【正文】 i850 的兩倍。 眾所周知， CPU 的二級緩存和內存之間的數據傳輸率始終是系統(tǒng)運行的瓶頸所在 。這樣的升級可以保證 A MD 在一個時候只制造一種處理器核心，而不是高端已經升級，低端卻仍然保留在過去的水平上，從而降低成本。 Barton 將在 2 0 02 年下半年某個時候推出，屆時， AMD 還 計劃推出它的第一個 64 位處理器 “H a m m er ”。 Cyrix Ⅲ 原名 Joshua(約書亞 )，定位于低端 市場，鋒芒直指 I n t el 的C e l e r on 處理器。 Crusoe 是一款應用于筆記本電腦和 Inter 網絡設備的新型處理器。 一、 Von Neumann (馮 . 諾依曼 )體系結構 Von Neumann 體系結構是以數學家 John Von Neumann 的名字命名的，他在20 世紀 40 年代參與設計了第一臺數字計算機 ENIAC 。外部文件存儲器包括磁盤、磁帶或日益普及的 CDROM 等，通常以記錄劃分，每個記錄是位或字節(jié)的序列。在執(zhí)行基本操作后，解釋器將重復上述循環(huán)。如果出現(xiàn)了頁錯誤 (即正確的地址不在內存中 )，則通知操作系統(tǒng)從外部存儲器讀入相應的頁。這些存儲器的初始內容定義了計算機的初始狀態(tài)，每一步程序的執(zhí)行都是通過修改存儲器的內容將當前的狀態(tài)轉換為一個新的狀態(tài)，該過程稱為狀態(tài)轉換。Intel Pentium Ⅲ Coppermine 、 Celeron Ⅱ (這不是 Intel 的官方命名，但為了和以前的兩款 Celeron 相區(qū)別，我們暫時這樣稱呼 )、 Cyrix Ⅲ 等專用的 Socket 370。 插槽 :AGP(Accelerated Graphics Port)即加速圖形端口，是主板上靠近CPU 插座的褐色插槽，它通過專用的 AGP 總線直接與北橋芯片相連，所以 AGP 顯卡的傳輸速率大大超過與其他設備共享總線的 PCI 顯卡。 硬件工程師培訓教 程（六） 第三節(jié) CPU 的相關指標 在深入了解了 C PU 的架構和生產過程后，接下來我們看看 C PU 的工作原理和相關指標。平時用戶打開電腦機箱時，總可以看見一些插槽般的東西，這些東西又叫做擴展 槽，上面可以插顯卡、聲卡之類的功能模塊，而擴展總線就是 C PU 用以聯(lián)系這些設備的橋梁。 十、采用回寫 (Write Back)結構的高速緩存 采用回寫結構的高速緩存對讀和寫操作均有效，速度較快 。一 旦其最終狀態(tài)能被確定，指令便可返回到其正常順序并保持永久的機器狀態(tài)。 與 Intel 公司的 M MX 技術側重于整數運算有所不同， 3DNow!指令集主要針對三維建模、坐標變換 和效果渲染等三維應用場合，在軟件的配合下，可以大幅度提高 3D 處理性能。 S SE 指令與 3 D N o w!指令彼此互不兼容，但 SSE 包含了 3 D N o w!技術的絕大 部分功能，只是 實現(xiàn)的方法不同。 通過提前判讀并執(zhí)行有可能需要的程序指令的方式提高執(zhí)行速度。 九、 L1 高速緩存 L1 高速緩存也就是大家經常說到的 一級高速緩存。由于內存和 CPU 之間的運行速度或多或少會有差異，因此便出現(xiàn)了二級緩存， 來協(xié)調兩者之間的差異。目前常用的是 SDRAM 插槽，有 168 個引腳。供 AMD Thunderbird 和 Duron 使用的 KT133 、 KT133A。 第一節(jié) 主板的組成 在介紹主板的性能和特點之前，有必要先簡單介紹一下主板的各主要組成部分。 因此對計算機的了解還應包括對它的動態(tài)行為，即程序執(zhí)行過程的了解。 盡管 CPU 必須等待數據，但無需額外的硬件。為了將控制權轉到程序某處，程序員可使用一些操作修改該寄存器的內容。主存儲器通常是劃分為字 (典型的是 32 位或 64 位 )或字節(jié) (每字含 4 或8 字節(jié) )的線性序列。 CPU 負責指 令的執(zhí)行，存儲器負責存放信息 (類似大腦的記憶細胞 )，輸入 /輸出設備則負責信息的采集與輸出 (類似人的眼睛和手 )。 另外 VIA 的整合型處理器 M a t t h ew 的計劃依舊，并沒有受到Intel Timna 夭折的影響。 C y r ix 所設計的 5 x 6120MHz 處理器是一款比奔騰 75 還要快的 4 86 級處理器，推翻了下一代處理器總比上一代處理器要快 的結論，不僅創(chuàng)造了一個奇跡，也延長了 4 86 處理器的生命。而 M o r g an 的繼承者是“A p p a l o o sa ”， AMD 計劃以這種 微米的處理器進軍經濟 型市場。從設計規(guī)劃上看它有能力威脅到 Intel Pentium Ⅲ 處理器的市場份額。 從技術角度分析， A M D D u r on 處理器與 I n t elC e l e r o n Ⅱ 處理器有許多類似之處，但也有著極大的不同。 2020 年 5 月 21 日 ， VIA 發(fā)布 C3 出處理器 。 1997 年 5 月 7 日 :Intel 發(fā)布 Pentium Ⅱ ，增加了更多的指令和 Cache 。 1994 年 :著名的即時戰(zhàn)略游戲 Commandamp。 1990 年 5 月 22 日 :微軟發(fā)布 Windows ，兼容 MSDOS 模式。 1985 年 :Philips 和 SONY 合作推出 CDROM 驅動器。 1980 年 :“ 只要有 1 兆內存就足夠 DOS 盡情表演了 ” ，微軟公司開發(fā) DOS 初期時說 。 喬布斯 )、 Bill Gates(比爾 基于大規(guī)模集成電路及后來的超大規(guī)模集成電路。 1965 年 :Lofti Zadeh 創(chuàng)立模糊邏輯，用來處理近似值問題。 四、集成電路為現(xiàn)代計算機鋪平道路 盡管晶體管的 采用大大縮小了計算機的體積、降低了價格 、減少了故障 ，但離用戶的實際要求仍相距甚遠，而且各行業(yè)對計算機也產生了較大的需求，生產性能更強、重量更輕、價格更低的機器成了當務之急。 三、晶體 管計算機的發(fā)展 真空管時代的計算機盡管已經步入了現(xiàn)代計算機的范疇，但因其體積大、能耗高、故障多、價格貴，從而制約了它的普及和應用。 1937 年 :英國劍橋大學的 Alan (1912 ～ 1954 年 )出版了他的論文 ，并提出了被后人稱之為 “ 圖靈機 ” 的數學模型。 1671 年 :德國數學家 Gottfried Leibniz 設計了一架可以進行乘法運算，最終答案長度可達 16 位的計算工具。 第一節(jié) 計算機的發(fā)展歷史 現(xiàn)代電子計算機技術的飛速發(fā)展，離不開人類科技知識的積累，離不開許許多多熱衷于此并嘔心瀝血的科學家的探索，正是這一代代的積累才構筑了今天的“信息大廈”。 1890 年 :美國人口普查部門希望能得到一臺機器幫助提高普查效率。 1941 年夏季 :Atanasoff 和學生 Berry 完成了能解線性代數方程的計算機，取名叫 “ABC ”(Atanasoff Berry Computer)，用電容作存儲器 ，用穿孔卡片作輔助存儲器 ，那些孔實際上是 “ 燒 ” 上去的，時鐘頻率是 60Hz，完成一次加法運算用時一秒。這是一個突破，可以多次在磁帶上存儲程序。但因為在發(fā)明微處理器時借鑒了日本公司的技術，所以日本對其專利不承認，因為日本 沒有得到應有的利益。 1967 年 :Niklaus Wirth 開始開發(fā) PASCAL 語言， 1971 年完成。其主要設計者是 UNIX 系統(tǒng)的開發(fā)者之一 Dennis Ritche。 1975 年 :Bill Gates 和 Paul Allen 創(chuàng)辦 Microsoft 公司 (現(xiàn)已成為全球最大、最成功的軟件公司 )。由 IBM 銷售的版本叫 PCDOS，由 Microsoft 銷售的叫 MSDOS 。 1985 年 12 月 :MSDOS 和 PCDOS 發(fā)布。為了促進 OS/2 的發(fā)展， Bill Gates 說 DOS 是 DOS 終結者，今后將不再花精力于此。該操作系統(tǒng)大大不同于以前的版本 ，完全脫離 MSDOS，但為照顧用戶 習慣還保留了 DOS 模式。 1999 年 2 月 22 日： AMD 公司發(fā)布 K63 400MHz 處理器。 2020 年 8 月 27 日， Intel 發(fā)布主頻高達 2GHz 的 P4 處理器。 Duron 內置的 128KB 一級緩存從數量上已經是 Celeron Ⅱ 的 4 倍，這樣在平時工作中就允許有足夠多的數據存放在一級緩 存中，一級緩存的命中率提高了，二級緩存的瓶頸就可以得到有效遏制。 M o r g an 的關鍵技 術特征有 :64KB 或 128KB 全速二級緩存 。 5 .K8 代碼為“ SledgeHammer ”(大錘 )的 K8 處理器是 AMD 與 Intel Pentium 4 競爭的下一代技術產品。但 Joshua 沒有上市，后來 VIA 將 IDT 的 WinChip4 重 新命名為 C y r i x Ⅲ ，這就是 S a m u el 。 Crusoe 芯片的開發(fā)者 Transmeta 公司在芯片研發(fā)過程中采用了一種革命性的微處理器設計方案。 Von Neumann 體系結構的特點如下 : 四、輸入 /輸出 (I/O )設備 輸入設備類似人的眼睛、耳朵和鼻子，負責信息的采集，并提交給 CPU 處理。 八、數據存取 除了操作碼，每條機器指令還需要指定操作碼所需的操作數。 另外，為了平衡主存和中央處理器間的速度差異，可使用緩存。當程序執(zhí)行結束后，最終狀態(tài)定義就是這些存儲器的內容。AMD Duron 和 Thunderbird 用的 Socket A 。 AGP 接口從最初的AGP 1x 發(fā)展到 AGP 2x 、 AGP Pro 和 AGP 4x，速度越來越快，功耗也越來越高。 CPU 的工作原理簡單地說就像是一個工廠對產品的加工過程 :進入工廠的原料 (指令 )，經過物資分 配部門 (控制單元 )的調度分配，被送往生產線 (邏輯運算單元 )，生產出成品 (處理后的數據 )后，再 存儲在倉庫 (存儲器 )中，最后等著拿到市場上去賣 (交由應用程序使用 )。 四、工作電壓 工作電壓的英文全稱是 Supply Voltage，即 CPU 正常工作所需的電壓。而采用寫通(Writethrough)結構的高速緩存，僅對讀操作有效。 第四節(jié) CPU 指令集 為了提高計算機在多媒體、 3D 圖形方面的處理和應用能力，與 C PU 處理器相對應的，各種處理 器指令集應運而生，其中最著名的 3 種便是 I n t el 公司的 MMX 、 SSE 和 AMD 的 3 D N o w!指令集。 第五節(jié) 當前 CPU 的技術特點 一、制造工藝 —— 更細的線寬 近兩年來主流 CPU 最顯著的技術特征之一就是 CPU 制造工藝的進步。 理論上這些指令對目前流行的圖像處理、浮點運算、 3D 運 算、視頻處理、音頻處理等諸多多媒 體應用起到全面強化的作用。然后，處理器再決定如何優(yōu)化執(zhí)行順序以便高效 地處理和執(zhí)行指令。 4 86 以下的 C PU 屬于低標量結構，即在這 類 C PU 內執(zhí)行一條指令至少需要一個或一個以上的時鐘周期。一般我們放在外存 (磁盤或者各種存儲介質 )上面的資料都要通 過內存，然后再進入 C PU 進行處理，所以與內存之間的通道，也就是內存總線的速度對整個系統(tǒng)的 性能就顯得尤為重要。不同插槽的引腳數量、額定電壓和性能也不盡相同。供 AMD Athlon 使用的 AMD 750 、 VIA KX133(已淘汰 )。換句話說，若換上不 同的主板和 CPU，電腦就可以從 486 變成 Pentium Ⅲ ，其他附件如顯示器、聲卡和鍵盤等基本上可以通用。 十一、計算機狀態(tài) 從靜態(tài)角度觀察一臺計算機，可以把它視為是由數據、操作和控制結構等組成的一個完整的系統(tǒng)。如果僅在硬件中采用簡單的存取管理機制，則在整個程序的執(zhí)行過程中數據都被存放在內存中，每個時刻只有一個程序被運行。 七、順序控制 在機器語言程序中下一條要被執(zhí)行的指令通常是由程序地址寄存器 (也稱為指令計數器 )的內容確定的。 三、存儲器 每臺計算機都有 3 個主要的數據存儲部件 :主存儲器、高速寄存器和外部文件存儲器。從大的方面來分，硬件包括CPU(Central Processing Unit ——中央處理器 )、存儲器和輸入 /輸出設備幾個部分。支持 1 3 3 M Hz 前端總線頻率、 3 D N ow！和MMX 多媒體指令集。早在 486 時代， C y r ix 便紅 極一時，甚至儼然已經可以和當時的 I n t el 分庭抗禮。既然 AMD 以前把 2020 年初的奮斗目標定在 2GHz，我們就有理由相信 Thoroughbred 將 是 2GHz 的產品。 3 .P a l o m i no 和 M o r g a n(摩根馬 ) Palomino 處理器是 AMD 對 Intel Pentium 4 處理器的回應，而且很有意思的是發(fā)布的時候它居然 被叫做了 Athlon