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笔记本常见参数的简单科普(cpu处理器篇)你都知道吗?

lipiwang 2025-03-23 20:58 4 浏览 0 评论

cpu处理器篇

x86处理器的主要参数有型号,构架,频率,核心/线程数,指令集,缓存,tdp等。

1、型号及命名(这段不是重点,不想看的跳过)

目前在笔记本处理器里intel一家独大,amd几乎没什么拿得出的型号。

amd方面,我本身也不特别了解,反正记住a10>a8>a6>a4就好,fx系列大概相当于apu的a10,即使是a10也低于intel的低压i5。

intel方面:

性能上,标压i7>标压i5>低压i7>低压i5>i3>赛扬(奔腾)>凌动atom。core m不好说,定位是i7,性能上肯定小于低压i5大于atom,主打低功耗。

命名上,以i7 4702hq为例,第一位“4”代表这是第四代酷睿处理器。第二位“7”是产品定位,最高端是“9”,最低是“1”。第三位是步进及集显,一般“0”到“3”代表频率提升,“5”以上是高级核显,再提也是频率提升,好像也有反例。第四位“2”代表节能版tdp为37w,“0”代表普通版tdp为47w,在i5中代表37w,在低压中代表15w,“8”代表tdp为28w。“h”代表不可拆卸的标压,“m”代表可更换的标压,“u”代表低压。“q”代表是4核,不写就是2核,i7也有2核的。

.我自己都看晕了,其实命名不要太在意,性能对比cpu天梯图,很直观。

2、频率

同构架比主频是衡量cpu性能的一种非常直观的方式,只是注意不同构架不能直接比(每一代构架几乎都是同频性能提升)。

cpu的频率有主频,倍频,外频三个部分。

主频=倍频x外频。

主频即cpu内核工作的时钟频率(CPU Clock Speed),表示的是cpu内数字脉冲信号震荡的速度,由于不同构架下cpu脉冲信号的运行方式不同,可能会出现高主频低运算性能的情况。

外频即系统总线的工作频率,是cpu与主板间的同步运行速度。最近的处理器的外频普遍是100MHz。外频和前端总线(FSB)频率容易混,前端总线频率是cpu和北桥间的连接速度(现在cpu已经整合北桥),更实质的表现cpu与外界传输的速度,外频为整块主板的系统时钟频率。前端总线这个概念已经渐渐消失了(除了农企fx系列),想详细了解的自己百度吧。

倍频指主频和外频之间的相对比例关系,最早主频和外频是一样的,后来有了倍频才使cpu有较大的性能提升。由于有睿频及降频,倍频并不是一个定值,是一个范围,超频即拉高倍频。

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如下图i7 4710mq,外频是100MHz,倍频是8到35,即主频范围是0.8GHz到3.5GHz

3、核心数/线程数

核心数很容易理解,window2000以后的系统支持多核心,系统通过在多个执行内核间划分任务,极大的提高了cpu的运行效率。

线程是程序执行流的最小单元,这个涉及系统,不详谈,想了解的自己百度。2001年intel提出了超线程技术,使单个物理核心可以同时处理多个线程,进一步提高了cpu运行效率。最早出现在2002年的奔腾4中,但到了core i7才真正把超线程技术发扬光大。现阶段超线程技术非常成熟,在日常中,有几个线程可以说是平时的几核处理器。8线程不如物理8核,但是比物理4核强得多。

主流i7大多4核8线程(不是全部),桌面i5是4核4线程,笔记本i5是2核4线程,i3大多是2核4线程。amd方面都是物理核心,暂不支持超线程技术。

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下图是桌面e7,有几个框框(线程)自己数

4、缓存

CPU缓存(Cache Memory)是位于CPU与内存之间的临时存储器,CPU内缓存的运行频率极高,工作效率远远大于内存。目前的CPU拥有一级、二级和三级缓存(L1 L2 L3 Cache),部分处理器还拥有四级缓存(集显的显存)。

一级缓存(L1 Cache)位于CPU内核的旁边,是与CPU结合最为紧密的CPU缓存,可以分为一级数据缓存(Data Cache,D-Cache)和一级指令缓存(Instruction Cache,I-Cache)。二者分别用来存放数据以及对执行这些数据的指令进行即时解码。大多数CPU的一级数据缓存和一级指令缓存具有相同的容量。

二级缓存(L2 Cache)是CPU的第二层高速缓存,分内部和外部两种芯片。内部的二级缓存运行速度与主频相同,而外部的二级缓存则只有主频的一半。L2高速缓存容量原则是越大越好,现在家庭用CPU容量最大的是4MB,而服务器可以达到19MB。

三级缓存(L3 Cache)是为读取二级缓存后未命中的数据设计的—种缓存,在拥有三级缓存的CPU中,只有约5%的数据需要从内存中调用,这进一步提高了CPU的效率,常见cpu都有三级缓存(除了amd的少数处理器)。三级缓存早期的是外置,截止2012年都是内置的。它可以进一步降低内存延迟(比内存速度快),同时提升大数据量计算时处理器的性能。

四级缓存(L4 Cache)是最近才有的。其本质是给CPU中整合的的核显使用,当作临时显存。这个四级缓存对于核显的性能提升比较显著,但是对于CPU原本的计算则没有影响。

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L1和L2都是和核心数成正比,仅L3缓存在低端CPU上进行阉割处理。

依旧拿i7 4710mq做例子,一级指令缓存和一级数据缓存都是每核心32KB,二级缓存每核心256KB,三级缓存6MB

小编:(APU系列的(包括无核心显卡的)才没有2L,但是AMD几乎全线产品,L2都比Intel的L2要大得多,FX8XXX更是有8M,至于Intel,过了酷睿2之后,就把L2降低了不少,转而更注重性能和成本都更低的L3。)

5、构架及制程

这里谈的构架不是大的构架(除了atom全是x86),是cpu厂商给一个系列的cpu定的一个规范,主要目的是区分不同种类的cpu。(ps:amd之所以叫农企,应该是因为它的cpu构架名称,什么打桩机、推土机、挖掘机之类)一般来说,换构架就会带来同频性能提升,所以不同构架的cpu之间不能直接比主频。

制程即工艺,是集成电路中电路与电路间的距离,换工艺是一定会换构架名称的,目前intel低压处理器是14nm,标压22nm,amd最低28nm。工艺的提升会带来功耗的下降,这一点我举一个例子,比如一根电阻长10cm功耗一定,1cm工艺就是分出来10个处理核心,5mm工艺就是分出来20个处理核心,要是同性能的话只需要5cm就够用,功耗下降一半(仅仅是个比喻,实际复杂的多)。工艺的提升也会带来漏电的问题,晶体管间距离变小就更容易漏电。

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一般认为5nm是工艺的极限,因为单个硅原子直径也有0.23nm,再低的话漏电将不可控制。以后计算机的进步得靠换工作原理了。

6、TDP及睿频

TDP(Thermal Design Power)即散热设计功耗,表示cpu在满负荷时可以达到的最大发热量,散热器必须保证cpu在功耗等于TDP时把cpu的温度控制在理想范围内。由于cpu的功耗在不断变化中,tdp与实际功耗没有直接关系,对于cpu的睿频关系很大。

睿频即处理器的瞬时功耗小于tdp且需要较大负载时,拉高倍频来提供短时间更大性能的一种cpu运行机制。睿频技术使tdp分为短时睿频tdp和长时睿频tdp,日常标注的是长时睿频tdp。

短时睿频tdp与厂商有关,是cpu睿频加速的第一个限制值,cpu短时睿频功耗如果没有超过这个值则睿频可以继续,有一个短时睿频限制时间(也与厂商有关),如果超过睿频时间则功耗限制改为长时睿频tdp。

长时睿频tdp即平时看到的tdp,是cpu长时间持续负载时允许达到的最大功耗值,由于不同cpu的体制不同,达到tdp的频率也不同。

限制睿频的除了tdp还有温度墙,温度墙即厂商设置的cpu最高温度,一旦达到温度墙,cpu会关闭睿频并持续降频到温度可以控制在温度墙之内。

7.指令集

指令集是存储在CPU内部,对CPU运算进行指导和优化的硬程序。CPU依靠指令来自计算和控制系统,每款CPU在设计时就规定了一系列与其硬件电路相配合的指令系统。指令的强弱也是CPU的重要指标,指令集是提高微处理器效率的最有效工具之一。不同的指令集,对CPU的某些方面产生特定的优化,例如AVX指令集理论上使CPU内核浮点运算性能提升到了2倍。一般说来,指令集支持越多,其CPU执行效率越高。Intel和AMD的CPU指令集不完全相同,因而对每个程序的执行效率也不同。

新架构往往会添加新的指令集支持。在同一代CPU中,为了区分CPU性能高低,也往往在低端CPU上减少对新指令集的支持。

不过,新指令集并不代表会带来性能的提升。新指令集需要相应的程序支持使用,才能得到应用,提高CPU的使用效率。因此,有时候我们并不用担心新指令集的缺少带来的性能损失。

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对于指令集就是了解就好,x86构架与arm构架一个主要区别就是x86是复杂指令集构架,arm是精简指令集构架。精简指令集构架显得主频更高,但是特定程序运行效率更低。

下图是4770k与3770k的对比,4770k增加了几个指令集。

笔记本常见参数的简单科普(GPU显卡篇)你都知道吗?

文/litiedang

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