英特爾CPU及其應用

朱迅

摘 要 決定電腦性能好壞的一個重要標準就是處理器，目前市場上處理器的主流供應商是英特爾公司，本文簡要概述了英特爾CPU的起源以及目前的發(fā)展現(xiàn)狀，較為詳細的介紹了英特爾CPU的一些核心技術如：睿頻、超線程、VT虛擬化等，以及英特爾CPU在奔騰、賽揚、酷睿上的應用。

【關鍵詞】英特爾 CPU 酷睿 賽揚 奔騰

1 英特爾CPU簡介

英特爾集團目前是世界規(guī)模最大的芯片供應商，創(chuàng)立于20世紀70年代。英特爾集團研制的處理器稱作CPU 。CPU（Central Processing Unit）中央處理器的縮寫，主要包括控制器以及計算器兩個部分。CPU相當于我們?nèi)梭w的心房，它的穩(wěn)定與否直接決定了計算機的運轉效果。

2 英特爾CPU發(fā)展現(xiàn)狀

英特爾芯片已占領了中國90%的市場，自1982年以來先后推出“286”芯片組合、酷睿CPU組合、賽揚CPU組合、奔騰11級CPU組合、奔騰D級CPU組合、奔騰M級CPU組合。今年5月英特爾發(fā)布了首款5G特制解調(diào)CPU，該款CPU的應用情景多樣，可在無人駕駛汽車、家庭移動網(wǎng)絡，以及嵌入式電子儀器中應用。

3 英特爾CPU核心技術

3.1 睿頻技術

當我們操作電腦，每啟動一個程序。處理器主動提速至對應的功率，而原始運轉速度能提高15%左右，確保程序順利運轉。處理器面對繁雜重復使用時，能主動提升運行主頻用來提高運行速度，解決對性能要求更大的多內(nèi)容處置；轉換工作狀況時，當電腦的內(nèi)存在運行，處理器轉換至節(jié)能情況。利用高效算法提升處理器速率，依據(jù)應用需求來最高限度提升機器效率。利用人工智能算法、數(shù)理模擬以及渲染需求解決多線程情況，能為客戶帶來更快速、更真實的游戲體驗。

3.2 超線程技術

超線程技術英文全稱Hyper-Threading，簡稱HT。英特爾公司于2001年10月15日在美國圣諾塞召開的Microprocessor Forum 2001上，公開了該公司正在開發(fā)的微處理器提速技術“Hyper-Threading”技術的概要。當前穩(wěn)定的超線程是實時的一種多線程情況，CPU通過復制處理器上的構造組態(tài)，使一個處理器內(nèi)的許多線程同時實行共同利用中央的運行資源。

（1）對于操作系統(tǒng)而言，超線程處理器的性能表現(xiàn)得如同兩個獨立的處理器一樣。由于大部分的操作系統(tǒng)都支持多處理器，因此操作系統(tǒng)采用超線程處理器時可以實現(xiàn)性能加倍。

（2）具備多計算能力的應用程序，超線程CPU被視為兩個分離的邏輯算法。應用程序可直接調(diào)用這些分離的邏輯算法進行處理。

3.3 VT虛擬化技術

英特爾已經(jīng)發(fā)布了七款支持VT（Virtualization Technology）技術的處理器-奔騰4672，662，奔騰D920，930，940，950，奔騰EE 955。這些方法相當于把一個CPU復制了多份，使其能像多個CPU同時一起運算，可以讓一臺電腦同步安裝許多操作系統(tǒng)并同時同步操作。VT虛擬化技術不是最近才出的新科技，很多年以前，市場上已有許多程序可以實現(xiàn)虛擬多系統(tǒng)的效果，例如VM軟件、虛擬 PC等，通過這種技術可單CPU仿真以及多CPU并發(fā)，可以實現(xiàn)單機同時運行多操作系統(tǒng)。在虛擬狀態(tài)下有兩種工作模式：路徑操作和非路徑操作。啟動虛擬狀態(tài)，虛擬機必須解譯相關指令來調(diào)入VMM軟件，VMM軟件解譯VMLAUNCH指令控制連入的所有虛擬機，采用相關退出指令結束狀態(tài)。若要結束虛擬狀態(tài)，用戶可通過VMM程序解譯VMXOFF指令。

4 英特爾CPU應用

裝機選英特爾的用戶非常的多，英特爾CPU相比其它供應商在使用上有更高的穩(wěn)定性。熟悉英特爾計算器品種后，英特爾計算器對應不同應用場景有不同市場劃分，賽揚針對的是低端入門級上的應用，奔騰則針對中低端的計算器，酷睿針對高端計算器。因此酷睿是最好的，其次是奔騰、賽揚。

4.1 英特爾CPU在奔騰電腦中的應用

奔騰（Pentium）：定位于廣大游戲娛樂客戶以及少數(shù)家用客戶，以及對文件處理速度要求較高的辦公用戶。奔騰組合CPU的主要特點是性價比高，主要缺點是，有高不成低不就之嫌。P54C象征著奔騰在每一個早期電腦用戶中有不可替代的地位，奔騰電腦內(nèi)包含的晶體管多達6400k，計時頻率從最早上市的58MHz-68MHz，已經(jīng)提升至210MHz。即便是最早版本的65MHz的奔騰電子芯片，其計算能力也比36MHz的80496DC增強了5倍左右，而130MHz的奔騰則比33MHz的80486DX要快6至8倍。

4.2 英特爾CPU在酷睿電腦中的應用

酷睿（Core）：定位于中高級別的游戲客戶群體，以及中高檔的企業(yè)客戶，極受游戲玩家推崇。英特爾在早期酷睿的基礎上分出了i3、i5、i7三個組合，i3針對中端，i5針對中高端，而i7針對高端。英特爾CPU在酷睿中的構造，具有十分先進的構造，科技感爆棚，最早這樣開發(fā)是為了擁有突出的功能和產(chǎn)能，提高每瓦特性能，也就是所謂的能效比。英特爾CPU在酷睿中的構造主要定位服務器、大型臺式計算機和游戲本電腦等等。多種計算器通過了多核改良，許多實際平臺和設備獲得了極大提升：服務器運行更為高效，企業(yè)相關運營維護成本得以減少，CPU的穩(wěn)定保障了企業(yè)實際日常中正常生產(chǎn)。

4.3 英特爾CPU在賽揚電腦中的應用

賽揚（Celeron）：定位于要求不高的客戶，在低檔日常機市場占比很大。最早賽揚常常在相同制作工藝的奔騰計算器以后發(fā)布，這象征著在制造工藝上賽揚更能代表性能穩(wěn)定的制作技藝；此外賽揚生產(chǎn)規(guī)制流程極大簡化。在實際使用中主要用到二級的緩存容量，但在超頻階段，隨著緩存容量越來越小，剩余可用空間往往越來越大。 賽揚M350之后的計算器的超頻能力都十分強勁，因此，對外頻達到155MHz的賽揚M而言，250MHz的外頻已經(jīng)成為了這些計算器的目標。

5 總結

英特爾是當前CPU市場占有份額第一的企業(yè)，本文分析了英特爾在CPU上的一些核心技術如：睿頻技術、超線程技術、VT虛擬化技術等，和intel在CPU上的一些應用分類如：酷睿、奔騰、賽揚等。隨著CPU架構逐步從64位過度到128，且操作系統(tǒng)和128位編譯技術以及相關軟件的大力普及，過渡期時間逐步減少。

參考文獻

[1]寇曉斌.主流處理器體系結構與架構發(fā)展現(xiàn)狀綜述[J].微型機與應用，2014（16）：1-2+5.

[2]邵劍.基于PowerPC架構的高速緩存單元的設計[D].西安電子科技大學，2015.

[3]王欣.生來節(jié)能Skylake微架構[J].個人電腦，20l5（09）：l03-107.

作者單位

襄陽四中 湖北省襄陽市 441021