CPU基础知识介绍⏹CPU(Central Processing Unit ，中央处理器)是一块超大规模的集成电路，通常被称为计算机的大脑，是一台计算机的运算核心（Core ）和控制核心（ Control Unit ），也是整个计算机系统中最重要的组成部件。

⏹中央处理器主要包括运算器（算术逻辑运算单元，ALU ，Arithmetic Logic Unit ）和高速缓冲存储器（Cache ）及实现它们之间联系的数据（Data ）、控制及状态的总线（Bus ）。

⏹它与存储器（Memory ）和输入/输出（I/O ）设备合称为电子计算机三大核心部件。

CPU 概念寄存器运算器控制器输入设备输出设备数据信号 控制信号CPU 功能✓解释计算机指令 ✓处理计算机软件中的数据CPU 组成✓控制单元 ✓运算单元 ✓存储单元CPU分类-按指令集PowerPCMIPSX86 ARM DSP…………CISC RISC⏹CISC(complex instruction set computer)，复杂指令集。

早期的CPU全部是CISC架构，它的设计目的是要用最少的机器语言指令来完成所需的计算任务。

这种架构会增加CPU结构的复杂性和对CPU工艺的要求，但对于编译器的开发十分有利。

⏹RISC(Reduced Instruction Set Computer)，精简指令集。

RISC架构要求软件来指定各个操作步骤。

这种架构可以降低CPU的复杂性以及允许在同样的工艺水平下生产出功能更强大的CPU，但对于编译器的设计有更高的要求。

X86处理器发展简史X86处理器发展经历50年的历史： 字长从4位到64位；时钟频率逐步提升；晶体管集成规模逐渐增大；性能逐渐提高的过程。

Intel X86 CPU 路标Grantley PlatformMicroarchitecture Haswell Haswell22nmNew Mico-architectureBroadwell14nmSkylake14nmNew Mico-architectureCascade Lake 14nmCopper Lake 14nmNew Mico-architectureIce Lake10nm201720202021201920162014Purley PlatformMicroarchitecture Skylake Whitley PlatformMicroarchitecture Copper Romley PlatformMicroarchitecture SandyBridge Sandy Bridge32nmNew Mico-architectureIvy Bridge22nmTick-Tock ：Tick 年（工艺年）更新制作工艺，Tock 年（架构年）更新微架构。

20122013Tock Tick Tock TickTock Tick Tock TickIntel CPU 命名规则Intel ®Xeon ®processor E# –# # # # v#Processor SKU(i.e. 10, 20, 30, etc…)Prod Line(E3, E5, E7)Wayness, maximum number of CPUs in a node (1, 2, 4, 8)Version(v2, v3, v4, etc)BrandSocket type (2, 4, 6, 8)Alpha Suffix Description LLow Power‘Low Power’ SKUs(after 4 digit numeric set):Prod FamilyDesignatorActual Socket 8LS (Westmere EX)6R (Sandy Bridge)4B2 (Sandy Bridge)2H2 (Sandy Bridge)Intel ® Xeon® 系列CPU 命名规则mesh interconnectring interconnect⏹Grantley 平台到Purley 平台CPU 架构从ringinterconnect 变更到mesh interconnect ；⏹Intel 从Purley 平台开始改变以往CPU 命名方式，最大的改变是E5、E7合并了，只分Platinum 、Gold 、Silver 、Bronze 四个级别；⏹Brone 为31xx 系列，是入门级CPU （最多8核）；Silver 为41xx 系列（最多12核）适用于中度负载；Gold 为51xx （最多14核）与61xx(最多22核)适用于通用计算；Platinum 为81xx （最多28核）适用于关键业务及高性能需求。

⏹就实际性能测试结果及Intel的商务策略看，Gold 级别的CPU 具有最佳的性价比。

缓存(Cache)缓存(Cache Memory)是位于CPU与内存之间的临时存储器，目前的CPU拥有一级、二级和三级缓存(L1 L2 L3 Cache)。

⏹缓存策略从共享分布式结构（Haswell Server架构）变更为私有本地式结构(Skylake Server架构)：共享分布式结构（ Haswell Server架构）: 共享分布式结构L3是主缓存私有本地结构（Skylake Server架构）: 私有缓存L2成为主缓存，共享L3缓存作为溢出缓存⏹共享缓存L3从Inclusive更改为Non-inclusive：Inclusive （ Haswell Server架构）: L3具有L2中所有数据的副本Non-inclusive （Skylake行Server架构）: L2中的数据可能不存在于L3中⏹1、内存读取直接填充到MLC，不再是MLC和LLC；⏹2、当需要移除MLC数据时，将写回修改的和未修改的数据；⏹3、跨核心共享的数据被复制到LLC中，以便为将来的MLC未命中提供服务。

频率CPU的频率主要包含主频、外频和倍频三部分。

主频=外频*倍频，这是X86架构的CPU计算频率的公式。

CPU 主频为 CPU 的额定工作频率，当内核数目和缓存大小一样时，主频越高的 CPU性能越好。

倍频CORE CORE CORECORE …晶振外频主频Intel Turbo Boost 技术中文叫做 Intel 睿频加速技术，此技术运行 Intel CPU 工作在标称频率（TSC）之上，性能分配上实现按需分配。

CPU主频Turbo Boost技术多核和超线程技术多核处理器把多个CPU（核心）集成到单个集成电路芯片（integrated circuit chip）中。

超线程(hyper-threading)其实就是同时多线程(simultaneous multi-theading),是一项允许一个CPU执行多个控制流的技术。

多核心技术超线程技术Skylake CPU PCIE扩展特性每个CPU有4个IO模块，IOU0用于连接PCH，IOU1~IOU3用于连接PCIE设备，每个IOU下有16个PCIE通道，可根据需要组合成为X4，X8和X16。

CPU IO模块SPEC CPU是SPEC组织推出的CPU子系统评估软件软件。

测试结果包括：SPECint_rate_base2006、SPECfp_rate_base2006、SPECint®_rate2006、SPECfp®_rate2006。

tpmC值在国内外被广泛用于衡量计算机系统的事务处理能力，为"每分钟内系统处理的新订单个数"的英文缩写。

TPMC测试及发布的成本极高（百万美元级），只有少数厂商的少数设备会在TPC官网上发布测试数据。

未在官网上发布的数据都是评估出来的。

SPEC cpu测试报告tpmC值评估方法tpmC值评估原则评估原则1：同等配置下，不同厂家设备的TPMC性能是相当的。

评估原则2：tpmC值与SPECint_rate_base值呈正比。

评估原值3：tpmC值与CPU个数呈正比具体评估方法1、在tpmC官网上查询一款CPU对应的tpmC值；2、查询这款CPU的SPECint_rate_base，用tpmC/SPECint_rate_base得到一个比例系数；3、根据需要求得tpmC值的CPU的SPECint_rate_base值乘以步骤2的系数可得tpmC值。

查询链接：https:///#@ProcessorsSPEC cpu和tpmC值查询链接：/mm/docMaintain/mmMaintain.do?f_id=SV170802065716430&method=showMMDetailCPU的详细参数可以在intel官方网站上查询CPU信息简表CPU详细参数表查询链接：https:///#@ProcessorsCPU 跨代替换Intel 开发的TRANSITION GUIDE 小工具解决用哪个新一代CPU 型号可以替代上一代CPU 型号的问题。

查询链接：https:///exodus/page?eventType=1&targetPageId=1290&defaultFlag=1①登录Transition Guide 系统 ②选择被替代CPU 型号 ③查看推荐替代的CPU①②③CPU参数说明在CPU兼容性列表中可以查看CPU关键信息。

CPU主要参数：架构封装方式主频供电电压CPU字长、功率、型号微架构、平台CPU核数指令集体系架构封装主频供电电压CPU字长CPU功率微架构CPU型号核心数GPU知识介绍GPU 基础知识●GPU 是什么图形处理器（英语：Graphics Processing Unit ，缩写：GPU ），又称显示核心、视觉处理器、显示芯片，是一种专门在个人电脑、工作站、游戏机和一些移动设备（如平板电脑、智能手机等）上图像运算工作的微处理，是显卡或GPU 卡的“心脏”。

●GPU 与CPU 的硬件逻辑架构对比●GPU 主流厂商英特尔：基本为集成显卡芯片，用于英特尔的主板和英特尔的CPU 。

NVIDIA ：NVIDIA 是现在最大的独立显卡芯片生产销售商。

AMD(ATI)：AMD 是世界上第二大的独立显卡芯片生产销售商，他的前身就是ATI ，2006年AMD 以54亿美元收购ATI 。

其中Control 是控制器、ALU 算术逻辑单元、Cache 是cpu 内部缓存、DRAM 就是内存。

可以看到GPU 设计者将更多的晶体管用作执行单元，而不是像CPU 那样用作复杂的控制单元和缓存。

从实际来看，CPU 芯片空间的5%是ALU ，而GPU 空间的40%是ALU 。