 时只要将拉杆向上拉出，就可以轻易地插进或取出 CPU 芯片了。 Sock et 7 插座适用范围很广，不但可以安装 Intel Pentium、 Pentium MMX，还可以安装 AMD K5、 K6、 K6-2、 K6-III、 Cyrix MII 等等处理器。 与 Sock
2、et 7 搭配的主板芯片组主要有 Intel VX、 HX、 TX， VIA VP2、 VP3 等，它们支 持的 CPU外部频率一般为 66、 75 以及 83MHz，其中 VX、 TX 和 VP3 除了支持普通的 SIMM（ 72 线 内存）外，还支持 DIMM（ 168 线内存）， VIA的 VP3 芯片组更是支持 AGP 图形接口标准。 随后出现的 Super 7 标准是在 Socket 7 基础上发展起来的，与后者相比， Super 7 结 构增加了对处理器 100MHz 外频、 AGP 的支持，其代表产品为 VIA的 MVP3 芯片组， Super 7 架 构可以支持 AMD K6-
3、2、 K6-III 处理器。 2. Slot 我们先来看看 Slot 1，这种接口方式是由 Intel 提出的，它是一个狭长的 242 引脚的 插槽，可以支持采用 SEC（单边接触）封装技术的 Pentium II、 Pentium III 和 Celeron 处 理器，除了接口方式不同外， Slot 1 所支持的特性与 Super 7 系统没有什么太大的差别。 Intel LX、 EX 和 Intel BX、 VIA Apollo Pro 芯片组是其中的代表，前两种最高只能达到 83MHz 外频，而后两者可以支持最高到 150MHz 的外频。 Slot 2 接口标准与 Slot 1 类似，不
4、过它是面向高端服务器市场的，与其搭配的主板 芯片组为 Intel GX、 NX，处理器为 Xeon 至强。 与 Slot 1、 Slot 2 不同， Slot A 接口标准是由 Intel 的竞争对手 AMD 提出的，它支持 AMD K7 处理器，与其搭配的芯片组为 AMD 自己的 AMD 751 芯片， VIA作为非 Intel 阵营的战 士之一，届时也会有支持 K7 的芯片组问世。虽然从外观上看 Slot A 与 Slot 1 十分相像， 但是由于它们的电气 性能不同，两者并不兼容。 CPU制造工艺 早期的处理器都是使用 0.5 微米工艺制造出来的，随着 CPU频率的增加，原有的工艺 无法
5、满足产品的要求，这样便出现了 0.35 微米以及现在普遍使用的 0.25 微米工艺，不久 以后， 0.18 微米和 0.13 微米制造的处理器产品也将面世。另外一方面，现在的芯片内部 都是使用铝作为导体，但是由于芯片速度的提高，芯片面积的缩小，铝线已经接近其性 能极限，所以芯片制造厂商必须找出更好的能够代替铝导线的新的技术，这便是我们常 说的铜导线技术。铜导线与铝导线相比，有很大的优势，具体 表现在其导电性要优于铝 ，电阻小，所以发热量也要小于现在所使用的铝，从而可以有效地提高芯片的稳定性， 此外，采用 0.18 或 0.13 微米制造工艺以后，处理器的频率可以得到进一步的提高，处理 器面积则
6、可以进一步减小，因此，铜导线技术全面取代铝导线技术是必然的趋势。 缓存技术 缓存就是指可以进行高速数据交换的存储器，它先于内存与 CPU交换数据，因此速度 极快，所以又被称之为高速缓存。与处理器相关的缓存一般分为两种， L1 缓存，也称片 内缓存，和 L2 缓存， Pentium 时代的处理器把 L1 缓存集成在 CPU内部， 而 L2 缓存则在主板 上以与 CPU 外频相同的频率下工作。 到了 Slot 1 时代， Pentium II 处理器的缓存封装方式与旧的 Socket 7 架构完全不同 ，它的 L2 缓存做到了处理器上，并以处理器速度一半的频率工作，这便是 Intel 引以为荣 的
7、双独立总线结构。在这种结构中，一条总线联接 L2 高速缓存，另一条负责系统内存， 这样便使整个系统的速度得到了很大的提高。 AMD K7 也使用这种缓存技术。 Inte Celer on 处理器与 Pentium II 不同，它的 L2 缓存很小，只有 128K（ PII 是 512K），但是 它们集成 在 CPU内存，与处理器同频工作，这就是为什么便宜的 Celeron 有时候比昂贵的 Pentium II 性能还要好的原因。 AMD 在其 Super 7 平台的最后一个产品 K6-III 中首次使用了三级缓存技术，它包括一 个全速 64KB L1 缓存，一个内部全速 256KB缓存，还有主
8、板上的运行在 100MHz 频率下的L3 缓存，这种三级缓存技术使得 K6-III 的性能有很大提高，与同频的 Pentium II 相比，其 速度也要略快一畴。 看缓存技术的发展， L2 缓存全内置并与处理器同频工作是大趋势，在 Intel 的 最新处 理器 Coppermine 中， 256KB L2 缓存就是这样工作的。 指令集 为了提高计算机在多媒体、 3D 图形方面的应用能力，许多处理器指令集应运而生， 其中最著名的三种便是 Intel 的 MMX、 SSE 和 AMD 的 3D NOW!指令集。 MMX 指令集是 Intel 与 1996 年发明的一项多媒体指令增强技术，其英文名称
9、可以翻译 为“多媒体扩展指令集”，它包括 57 条多媒体指令，这些指令可以一次处理多个数据， 还可以在处理结果超过实际处理能力的时候也能进行正常处理，这样在软件的配合下， 就可以得到更好的性 能。 SSE 指令是 Intel 在 Pentium III 处理器中首先推出的，它有 70 条指令，其中包含提高 3D 图形运算效率的 50 条 SIMD 浮点运算指令、 12 条 MMX 整数运算增强指令、 8 条优化内存中 连续数据块传输指令。理论上这些指令对目前流行的图像处理、浮点运算、 3D 运算、视 频处理、音频处理等诸多多媒体应用起到全面强化的作用。 SEE 指令与 3D Now!指令彼此 互不兼容，但 SSE 包含了 3D Now!技术的绝大部分功能，只是实现的方法不同。 SSE 兼容M MX 指令，它可以通过 SIMD（单指令多数据技术）和单时 钟周期并行处理多个浮点数据来 有效的提高浮点运算速度。 由 AMD 发明的 3D Now!指令出现在 SSE 指令之前，并被广泛应用与 K6-2、 K6-III 以及 K 7 处理器上，该技术其实是 21 条机器码的扩展指令集。与 MMX 技术侧重的整数运算不同， 3D Now!主要针对三维建模、坐标变换、效果渲染等三维应用场合，在软件的配合下，可 以大幅度提高 3D 处理性能。
