2024年1月12日发(作者:)
[学习]如何从CPU型号和编号看CPU数据
一、如何从表面读出CPU数据
一、认识篇
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我们先以Intel的现在的主流CPU P4为例子说明CPU编号代表的含义。下图是一块P4 1.7G的CPU,让我们仔细看看上面的编号。
第1、2行:Intel Pentium 4,即P4处理器。
第3行:1.7GHz/256/400/1.75V,分别表示处理器工作频率/L2高速缓存大小/前端总线频率/工作电压,因此这是一颗1.7GHz、L2高速缓存有256KB、前端总线400MHz、工作电压1.75V的P4。关于处理器的工作电压,早期推出的有1.7V,而现在从1.4~2GHz的都是1.75V了。
第4行:SL57V MALAY,SL57V表示处理器的S-Spec编号,从这个编号也可以查出处理器的其他指标,是否盒装也是靠这个编号来识别的。S-Spec编号后面是生产的产地,这个处理器是马来西亚生产的,此外还有COSTA RICA(哥斯达黎加)等其他地区。
第5行:L118A981-0023,表示产品的序列号,这是一个全球唯一的序列号,每个处理器的序列号都不相同,区域代理在进货时会登记这个编号,从这个编号也可以了解处理器到底是经过什么渠道进入零售或品牌机市场的。
第6行:I,产品注册标志(Intel)。
再让我们看看赛扬的编号含义。下图是一块赛扬II 533CPU的编号。
第1行:celeron(tm)/ MALAY,就是赛扬处理器,MALAY表示产地,这块CPU的产地也是马来西亚的。
第2行:533A/128/66/1.5V,分别表示处理器工作频率/L2缓存大小/前端总线频率/工作电压,因此这是一颗533MHz、L2缓存有128KB、前端总线66MHz、工作电压1. 5V的赛扬。
第3行:Q013A307-0389 SL46S其中“Q”代表的是产地,后面的013代表的是生产的年份和周次,这里面的0代表是2000年(依此类推1,就是2001年„„)13代表第13周。接下来的那段307-0389是CPU的内部序列号,这个编号有点类似我们日常生活中用到的身份证号,它是全球唯一的一组数字,不会有重复,因此每款CPU的编号都不同。最后的“SL46S”代表的是CPU的制作工艺,其中利用cC0制作工艺的CPU超频能力明显强于cB0制作工艺的CPU,其中大部分cC0制作工艺的CPU采用SL4作为其编号,当然也有早期的cB0制作工艺CPU采用这个编号。
篇
其实AMD的CPU上面所记载的编号信息和Intel差不多,它们都是记载着诸如主频多少、是什么系列的CPU、缓存容量多大、额定电压是多大、封装方式、产地、生产日期等等信息,只是因为CPU所属公司的不同,AMD的CPU和Intel的CPU在信息上缩记的方式也就不尽相同。下图用一块AMD的CPU来举例。
第1行:AMD Athlon(TM),就是AMD Athlon。
第2行:A1000AMT3C,A代表这款CPU是Thunderbird,如果是D在代表这款CPU是Duron,如果是AX则代表这款CPU是Athlon XP;后面的1000代表的是这款CPU的主频是1G;1000后面的A代表CPU的封装方式,A是PGA封装;后面的M代表CPU的核心电压,其中M是1.75V,其它的如S是1.5V、U是1.6V、P是1.7V、N是1.8V;M后面的T代表的是CPU的工作温度,其中T是90℃、Q是60℃、X是65℃、R是70℃、Y是75℃、S是95℃;在T后面的3是二级缓存的容量,其中3代表256K,如果是1则为64K、2是128K;在3后面的C代表的是前端总线,其中C是266MHz,如果是A或者B的话则为200MHz。
第3行:AXIA0117MPMW,AMD CPU生产线上的编号。
第4行:Y6278750317,这个Y大部分的用户认为与超频有关,这个Y有可能被9、F和Z等字母或数字所代替,但是很多测试表明如果在这个Y的位置出现的是字母,那么这块CPU的超频能力应该很强。
二、总结篇
下面是Intel和AMD CPU部分编号的含义:
PII编号格式:
W8065xhzmmmkkkEC ABCDE abcdefgh-0123
W:代表出售对象,x=零售商,空项=OEM厂商
8065:保留
x:代表采用的核心,2=Klamath核心即0.35微米制造工艺,3=
Deschutes核心即0.25微米制造工艺
hz:代表采用的外频
mmm:表处理器的工作频率
kkk:代表二级缓存的容量
EC:代表ECC纠错
ABCDE:规格号
abcdefgh-0123:其中第一位代表产地,0=Costa Rica(哥斯达黎加),1=Philippines(菲律宾),9=Malaysia(马来西亚),Y=Ireland(爱尔兰));接下来的两位代表第多少周生产。
Confidential编号格式:
xxxEBkkkMMM2.0VS1 abcde abcdefgh-0123
Xxx::代表CPU工作频率
EB:E=采用0.18微米制造工艺;B=133MHZ F前端总线
Kkk:代表二级缓存的容量
MMM:代表CPU的外部频
2.0V:代表核心电压
S1:代表CPU的架构,S1=Slot 1
Abcde:规格号
abcdefgh-0123:序列号,其中第一位代表产地.0=Costa Rica(哥斯达黎加),1=Philippines(菲律宾),9=Malaysia(马来西亚),Y=Ireland(爱尔兰))接下来两位是代表第多少周生产。
Coppermine的编号格式:
RaaaaaHZmmmkkkEC abcde abcdefgh-0123
R:R=Socket 370架构
Aaaaa:代表采用的核心。80525=Katmai核心,80526=Coppermine核心
HZ:代表CPU的外频
Mmm:代表CPU的工作频率Hz
Kkk:代表CPU二级缓存容量
EC:代表ECC纠错
Abcde:规格号
abcdefgh-0123:同PIII Confidential
n编号格式:
FV524RX mmmkkk ABCDE XXXXX L01234567-1234
FV524RX:保留
Mmm:代表CPU工作频率
Kkk:代表二级缓存的容量
ABCDE:规格号
XXXXX:产地,MALAY=马来西亚,COSTA RICA=哥斯达黎加
L01234567-1234:其中第一个L代表产地(0=Costa Rica(哥斯达黎加),1和9= Malaysia
(马来西亚));接下来的123代表第多少周生产
Celeron II编号的识别方法与PIII Coppermine相同
-423 P4上面已经介绍过了,现在介绍PGA-478的P4。编号格式:
1.7GHz/256/400/1.75V SL57V MALAY L118A981-0023。
1.5GHz/256/400/1.75V,分别表示处理器工作频率/L2缓存大小/前端总线频率/工作电压,这是一颗1.5GHz、L2缓存有256KB、前端总线400MHz、工作电压1.75V的P4。
SL5N8 MALAY,SL5N8表示处理器的S-Spec编号,后面的MALAY是生产产地。
L132A677-0110,表示产品的序列号。
K6-2编号格式:
AMD-K6-2/mmm xvC 2.2V CORE / 3.3V I/O A生产日期AMD
mmm:代表工作频率
x:代表封装方式,A=321针PGA
v:代表工作电压,F=允许波动范围2.1~2.3V Core和3.135~3.6V I/O
C:代表最高工作温度,R=70度
2.2V CORE:2.2V CORE=标准2.2V核心电压,
3.3V I/O:3.3V I/O=3.3V I/O电压
A:代表修订版
生产日期:其中第三四个数字代表第几周生产,M代表Monday(星期一),PM代表下午。通常说来,时间越往后的产品,bug越少,性能也越好。
编号格式:
例如PGA封装的Duron编号:AMD-D800AUT1B:
AMD-D:代表AMD DURON毒龙系列
800:代表CPU的主频
A:代表封装方式(M=卡匣式,A=PGA,其他为TBD)
U:代表工作电压(S=1.5V;U=1.6V;P=1.7V;M=1.75V;N=1.8V)
T:代表工作温度(Q=60C;X=65C;R=70C;Y=75C;T=90C;S=95C)
1:代表二级缓存容量(1=64KB;2=128KB;3=256KB)
B:代表最大总线频率(A=B=200MHz;C=266MHz)
编号格式:
例如:AMD-K7 800MPR52B A表示的意义:
AMD-K7:代表AMD Athlon产品系列
800:代表CPU的主频
M:代表封装方式(M=卡匣式,P=PGA,其他为TBD)
P或T:代表工作电压(一般为1.03-2.05V)
R:代表工作温度(如果前面一个字母为T,那么R的最大值是70摄氏度)
5:代表二级缓存容量(5=512KB,1=1MB,2=2MB)
2:代表缓存分类(1=全速,2=1/2速)
B:代表最大总线频率(B=200MHz)
A:代表保留特性(前面有三个空格,A=0.18微米制造工艺,C=0.25微米制造工艺)。
封装的Athlon编号:
直接刻在CPU的内核表面上,例如AMD-A0850APT3B:
AMD-A0:代表AMD Athlon雷鸟产品系列
850:是CPU的主频
A:代表封装方式(M=卡匣式,A=PGA,其他为TBD)
P:代表工作电压(S=1.5V;U=1.6V;P=1.7V;M=1.75V;N=1.8V)
T:代表工作温度(Q=60C;X=65C;R=70C;Y=75C;T=90C;S=95C)
3:代表二级缓存容量(2=128KB;3=256KB)
B:代表最大总线频率(A=B=200MHz;C=266MHz)。
CPU型号大全总结
编者按:任何东西从发展到壮大都会经历一个过程,CPU能够发展到今天这个规模和成就,其中的发展史更是耐人寻味。作为电脑之“芯”的CPU也不例外,本文让我们进入时间不长却风云激荡的CPU发展历程中去。在这个回顾的过程中,我们主要叙述了目前两大CPU巨头——Intel和AMD的产品发展历程,对于其他的CPU公司,例如Cyrix和IDT等,因为其产品我们极少见到,篇幅所限我们就不再累述了。 一、X86时代的CPU
CPU的溯源可以一直去到1971年。在那一年,当时还处在发展
阶段的INTEL公司推出了世界上第一台微处理器4004。这不但是第一个用于计算器的4位微处理器,也是第一款个人有能力买得起的电脑处理器!!4004含有2300个晶体管,功能相当有限,而且速度还很慢,被当时的蓝色巨人IBM以及大部分商业用户不屑一顾,但是它毕竟是划时代的产品,从此以后,INTEL便与微处理器结下了不解之缘。可以这么说,CPU的历史发展历程其实也就是INTEL公司X86系列CPU的发展历程,我们就通过它来展开我们的“CPU历史之旅”。
4004处理器核心架构图
1978年,Intel公司再次领导潮流,首次生产出16位的微处理器,并命名为i8086,同时还生产出与之相配合的数学协处理器i8087,这两种芯片使用相互兼容的指令集,但在i8087指令集中增加了一些专门用于对数、指数和三角函数等数学计算指令。由于这些指令集应用于i8086和i8087,所以人们也这些指令集统一称之为X86指令集。虽然以后Intel又陆续生产出第二代、第三代等更先进和更快的新型CPU,但都仍然兼容原来的X86指令,而且Intel在后续CPU的命名上沿用了原先的X86序列,直到后来因商标注册问题,才放弃了继续用阿拉伯数字命名。至于在后来发展壮大的其他公司,例如AMD和Cyrix等,在486以前(包括486)的CPU都是按Intel的命名方式为自己的X86系列CPU命名,但到了586时代,市场竞争越来越厉害了,由于商标注册问题,它们已经无法继续使用与Intel的X86系列相同或相似的命名,只好另外为自己的586、686兼容CPU命
名了。
1979年,INTEL公司推出了8088芯片,它仍旧是属于16位微处理器,内含29000个晶体管,时钟频率为4.77MHz,地址总线为20位,可使用1MB内存。8088内部数据总线都是16位,外部数据总线是8位,而它的兄弟8086是16位。1981年8088芯片首次用于IBM PC机中,开创了全新的微机时代。也正是从8088开始,PC机(个人电脑)的概念开始在全世界范围内发展起来。
Intel 8086处理器
1982年,许多年轻的读者尚在襁褓之中的时候,INTE已经推出了划时代的最新产品棗80286芯片,该芯片比8006和8088都有了飞跃的发展,虽然它仍旧是16位结构,但是在CPU的内部含有13.4万个晶体管,时钟频率由最初的6MHz逐步提高到20MHz。其内部和外部数据总线皆为16位,地址总线24位,可寻址16MB内存。从80286开始,CPU的工作方式也演变出两种来:实模式和保护模式
Intel 80286处理器
1985年INTEL推出了80386芯片,它是80X86系列中的第一种32位微处理器,而且制造工艺也有了很大的进步,与80286相比,80386内部内含27.5万个晶体管,时钟频率为12.5MHz,后提高到20MHz,25MHz,33MHz。80386的内部和外部数据总线都是32位,地址总线也是32位,可寻址高达4GB内存。它除具有实模式和
保护模式外,还增加了一种叫虚拟86的工作方式,可以通过同时模拟多个8086处理器来提供多任务能力。除了标准的80386芯片,也就是我们以前经常说的80386DX外,出于不同的市场和应用考虑,INTEL又陆续推出了一些其它类型的80386芯片:80386SX、80386SL、80386DL等。1988年推出的80386SX是市场定位在80286和80386DX之间的一种芯片,其与80386DX的不同在于外部数据总线和地址总线皆与80286相同,分别是16位和24位(即寻址能力为16MB)。1990年推出的80386 SL和80386 DL都是低功耗、节能型芯片,主要用于便携机和节能型台式机。80386 SL与80386 DL的不同在于前者是基于80386SX的,后者是基于80386DX的,但两者皆增加了一种新的工作方式:系统管理方式(SMM)。当进入系统管理方式后,CPU就自动降低运行速度、控制显示屏和硬盘等其它部件暂停工作,甚至停止运行,进入“休眠”状态,以达到节能目的。
Intel 80386处理器
1989年,我们大家耳熟能详的80486芯片由INTEL推出,这种芯片的伟大之处就在于它实破了100万个晶体管的界限,集成了120万个晶体管。80486的时钟频率从25MHz逐步提高到33MHz、50MHz。80486是将80386和数学协处理器80387以及一个8KB的高速缓存集成在一个芯片内,并且在80X86系列中首次采用了RISC(精简指令集)技术,可以在一个时钟周期内执行一条指令。
它还采用了突发总线方式,大大提高了与内存的数据交换速度。由于这些改进,80486的性能比带有80387数学协处理器的80386DX提高了4倍。80486和80386一样,也陆续出现了几种类型。上面介绍的最初类型是80486DX。1990年推出了80486SX,它是486类型中的一种低价格机型,其与80486DX的区别在于它没有数学协处理器。80486 DX2由系用了时钟倍频技术,也就是说芯片内部的运行速度是外部总线运行速度的两倍,即芯片内部以2倍于系统时钟的速度运行,但仍以原有时钟速度与外界通讯。80486 DX2的内部时钟频率主要有40MHz、50MHz、66MHz等。80486 DX4也是采用了时钟倍频技术的芯片,它允许其内部单元以2倍或3倍于外部总线的速度运行。为了支持这种提高了的内部工作频率,它的片内高速缓存扩大到16KB。80486 DX4的时钟频率为100MHz,其运行速度比66MHz的80486 DX2快40%。80486也有SL增强类型,其具有系统管理方式,用于便携机或节能型台式机
二、奔腾时代的CPU
继承着80486大获成功的东风,赚翻了几倍资金的INTEL在1993年推出了全新一代的高性能处理器——奔腾。由于CPU市场的竞争越来越趋向于激烈化,INTEL觉得不能再让AMD和其他公司用同样的名字来抢自己的饭碗了,于是提出了商标注册,由于在美国的法律里面是不能用阿拉伯数字注册的,于是INTEL玩了哥花样,用拉丁文去注册商标。奔腾在拉丁文里面就是“五”的意思了。INTEL公司还替它起了一个相当好听的中文名字——奔腾。奔腾的厂家代号是
P54C,奔腾的内部含有的晶体管数量高达310万个,时钟频率由最初推出的60MHZ和66MHZ,后提高到200MHZ。单单是最初版本的66MHZ的奔腾微处理器,它的运算性能比33MHZ的80486 DX就提高了3倍多,而100MHZ的奔腾则比33MHZ的80486 DX要快6至8倍。也就是从奔腾开始,我们大家有了超频这样一个用尽量少的钱换取尽量多的性能的好方法。作为世界上第一个586级处理器,奔腾也是第一个令人超频的最多的处理器,由于奔腾的制造工艺优良,所以整个系列的CPU的浮点性能也是各种各样性能是CPU中最强的,可超频性能最大,因此赢得了586级CPU的大部分市场。奔腾家族里面的频率有60/66/75//90/100/120/133/150/166/200,至于CPU的内部频率则是从60MHz到66MHz不等。值得一提的是,从奔腾75开始,CPU的插座技术正式从以前的Socket4转换到同时支持Socket 5和7同时支持,其中Socket 7还一直沿用至今。而且所有的奔腾 CPU里面都已经内置了16K的一级缓存,这样使它的处理性能更加强大。
Intel 奔腾处理器
与此同时,AMD公司也不甘示弱推出了K5系列的CPU。(AMD公司也改名字了!)它的频率一共有六种:75/90/100/120/133/166,内部总线的频率和奔腾差不多,都是60或者66MHz,虽然它在浮点
运算方面比不上奔腾,但是由于K5系列CPU都内置了24KB的一级缓存,比奔腾内置的16KB多出了一半,因此在整数运算和系统整
体性能方面甚至要高于同频率的奔腾。即便如此,因为k5系列的 交付日期一再后拖,AMD公司在“586”级别的竞争中最终还是败给了INTEL。
1、初受挫折——奔腾 Pro:
初步占据了一部分CPU市场的INTEL并没有停下自己的脚步,在其他公司还在不断追赶自己的奔腾之际,又在1996年推出了最新一代的第六代X86系列CPU——P6。P6只是它的研究代号,上市之后P6有了一个非常响亮的名字——奔腾 Pro。Pentimu Pro的内部含有高达550万个的晶体管,内部时钟频率为133MHZ,处理速度几乎是100MHZ的奔腾的2倍。Pentimu Pro的一级(片内)缓存为8KB指令和8KB数据。
Intel奔腾 Pro处理器
值得注意的是在Pentimu Pro的一个封装中除Pentimu Pro芯片外还包括有一个256KB的二级缓存芯片,两个芯片之间用高频宽的内部通讯总线互连,处理器与高速缓存的连接线路也被安置在该封装中,这样就使高速缓存能更容易地运行在更高的频率上。奔腾 Pro
200MHZCPU的L2 CACHE就是运行在200MHZ,也就是工作在与处理器相同的频率上。这样的设计领奔腾 Pro达到了最高的性能。
而Pentimu Pro最引人注目的地方是它具有一项称为“动态执行”的创新技术,这是继奔腾在超标量体系结构上实现实破之后的又一次飞跃。Pentimu Pro系列的工作频率是150/166/180/200,一级缓存都
是16KB,而前三者都有256KB的二级缓存,至于频率为200的CPU还分为三种版本,不同就在于他们的内置的缓存分别是256KB,512KB,1MB。不过由于当时缓存技术还没有成熟,加上当时缓存芯片还非常昂贵,因此尽管Pentimu Pro性能不错,但远没有达到抛离对手的程度,加上价格十分昂贵,一次Pentimu Pro实际上出售的数目非常至少,市场生命也非常的短,Pentimu Pro可以说是Intel第一个失败的产品。
2、辉煌的开始——奔腾 MMX:
INTEL吸取了奔腾 Pro的教训,在1996年底推出了奔腾系列的改进版本,厂家代号P55C,也就是我们平常所说的奔腾 MMX(多能奔腾)。这款处理器并没有集成当时卖力不讨好的二级缓存,而是独辟蹊径,采用MMX技术去增强性能。
MMX技术是INTEL最新发明的一项多媒体增强指令集技术,它的英文全称可以翻译“多媒体扩展指令集”。MMX是Intel公司在1996年为增强奔腾 CPU在音像、图形和通信应用方面而采取的新技术,为CPU增加了57条MMX指令,除了指令集中增加MMX指令外,还将CPU芯片内的L1缓存由原来的16KB增加到32KB(16K指命+16K数据),因此MMX CPU比普通CPU在运行含有MMX指令的程序时,处理多媒体的能力上提高了60%左右。MMX技术不但是一个创新,而且还开创了CPU开发的新纪元,后来的SSE,3D NOW!等指令集也是从MMX发展演变过来的。
Intel奔腾MMX处理器
在Intel推出奔腾 MMX的几个月后,AM也推出了自己研制的新产品K6。K6系列CPU一共有五种频率,分别是:166/200/
233/266/300,五种型号都采用了66外频,但是后来推出的233/266/300已经可以通过升级主板的BIOS 而支持100外频,所以CPU的性能得到了一个飞跃。特别值得一提的是他们的一级缓存都提高到了64KB,比MMX足足多了一倍,因此它的商业性能甚至还优于奔腾 MMX,但由于缺少了多媒体扩展指令集这道杀手锏,K6在包括游戏在内的多媒体性能要逊于奔腾 MMX。
3、优势的确立——奔腾 Ⅱ:
1997年五月,INTEL又推出了和奔腾 Pro同一个级别的产品,也就是影响力最大的CPU——奔腾 Ⅱ。第一代奔腾 Ⅱ核心称为Klamath。作为奔腾Ⅱ的第一代芯片,它运行在66MHz总线上,主频分233、266、300、333Mhz四种,接着又推出100Mhz总线的奔腾 Ⅱ,频率有300、350、400、450Mhz。奔腾II采用了与奔腾 Pro相同的核心结构,从而继承了原有奔腾 Pro处理器优秀的32位性能,但它加快了段寄存器写操作的速度,并增加了MMX指令集,以加速16位操作系统的执行速度。由于配备了可重命名的段寄存器,因此奔腾Ⅱ可以猜测地执行写操作,并允许使用旧段值的指令与使用新段值的指令同时存在。在奔腾Ⅱ里面,Intel一改过去BiCMOS制造工艺的
笨拙且耗电量大的双极硬件,将750万个晶体管压缩到一个203平方毫米的印模上。奔腾Ⅱ只比奔腾 Pro大6平方毫米,但它却比奔腾
Pro多容纳了200万个晶体管。由于使用只有0.28微米的扇出门尺寸,因此加快了这些晶体管的速度,从而达到了X86前所未有的时钟速度
三、踏入新世纪的CPU
进入新世纪以来,CPU进入了更高速发展的时代,以往可望而不可及的1Ghz大关被轻松突破了,在市场分布方面,仍然是Intel跟AMD公司在两雄争霸,它们分别推出了Pentium4、Tualatin核心Pentium Ⅱ和Celeron、Tunderbird核心Athlon、AthlonXP和Duron等处理器,竞争日益激烈。
1、在Intel方面,在上个世纪末的2000年11月,Intel发布了旗下第四代的Pentium处理器,也就是我们天天都能接触到的Pentium 4。Pentium 4没有沿用PIII的架构,而是采用了全新的设计,包括等效于的400MHz前端总线(100 x 4), SSE2指令集,256K-512KB的二级缓存,全新的超管线技术及NetBurst架构,起步频率为1.3GHz。
第一个Pentium4核心为Willamette,全新的Socket 423插座,集成256KB的二级缓存,支持更为强大的SSE2指令集,多达20级的超标量流水线,搭配i850/i845系列芯片组,随后Intel陆续推出了1.4GHz-2.0GHz的Willamette P4处理器,而后期的P4处理器均转到了针角更多的Socket 478插座。
第一代的Pentium4(Socket423)处理器
和奔腾III一样,第一个Pentium4核心并不受到太多的好评,主要原因是新的CPU架构还不能受到程序软件的充分支持,因此Pentium4经常大幅落后于同频的Athlon,甚至还如Intel自己的奔腾III。但在一年以后,Intel发布了第二个Pentium4核心,代号为Northwood,改用了更为精细的0.13微米制程,集成了更大的512KB二级缓存,性能有了大幅的提高,加上Intel孜孜不倦的推广和主板芯片厂家的支持,目前Pentium4已经成为最受欢迎的中高端处理器。
第二代的Pentium4(Socket478)处理器
在低端CPU方面,Intel发布了第三代的Celeron核心,代号为Tualatin,这个核心也转用了0.13微米的工艺,与此同时二级缓存的容量提高到256KB,外频也提高到100Mhz,目前Tualatin Celeron的主频有1.0、1.1、1.2、1.3Ghz等型号。Intel也推出了Tualatin核心的奔腾III,集成了更大的512KB二级缓存,但它们只应用于服务器和笔记本电脑市场,在台式机市场很少能看到。
第三代Tualatin核心的Celeron处理器
2、在AMD方面,在2000年中发布了第二个Athlon核心——Tunderbird,这个核心的Athlon有以下的改进,首先是制造工艺改进为0.18微米,其次是安装界面改为了SocketA,这是一种类
似于Socket370,但针脚数为462的安装接口。最后是二级缓存改为256KB,但速度和CPU同步,与Coppermine核心的奔腾III一样。
Tunderbird核心的Athlon不但在性能上要稍微领先于奔腾III,而且其最高的主频也一直比奔腾III高,1Ghz频率的里程碑就是由这款CPU首先达到的。不过随着Pentium4的发布,Tunderbird开始在频率上落后于对手,为此,AMD又发布了第三个Athlon核心——Palomino,并且采用了新的频率标称制度,从此Athlon型号上的数字并不代表实际频率,而是根据一个公式换算相当于竞争对手(也就是Intel)产品性能的频率,名字也改为AthlonXP。例如AthlonXP1500+处理器实际频率并不是1.5Ghz,而是1.33GHz。最后,AthlonXP还兼容Intel的SSE指令集,在专门为SSE指令集优化的软件中也能充分发挥性能。
第三代Tunderbird核心的Athlon处理器
在低端CPU方面,AMD推出了Duron CPU,它的基本架构和Athlon一样,只是二级缓存只有64KB。Duron从发布开始,就能远远抛离同样主攻低端市场的Celeron,而且价格更低廉,一时间Duron成为低价DIY兼容机的第一选择,但Duron也有它致命的弱点,首先是继承了Athlon发热量大的特点,其次是它的核心非常脆弱,在安装CPU散热器时很容易损坏。因此尽管在兼容机市场很受欢迎,但始终打不进利润最高的品牌机市场。
Duron处理器
四、CPU未来发展的方向
纵观我们上面叙述的CPU发展史,大家不难得出以下的CPU发展方向:首先是更高的频率,其次是更小的制造工艺,第三,更大的高速缓存。除了这三点之外,PC处理器也将缓慢的从32位数据带宽向64位发展。
1、Intel的未来计划,在本书截稿前为止,最高主频的CPU已经达到了2.4Ghz,而Intel的目标是在今年内达到3Ghz,两年内达到10Ghz,为此Intel会在2002年中期发布533Mhz总线频率的Northwood核心,按照计划,在2003年,Intel还将推出采用0.09微米工艺的Prescott核心,工作频率将在3.5GHz以上(甚至更高),将采用效能更高的667MHz(166MHz x 4)或800MHz FSB(200MHz x
4),不过目前Prescott还只是停留在书面上而已,毕竟它要在2003年才会正式发布,所以目前也没有更多关于它的细节公布。
另外Intel还透露在2005年将推出采用全新的TeraHertz晶体管架构的处理器产品,该架构采用了诸如SOI工艺,高K绝缘体在内的众多先进技术,简单的说它能够使芯片的发热量及功耗降到最低,并且大幅度提升处理器的工作频率;理论上采用TeraHertz晶体管架构能够制造出10GHz-20GHz的处理产品。
当然要达到这样高的工作频率,仅仅有TeraHertz晶体管还不够,它还需要新型的BBUL(Bumpless Build-Up Layer)封装技术的支持,该技术可以制造出厚度仅1毫米且集成10亿个晶体管的芯片,BBUL技术与目前封装技术并无差异,但核心技术却完全不同,BBUL采用内建方式直接在裸晶(Die)直接封装,且仅包括1层铜制程金属互连层。由于BBUL使数据传输通道缩短,所以整个芯片的时钟频率速度将有较大幅度提升,另外功耗自然也更低。
2)AMD的未来计划,本书上市时,第三个Athlon核心Thoroughbred应该已经发布了,Thoroughbred沿用了Palomino的核心,但换用了效能更高的166MHz FSB及0.13微米工艺,由于制造工艺的提升,其发热量及芯片尺寸均比Palomino要小很多,它同样采用Socket A界面、OPGA封装,而且现有的Athlon XP主板均兼容Thoroughbred(AMD在展会上公布的Thoroughbred演示机就是采用AMD-760芯片组);但Thoroughbred是否将增加缓存容量还未公布。
Thoroughbre核心的AthlonXP
新一代的Duron(Appaloosa)则采用简化版的Thoroughbred核心,根据AMD最新公布的处理器发展蓝图,首款Thoroughbred核心的1.73GHz Athlon XP处理器预计在明年第一季发布。桌面版Athlon XP、工作站/服务器版的Athlon MP都将明年第一季全面导入
0.13微米Thoroughbred核心,并在第二季推出采用Barton核心的产品,但AMD尚未公布有关Barton核心的具体规格。移动处理器方面,最后一款基于Palomino核心的将是明年发布的1.4GHz Athlon
4,之后也将采用全新的Thoroughbred/Barton核心。
至于AMD的首颗64位处理器——K8 Hammer,将分为两个不同的版本,分别是高端的服务器版SledgeHammer(最多8路SMP),及工作站/桌面版ClawHammer(2路SMP),其中ClawHammer已整合有DDR33内存控制器,所以对应ClawHammer的芯片组无需包括内存控制器,而SledgeHammer则拥有更大的二级缓存,这两款Hammer处理器都会支持SSE2指令集并兼容32位指令,虽然目前还未有更多的信息公布,但可以肯定的是Hammer肯定会在明年发布,而且AMD之前曾声称Hammer的效能将超越所有的同类处理器
史上最全之CPU术语大揭秘
2005-12-08 文/
3DNow!: (3D no waiting)AMD公司开发的SIMD指令集,可以增强浮点和多媒体运算的速度,它的指令数为21条。
ALU: (Arithmetic Logic Unit,算术逻辑单元)在处理器之中用于计算的那一部分,与其同级的有数据传输单元和分支单元。
BGA:(Ball Grid Array,球状矩阵排列)一种芯片封装形式,例:82443BX。
BHT: (branch prediction table,分支预测表)处理器用于决定分支行动方向的数值表。
BPU:(Branch Processing Unit,分支处理单元)CPU中用来做分支处理的那一个区域。
Brach Pediction: (分支预测)从P5时代开始的一种先进的数据处理方法,由CPU来判断程序分支的进行方向,能够更快运算速度。
CMOS: (Complementary metal Oxide Semiconductor,互补金属氧化物半导体)它是一类特殊的芯片,最常见的用途是主板的BIOS(Basic Input/Output System,基本输入/输出系统)。
CISC: (Complex Instruction Set Computing,复杂指令集计算机)相对于RISC而言,它的指令位数较长,所以称为复杂指令。
如:x86指令长度为87位。
COB: (Cache on board,板上集成缓存)在处理器卡上集成的缓存,通常指的是二级缓存,例:奔腾II
COD: (Cache on Die,芯片内集成缓存)在处理器芯片内部集成的缓存,通常指的是二级缓存,例:PGA赛扬370
CPGA: (Ceramic Pin Grid Array,陶瓷针型栅格阵列)一种芯片封装形式。
CPU: (Center Processing Unit,中央处理器)计算机系统的大脑,用于控制和管理整个机器的运作,并执行计算任务。
Data Forwarding: (数据前送)CPU在一个时钟周期内,把一个单元的输出值内容拷贝到另一个单元的输入值中。
Decode: (指令解码)由于X86指令的长度不一致,必须用一个单元进行“翻译”,真正的内核按翻译后要求来工作。
EC: (Embedded Controller,嵌入式控制器)在一组特定系统中,新增到固定位置,完成一定任务的控制装置就称为嵌入式控制
器。
Embedded Chips: (嵌入式)一种特殊用途的CPU,通常放在非计算机系统,如:家用电器。
EPIC: (explicitly parallel instruction code,并行指令代码)英特尔的64位芯片架构,本身不能执行x86指令,但能通过译码器来兼容旧有的x86指令,只是运算速度比真正的32位芯片有所下降。
FADD: (Floationg Point Addition,浮点加)FCPGA(Flip
Chip Pin Grid Array,反转芯片针脚栅格阵列)一种芯片封装形式,例:奔腾III 370。
FDIV: (Floationg Point Divide,浮点除)FEMMS(Fast
Entry/Exit Multimedia State,快速进入/退出多媒体状态) 在多能奔腾之中,MMX和浮点单元是不能同时运行的。新的芯片加快了两者之间的切换,这就是FEMMS。
FFT: (fast Fourier transform,快速热欧姆转换)一种复杂的算法,可以测试CPU的浮点能力。
FID: (FID:Frequency identify,频率鉴别号码)奔腾III通过ID号来检查CPU频率的方法,能够有效防止Remark。
FIFO: (First Input First Output,先入先出队列)这是一种传统的按序执行方法,先进入的指令先完成并引退,跟着才执行第二条指令。
FLOP: (Floating Point Operations Per Second,浮点操作/秒)计算CPU浮点能力的一个单位。
FMUL: (Floationg Point Multiplication,浮点乘)
FPU: (Float Point Unit,浮点运算单元)FPU是专用于浮点运算的处理器,以前的FPU是一种单独芯片,在486之后,英特尔把FPU与集成在CPU之内。
FSUB: (Floationg Point Subtraction,浮点减)
HL-PBGA: (表面黏著、高耐热、轻薄型塑胶球状矩阵封装)一种芯片封装形式。
IA: (Intel Architecture,英特尔架构)英特尔公司开发
的x86芯片结构。
ID: (identify,鉴别号码)用于判断不同芯片的识别代码。
IMM: (Intel Mobile Module,英特尔移动模块)英特尔开发用于笔记本电脑的处理器模块,集成了CPU和其它控制设备。
Instructions Cache: (指令缓存)由于系统主内存的速度较慢,当CPU读取指令的时候,会导致CPU停下来等待内存传输的情况。指令缓存就是在主内存与CPU之间增加一个快速的存储区域,即使CPU未要求到指令,主内存也会自动把指令预先送到指令缓存,当CPU要求到指令时,可以直接从指令缓存中读出,无须再存取主内存,减少了CPU的等待时间。
Instruction Coloring: (指令分类)一种制造预测执行指令的技术,一旦预测判断被相应的指令决定以后,处理器就会相同的指令处理同类的判断。
Instruction Issue: (指令发送)它是第一个CPU管道,用于接收内存送到的指令,并把它发到执行单元。IPC(Instructions
Per Clock Cycle,指令/时钟周期)表示在一个时钟周期用可以完成
的指令数目。
KNI: (Katmai New Instructions,Katmai新指令集,即SSE) Latency(潜伏期)从字面上了解其含义是比较困难的,实际上,它表示完全执行一个指令所需的时钟周期,潜伏期越少越好。严格来说,潜伏期包括一个指令从接收到发送的全过程。现今的大多数x86指令都需要约5个时钟周期,但这些周期之中有部分是与其它指令交迭在一起的(并行处理),因此CPU制造商宣传的潜伏期要比实际的时间长。
LDT: (Lightning Data Transport,闪电数据传输总线)K8采用的新型数据总线,外频在200MHz以上。
MMX: (MultiMedia Extensions,多媒体扩展指令集)英特尔开发的最早期SIMD指令集,可以增强浮点和多媒体运算的速度。
MFLOPS: (Million Floationg Point/Second,每秒百万个浮点操作)计算CPU浮点能力的一个单位,以百万条指令为基准。
NI: (Non-Intel,非英特尔架构)
除了英特尔之外,还有许多其它生产兼容x86体系的厂商,由于
专利权的问题,它们的产品和英特尔系不一样,但仍然能运行x86指令。
OLGA: (Organic Land Grid Array,基板栅格阵列)一种芯片封装形式。
OoO: (Out of Order,乱序执行)Post-RISC芯片的特性之一,能够不按照程序提供的顺序完成计算任务,是一种加快处理器运算速度的架构。
PGA: (Pin-Grid Array,引脚网格阵列)一种芯片封装形式,缺点是耗电量大。
Post-RISC: 一种新型的处理器架构,它的内核是RISC,而外围是CISC,结合了两种架构的优点,拥有预测执行、处理器重命名等先进特性,如:Athlon。
PSN: (Processor Serial numbers,处理器序列号)标识处理器特性的一组号码,包括主频、生产日期、生产编号等。
PIB: (Processor In a Box,盒装处理器)CPU厂商正式在市面上发售的产品,通常要比OEM(Original Equipment
Manufacturer,原始设备制造商)厂商流通到市场的散装芯片贵,但只有PIB拥有厂商正式的保修权利。
PPGA: (Plastic Pin Grid Array,塑胶针状矩阵封装)一种芯片封装形式,缺点是耗电量大。
PQFP: (Plastic Quad Flat Package,塑料方块平面封装)一种芯片封装形式。
RAW: (Read after Write,写后读)这是CPU乱序执行造成的错误,即在必要条件未成立之前,已经先写下结论,导致最终结果出错。
Register Contention: (抢占寄存器)当寄存器的上一个写回任务未完成时,另一个指令征用此寄存器时出现的冲突。
Register Pressure: (寄存器不足)软件算法执行时所需的寄存器数目受到限制。对于X86处理器来
说,寄存器不足已经成为了它的最大特点,因此AMD才想在下一代芯片K8之中,增加寄存器的数量。
Register Renaming: (寄存器重命名)把一个指令的输出
值重新定位到一个任意的内部寄存器。在x86
架构中,这类情况是常常出现的,如:一个fld或fxch或mov指令需要同一个目标寄存器时,就要动用到寄存器重命名。
Remark: (芯片频率重标识)芯片制造商为了方便自己的产品定级,把大部分CPU都设置为可以自由调节倍频和外频,它在同一批CPU中选出好的定为较高的一级,性能不足的定位较低的一级,这些都在工厂内部完成,是合法的频率定位方法。但出厂以后,经销商把低档的CPU超频后,贴上新的标签,当成高档CPU卖的非法频率定位则称为Remark。因为生产商有权力改变自己的产品,而经销商这样做就是侵犯版权,不要以为只有软件才有版权,硬件也有版权呢。
Resource contention: (资源冲突)当一个指令需要寄存器或管道时,它们被其它指令所用,处理器不能即时作出回应,这就是资源冲突。
Retirement: (指令引退)当处理器执行过一条指令后,自动把它从调度进程中去掉。如果
仅是指令完成,但仍留在调度进程中,亦不算是指令引退。
RISC: (Reduced Instruction Set Computing,精简指令集计算机)一种指令长度较短的计算机,其运行速度比CISC要快。
SEC: (Single Edge Connector,单边连接器)一种处理器的模块,如:奔腾II。
SIMD: (Single Instruction Multiple Data,单指令多数据流)能够复制多个操作,并把它们打包在大型寄存器的一组指令集,例:3DNow!、SSE。
SiO2F: (Fluorided Silicon Oxide,二氧氟化硅)制造电子元件才需要用到的材料。
SOI: (Silicon on insulator,绝缘体硅片)SONC(System
on a chip,系统集成芯片)在一个处理器中集成多种功能,如:Cyrix
MediaGX。
SPEC: (System Performance Evaluation Corporation,系统性能评估测试)测试系统总体性能的Benchmark。
Speculative execution: (预测执行)一个用于执行未明指令流的区域。当分支指令发出之后,传统处理器在未收到正确的反馈信息之前,是不能做任何工作的,而具有预测执行能力的新型处理器,可以估计即将执行的指令,采用预先计算的方法来加快整个处理
过程。
SQRT: (Square Root Calculations,平方根计算)一种复杂的运算,可以考验CPU的浮点能力。
SSE: (Streaming SIMD Extensions,单一指令多数据流扩展)英特尔开发的第二代SIMD指令集,有70条指令,可以增强浮点和多媒体运算的速度。
Superscalar: (超标量体系结构)在同一时钟周期可以执行多条指令流的处理器架构。
TCP: (Tape Carrier Package,薄膜封装)一种芯片封装形式,特点是发热小。
Throughput: (吞吐量)它包括两种含义:
第一种:执行一条指令所需的最少时钟周期数,越少越好。执行的速度越快,下一条指令和它抢占资源的机率也越少。
第二种:在一定时间内可以执行最多指令数,当然是越大越好。
TLBs: (Translate Look side Buffers,翻译旁视缓冲器)用于存储指令和输入/输出数值的区域。
VALU: (Vector Arithmetic Logic Unit,向量算术逻辑单元)在处理器中用于向量运算的部分。
VLIW: (Very Long Instruction Word,超长指令字)一种非常长的指令组合,它把许多条指令连在一起,增加了运算的速度。
VPU: (Vector Permutate Unit,向量排列单元)在处理器中用于排列数据的部分。
史上最全之硬盘术语大揭秘
2005-12-08 文/
硬盘的转速(Rotationl Speed): 也就是硬盘电机主轴的转速,转速是决定硬盘内部传输率的关键因素之一,它的快慢在很大程度上影响了硬盘的速度,同时转速的快慢也是区分硬盘档次的重要标志之一。硬盘的主轴马达带动盘片高速旋转,产生浮力使磁头飘浮在盘片上方。要将所要存取资料的扇区带到磁头下方,转速越快,等待时间也就越短。因此转速在很大程度上决定了硬盘的速度。目前市场上常见的硬盘转速一般有5400rpm、7200rpm、甚至10000rpm。理论上,转速越快越好。因为较高的转速可缩短硬盘的平均寻道时间和实际读写时间。可是转速越快发热量越大,不利于散热。现在的主流硬盘转速一般为7200rpm以上。
随着硬盘容量的不断增大,硬盘的转速也在不断提高。然而,
转速的提高也带来了磨损加剧、温度升高、噪声增大等一系列负面影响。于是,应用在精密机械工业上的液态轴承马达(Fluid dynamic
bearing motors)便被引入到硬盘技术中。液态轴承马达使用的是黏膜液油轴承,以油膜代替滚珠。这样可以避免金属面的直接磨擦,将噪声及温度被减至最低;同时油膜可有效吸收震动,使抗震能力得到提高;更可减少磨损,提高寿命。
平均寻道时间(Average seek time):指硬盘在盘面上移动读写头至指定磁道寻找相应目标数据所用的时间,它描述硬盘读取数据的能力,单位为毫秒。当单碟片容量增大时,磁头的寻道动作和移动距离减少,从而使平均寻道时间减少,加快硬盘速度。目前市场上主流硬盘的平均寻道时间一般在9ms以下,大于10ms的硬盘属于较早的产品,一般不值得购买。
平均潜伏时间(Average latency time): 指当磁头移动到数据所在的磁道后,然后等待所要的数据块继续转动到磁头下的时间,一般在2ms-6ms之间。
平均访问时间(Average access time): 指磁头找到指定数据的平均时间,通常是平均寻道时间和平均潜伏时间之和。平均访问时间最能够代表硬盘找到某一数据所用的时间,越短的平均访问时间越好,一般在11ms-18ms之间。注意:现在不少硬盘广告之中
所说的平均访问时间大部分都是用平均寻道时间所代替的。
突发数据传输率(Burst data transfer rate):指的是电脑通过数据总线从硬盘内部缓存区中所读取数据的最高速率。也叫外部数据传输率(External data transfer rate)。目前采用UDMA/66技术的硬盘的外部传输率已经达到了66.6MB/s。
最大内部数据传输率(Internal data transfer rate): 指磁头至硬盘缓存间的最大数据传输率,一般取决于硬盘的盘片转速和盘片数据线密度(指同一磁道上的数据间隔度)。也叫持续数据传输率(sustained transfer rate)。一般采用UDMA/66技术的硬盘的内部传输率也不过25-30MB/s,只有极少数产品超过30MB/s,由于内部数据传输率才是系统真正的瓶颈,因此大家在购买时要分清这两个概念。不过一般来讲,硬盘的转速相同时,单碟容量大的内部传输率高;在单碟容量相同时,转速高的硬盘的内部传输率高。
自动检测分析及报告技术(Self-Monitoring Analysis and
Report Technology,简称S.M.A.R.T): 现在出厂的硬盘基本上都支持S.M.A.R.T技术。这种技术可以对硬盘的磁头单元、盘片电机驱动系统、硬盘内部电路以及盘片表面媒介材料等进行监测,当S.M.A.R.T监测并分析出硬盘可能出现问题时会及时向用户报警以避免电脑数据受到损失。S.M.A.R.T技术必须在主板支持的前提下才
能发生作用,而且S.M.A.R.T技术也不能保证能预报出所有可能发生的硬盘故障。
磁阻磁头技术MR(Magneto-Resistive Head):
MR(MAGNETO-RESITIVEHEAD)即磁阻磁头的简称。MR技术可以更高的实际记录密度、记录数据,从而增加硬盘容量,提高数据吞吐率。目前的MR技术已有几代产品。MAXTOR的钻石三代/四代等均采用了最新的MR技术。磁阻磁头的工作原理是基于磁阻效应来工作的,其核心是一小片金属材料,其电阻随磁场变化而变化,虽然其变化率不足2%,但因为磁阻元件连着一个非常灵敏的放大器,所以可测出该微小的电阻变化。MR技术可使硬盘容量提高40%以上。GMR(GiantMagnetoresistive)巨磁阻磁头GMR磁头与MR磁头一样,是利用特殊材料的电阻值随磁场变化的原理来读取盘片上的数据,但是GMR磁头使用了磁阻效应更好的材料和多层薄膜结构,比MR磁头更为敏感,相同的磁场变化能引起更大的电阻值变化,从而可以实现更高的存储密度,现有的MR磁头能够达到的盘片密度为3Gbit-5Gbit/in2(千兆位每平方英寸),而GMR磁头可以达到10Gbit-40Gbit/in2以上。目前GMR磁头已经处于成熟推广期,在今后的数年中,它将会逐步取代MR磁头,成为最流行的磁头技术。
缓存: 缓存是硬盘与外部总线交换数据的场所。硬盘的读数据的过程是将磁信号转化为电信号后,通过缓存一次次地填充与清空,
再填充,再清空,一步步按照PCI总线的周期送出,可见,缓存的作用是相当重要的。在接口技术已经发展到一个相对成熟的阶段的时候,缓存的大小与速度是直接关系到硬盘的传输速度的重要因素。目前主流硬盘的缓存主要有512KB和2MB等几种。其类型一般是EDO
DRAM或SDRAM,目前一般以SDRAM为主。根据写入方式的不同,有写通式和回写式两种。写通式在读硬盘数据时,系统先检查请求指令,看看所要的数据是否在缓存中,如果在的话就由缓存送出响应的数据,这个过程称为命中。这样系统就不必访问硬盘中的数据,由于SDRAM的速度比磁介质快很多,因此也就加快了数据传输的速度。回写式就是在写入硬盘数据时也在缓存中找,如果找到就由缓存就数据写入盘中,现在的多数硬盘都是采用的回写式硬盘,这样就大大提高了性能。
连续无故障时间(MTBF):指硬盘从开始运行到出现故障的最长时间。一般硬盘的MTBF至少在30000或40000小时。
部分响应完全匹配技术PRML(Partial Response Maximum
Likelihood):能使盘片存储更多的信息,同时可以有效地提高数据的读取和数据传输率。是当前应用于硬盘数据读取通道中的先进技术之一。PRML技术是将硬盘数据读取电路分成两段“操作流水线”,流水线第一段将磁头读取的信号进行数字化处理然后只选取部分“标准”信号移交第二段继续处理,第二段将所接收的信号与PRML
芯片预置信号模型进行对比,然后选取差异最小的信号进行组合后输出以完成数据的读取过程。PRML技术可以降低硬盘读取数据的错误率,因此可以进一步提高磁盘数据密集度。
单磁道时间(Single track seek time):指磁头从一磁道转移至另一磁道所用的时间
超级数字信号处理器(Ultra DSP)技术:用Ultra DSP进行数学运算,其速度较一般CPU快10到50倍。采用Ultra DSP技术,单个的DSP芯片可以同时提供处理器及驱动接口的双重功能,以减少其它电子元件的使用,可大幅度地提高硬盘的速度和可*性。接口技术可以极大地提高硬盘的最大外部传输率,最大的益处在于可以把数据从硬盘直接传输到主内存而不占用更多的CPU资源,提高系统性能。
硬盘表面温度: 指硬盘工作时产生的温度使硬盘密封壳温度上升情况。硬盘工作时产生的温度过高将影响薄膜式磁头(包括MR磁头)的数据读取灵敏度,因此硬盘工作表面温度较低的硬盘有更好的数据读、写稳定性。
全程访问时间(Max full seek time):指磁头开始移动直到最后找到所需要的数据块所用的全部时间。
口技术:口技术可极大地提高硬盘的最大外部数据传输率,现在普遍使用的ULTRAATA/66已大幅提高了E-IDE接口的性能,所谓UltraDMA66是指一种由Intel及Quantum公司设计的同步DMA协议。使用该技术的硬盘并配合相应的芯片组,最大传输速度可以由16MB/s提高到66MS/s。它的最大优点在于把CPU从大量的数据传输中解放出来了,可以把数据从HDD直接传输到主存而不占用更多的CPU资源,从而在一定程度上提高了整个系统的性能。由于采用ULTRAATA技术的硬盘整体性能比普通硬盘可提高20%~60%,所以已成为目前E-IDE硬盘事实上的标准。
SCSI硬盘的接口技术也在迅速发展。Ultra160/mSCSI被引入硬盘世界,对硬盘在高计算量应用领域的性能扩展极有裨益,处理关键任务的服务器、图形工作站、冗余磁盘阵列(RAID)等设备将因此得到性能提升。从技术发展看,Ultra160/mSCSI仅仅是硬盘接口发展道路上的一环而已,200MB的光纤技术也远未达到止境,未来的接口技术必将令今天的用户瞠目结舌。
光纤通道技术具有数据传输速率高、数据传输距离远以及可简化大型存储系统设计的优点。目前,光纤通道支持每秒200MB的数据传输速率,可以在一个环路上容纳多达127个驱动器,局域电缆可在25米范围内运行,远程电缆可在10公里范围内运行。某些专
门的存储应用领域,例如小型存储区域网络(SAN)以及数码视像应用,往往需要高达每秒200MB的数据传输速率和强劲的联网能力,光纤通道技术的推出正适应了这一需求。同时,其超长的数据传输距离,大大方便了远程通信的技术实施。由于光纤通道技术的优越性,支持光纤界面的硬盘产品开始在市场上出现。这些产品一般是大容量硬盘,平均寻道时间短,适应于高速、高数据量的应用需求,将为中高端存储应用提供良好保证。
IEEE1394:IEEE1394又称为Firewire(火线)或P1394,它是一种高速串行总线,现有的IEEE1394标准支持100Mbps、200Mbps和400Mbps的传输速率,将来会达到800Mbps、1600Mbps、3200Mbps甚至更高,如此高的速率使得它可以作为硬盘、DVD、CD-ROM等大容量存储设备的接口。IEEE1394将来有望取代现有的SCSI总线和IDE接口,但是由于成本较高和技术上还不够成熟等原因,目前仍然只有少量使用IEEE1394接口的产品,硬盘就更少了
硬盘:英文“hard-disk”简称HD 。是一种储存量巨大的设备,作用是储存计算机运行时需要的数据。计算机的硬盘主要由碟片、磁头、磁头臂、磁头臂服务定位系统和底层电路板、数据保护系统以及接口等组成。 计算机硬盘的技术指标主要围绕在盘片大小、盘片多少、单碟容量、磁盘转速、磁头技术、服务定位系统、接口、二级缓存、噪音和S.M.A.R.T. 等参数上。
碟片:硬盘的所有数据都存储在碟片上,碟片是由硬质合金组成的盘片,现在还出现了玻璃盘片。目前的硬盘产品内部盘片大小有:5.25,3.5,2.5和1.8英寸(后两种常用于笔记本及部分袖珍精密仪器中,现在台式机中常用3.5英寸的盘片)。
磁头:硬盘的磁头是用线圈缠绕在磁芯上制成的,最初的磁头是读写合一的,通过电流变化去感应信号的幅度。对于大多数计算机来说,在与硬盘交换数据的过程中,读操作远远快于写操作,而且读/写是两种不同特性的操作,这样就促使硬盘厂商开发一种读/写分离磁头。在1991年,IBM提出了它基于磁阻(MR)技术的读磁头技术──各项异性磁 ,磁头在和旋转的碟片相接触过程中,通过感应碟片上磁场的变化来读取数据。在硬盘中,碟片的单碟容量和磁头技术是相互制约、相互促进的。
AMR(Anisotropic Magneto Resistive,AMR):一种磁头技术,AMR技术可以支持3.3GB/平方英寸的记录密度,在1997年AMR是当时市场的主流技术。
GMR(Giant Magneto Resistive,巨磁阻):比AMR技术磁头灵敏度高2倍以上,GMR磁头是由4层导电材料和磁性材料薄膜构成的:一个传感层、一个非导电中介层、一个磁性的栓层和一个交换
层。前3个层控制着磁头的电阻。在栓层中,磁场强度是固定的,并且磁场方向被相临的交换层所保持。而且自由层的磁场强度和方向则是随着转到磁头下面的磁盘表面的微小磁化区所改变的,这种磁场强度和方向的变化导致明显的磁头电阻变化,在一个固定的信号电压下面,就可以拾取供硬盘电路处理的信号。
OAW(光学辅助温式技术):希捷正在开发的OAW是未来磁头技术发展的方向,OAW技术可以在1英寸宽内写入105000以上的磁道,单碟容量有望突破36GB。单碟容量的提高不仅可以提高硬盘总容量、降低平均寻道时间,还可以降低成本、提高性能。
PRML(局部响应最大拟然,Partial Response Maximum
Likelihood):除了磁头技术的日新月异之外,磁记录技术也是影响硬盘性能非常关键的一个因素。当磁记录密度达到某一程度后,两个信号之间相互干扰的现象就会非常严重。为了解决这一问题,人们在硬盘的设计中加入了PRML技术。PRML读取通道方式可以简单地分成两个部分。首先是将磁头从盘片上所读取的信号加以数字化,并将未达到标准的信号加以舍弃,而没有将信号输出。这个部分便称为局部响应。最大拟然部分则是拿数字化后的信号模型与PRML芯片本身的信号模型库加以对比,找出最接近、失真度最小的信号模型,再将这些信号重新组合而直接输出数据。使用PRML方式,不需要像脉冲检测方式那样高的信号强度,也可以避开因为信号记录太
密集而产生的相互干扰的现象。 磁头技术的进步,再加上目前记录材料技术和处理技术的发展,将使硬盘的存储密度提升到每平方英寸10GB以上,这将意味着可以实现40GB或者更大的硬盘容量。
间隔因子:硬盘磁道上相邻的两个逻辑扇区之间的物理扇区的数量。因为硬盘上的信息是以扇区的形式来组织的,每个扇区都有一个号码,存取操作要通过这个扇区号,所以使用一个特定的间隔因子来给扇区编号而有助于获取最佳的数据传输率。
着陆区(LZ):为使硬盘有一个起始位置,一般指定一个内层柱面作为着陆区,它使硬盘磁头在电源关闭之前停回原来的位置。着陆区不用来存储数据,因些可避免磁头在开、关电源期间紧急降落时所造成数据的损失。目前,一般的硬盘在电源关闭时会自动将磁头停在着陆区,而老式的硬盘需执行PARK命令才能将磁头归位。
反应时间:指的是硬盘中的转轮的工作情况。反应时间是硬盘转速的一个最直接的反应指标。5400RPM的硬盘拥有的是5.55 MS的反应时间,而7200RPM的可以达到4.17 MS。反应时间是硬盘将利用多长的时间完成第一次的转轮旋转。如果我们确定一个硬盘达到120周旋转每秒的速度,那么旋转一周的时间将是1/120即0.008333秒的时间。如果我们的硬盘是0.0041665秒每周的速度,我们也可以称这块硬盘的反应时间是4.17 ms(1ms=1/1000每秒)。
平均潜伏期(average latency):指当磁头移动到数据所在的磁道后,然后等待所要的数据块继续转动(半圈或多些、少些)到磁头下的时间,单位为毫秒(ms)。平均潜伏期是越小越好,潜伏期小代表硬盘的读取数据的等待时间短,这就等于具有更高的硬盘数据传输率。
道至道时间(single track seek):指磁头从一磁道转移至另一磁道的时间,单位为毫秒(ms)。
全程访问时间(max full seek):指磁头开始移动直到最后找到所需要的数据块所用的全部时间,单位为毫秒(ms)。
外部数据传输率:通称突发数据传输率(burst data transfer
rate):指从硬盘缓冲区读取数据的速率,常以数据接口速率代替,单位为MB/S。目前主流硬盘普通采用的是Ultra ATA/66,它的最大外部数据率即为66.7MB/s,2000年推出的Ultra ATA/100,理论上最大外部数据率为100MB/s,但由于内部数据传输率的制约往往达不到这么高。
主轴转速:是指硬盘内电机主轴的转动速度,目前ATA(IDE)硬盘的主轴转速一般为5400-7200rpm,主流硬盘的转速为7200RPM,
至于SCSI硬盘的主轴转速可达一般为7200-10,000RPM,而最高转速的SCSI硬盘转速高达15,000RPM。
数据缓存:指在硬盘内部的高速存储器,在电脑中就象一块缓冲器一样将一些数据暂时性的保存起来以供读取和再读取。目前硬盘的高速缓存一般为512KB-2MB,目前主流ATA硬盘的数据缓存为2MB,而在SCSI硬盘中最高的数据缓存现在已经达到了16MB。对于大数据缓存的硬盘在存取零散文件时具有很大的优势。
硬盘表面温度:它是指硬盘工作时产生的温度使硬盘密封壳温度上升情况。硬盘工作时产生的温度过高将影响磁头的数据读取灵敏度,因此硬盘工作表面温度较低的硬盘有更好的数据读、写稳定性。
MTBF(连续无故障时间):它指硬盘从开始运行到出现故障的最长时间,单位是小时。一般硬盘的MTBF至少在30000或40000小时。
S.M.A.R.T.(自监测、分析、报告技术):这是现在硬盘普遍采用的数据安全技术,在硬盘工作的时候监测系统对电机、电路、磁盘、磁头的状态进行分析,当有异常发生的时候就会发出警告,有的还会自动降速并备份数据。
DPS(数据保护系统):昆腾在火球八代硬盘中首次内建了DPS,在硬盘的前300MB内存放操作系统等重要信息,DPS可在系统出现问题后的90秒内自动检测恢复系统数据,若不行则用DPS软盘启动后它会自动分析故障,尽量保证数据不丢失
数据卫士:是西部数据(WD)特有的硬盘数据安全技术,此技术可在硬盘工作的空余时间里自动每8个小时自动扫描、检测、修复盘片的各扇区。
MaxSafe:是迈拓在金钻二代上应用的技术,它的核心是将附加的ECC校验位保存在硬盘上,使读写过程都经过校验以保证数据的完整性。
DST:驱动器自我检测技术,是希捷公司在自己硬盘中采用的数据安全技术,此技术可保证保存在硬盘中数据的安全性。
DFT:驱动器健康检测技术,是IBM公司在自己硬盘中采用的数据安全技术,此技术同以上几种技术一样可极大的提高数据的安全性。
噪音与防震技术:硬盘主轴高速旋转时不可避免的产生噪音,
并会因金属磨擦而产生磨损和发热问题,“液态轴承马达”就可以解决这一问题。它使用的是黏膜液油轴承,以油膜代替滚珠,可有效地降低以上问题。同时液油轴承也可有效地吸收震动,使硬盘的抗震能力由一般的一二百个G提高到了一千多G,因此硬盘的寿命与可*性也可以得到提高。昆腾在火球七代(EX)系列之后的硬盘都应用了SPS震动保护系统;迈拓在金钻二代上应用了ShockBlock防震保护系统,他们的目的都是分散冲击能量,尽量避免磁头和盘片的撞击;希捷的金牌系列硬盘中SeaShield系统是用减震材料制成的保护软罩外加磁头臂与盘片间的防震设计来实现的。
ST-506/412接口:这是希捷开发的一种硬盘接口,首先使用这种接口的硬盘为希捷的ST-506及ST-412。ST-506接口使用起来相当简便,它不需要任何特殊的电缆及接头,但是它支持的传输速度很低,因此到了1987年左右这种接口就基本上被淘汰了,采用该接口的老硬盘容量多数都低于200MB。早期IBM PC/XT和PC/AT机器使用的硬盘就是ST-506/412硬盘或称MFM硬盘-MFM(Modified
Frequency Modulation)是指一种编码方案。
ESDI接口:即(Enhanced Small Drive Interface)接口,它是迈拓公司于1983年开发的。其特点是将编解码器放在硬盘本身之中,而不是在控制卡上,理论传输速度是前面所述的ST-506的2„4倍,一般可达到10Mbps。但其成本较高,与后来产生的IDE接口相


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