컴퓨터 하드웨어에 대한 지식
먼저 호스트에 대해 이야기해 보겠습니다. CPU 소개 - CPU의 기본 구조, 기능 및 매개변수 CPU는 주로 산술 장치, 컨트롤러, 레지스터 그룹 및 내부 버스로 구성됩니다. 레지스터 그룹은 명령어가 실행된 후 피연산자 및 중간 데이터를 저장하는 데 사용되며, 연산 장치는 명령어에 지정된 계산 및 연산을 완료합니다. 1. 주 주파수
주 주파수는 클럭 주파수라고도 하며 단위는 MHz(또는 GHz)로 CPU 작동 속도와 데이터 처리 속도를 나타냅니다. CPU 주 주파수 = FSB × 곱셈 인자. 많은 사람들은 주 주파수가 CPU의 실행 속도를 결정한다고 생각합니다. 이는 일방적일 뿐만 아니라 서버에 있어서도 이러한 이해는 편향되어 있습니다. 아직까지 메인 주파수와 실제 컴퓨팅 속도 사이의 수치적 관계를 실현할 수 있는 명확한 공식은 없으며, 심지어 두 주요 프로세서 제조업체인 Intel과 AMD도 이 점에 대해 Intel에서 자사 제품의 개발 동향을 살펴보면 큰 논쟁을 벌이고 있습니다. , 인텔이 자체 메인 주파수 개발 강화에 큰 중요성을 부여하고 있음을 알 수 있습니다. 다른 프로세서 제조업체와 마찬가지로 누군가는 비교를 위해 1G Transmeta 프로세서를 사용했습니다. 운영 효율성은 2G Intel 프로세서와 동일합니다.
따라서 CPU의 주 주파수는 CPU의 실제 컴퓨팅 성능과 직접적인 관련이 없습니다. 주 주파수는 CPU의 디지털 펄스 신호 발진 속도를 나타냅니다. Intel의 프로세서 제품에서도 예를 볼 수 있습니다. 1GHz Itanium 칩은 거의 2.66GHz Xeon/Opteron만큼 빠르게 작동할 수 있고, 1.5GHz Itanium 2는 대략 4GHz Xeon/Opteron만큼 빠르게 작동할 수 있습니다. CPU의 컴퓨팅 속도는 CPU 파이프라인, 버스 등의 성능 지표에 따라 달라집니다.
물론, 메인 주파수는 실제 컴퓨팅 속도와 관련이 있으며, 이는 CPU 성능의 한 측면일 뿐 CPU의 전체 성능을 나타내지는 않는다고 할 수 있습니다. 3. FSB(프런트 사이드 버스) 주파수
FSB(프런트 사이드 버스) 주파수(즉, 버스 주파수)는 CPU와 메모리 간의 직접적인 데이터 교환 속도에 직접적인 영향을 미칩니다. 계산할 수 있는 공식이 있습니다. 즉, 데이터 대역폭 = (버스 주파수 × 데이터 비트 폭) / 8입니다. 데이터 전송의 최대 대역폭은 동시에 전송되는 모든 데이터의 폭과 전송 주파수에 따라 달라집니다. 예를 들어, 64비트를 지원하는 현재 Xeon Nocona의 전면 버스는 800MHz이며 공식에 따르면 최대 데이터 전송 대역폭은 6.4GB/초입니다.
FSB와 FSB 주파수의 차이: FSB의 속도는 데이터 전송 속도를 의미하고, FSB는 CPU와 마더보드 간의 동기 작동 속도를 의미합니다. 즉, 100MHz FSB는 구체적으로 초당 1억 번 진동하는 디지털 펄스 신호를 의미하는 반면, 100MHz 전면 버스는 CPU가 초당 수용할 수 있는 데이터 전송량, 즉 100MHz×64비트±8비트를 의미합니다. /바이트=800MB/s .
사실 'HyperTransport' 아키텍처의 등장으로 실제 FSB(Front Side Bus) 주파수가 바뀌었습니다. IA-32 아키텍처에는 메모리 컨트롤러 허브(MCH), I/O 컨트롤러 허브 및 PCI 허브(예: Intel의 일반적인 칩셋인 Intel 7501 및 Intel7505 칩셋(듀얼 Xeon 프로세서), 맞춤형 MCH)의 세 가지 중요한 구성 요소가 있어야 합니다. CPU에 533MHz 주파수의 전면 버스를 제공하며 DDR 메모리를 사용하면 전면 버스 대역폭이 4.3GB/초에 도달할 수 있습니다. 그러나 프로세서 성능이 지속적으로 향상되면서 시스템 아키텍처에도 많은 문제가 발생합니다. "HyperTransport" 아키텍처는 문제를 해결할 뿐만 아니라 AMD Opteron 프로세서와 같이 버스 대역폭을 보다 효과적으로 향상시킵니다. 유연한 HyperTransport I/O 버스 아키텍처를 사용하면 프로세서가 데이터를 전송하지 않도록 메모리 컨트롤러를 통합할 수 있습니다. 시스템 버스를 통해 칩셋은 메모리와 직접 데이터를 교환합니다. 이 경우 AMD Opteron 프로세서의 FSB(프론트 사이드 버스) 주파수에 대해 어디서부터 이야기해야 할지 모르겠습니다.
6. 캐시
캐시 크기도 CPU의 중요한 지표 중 하나이며, 캐시의 구조와 크기는 CPU 속도에 큰 영향을 미칩니다. 일반적으로 프로세서와 동일한 주파수에서 작동 및 작업 효율성은 시스템 메모리 및 하드 디스크보다 훨씬 높습니다. 실제 작업에서 CPU는 동일한 데이터 블록을 반복해서 읽어야 하는 경우가 많으며, 캐시 용량을 늘리면 메모리나 하드 디스크에서 데이터를 찾을 필요 없이 CPU 내에서 데이터를 읽는 적중률이 크게 향상되어 시스템 성능이 향상될 수 있습니다. 성능. . 그러나 CPU 칩 면적, 비용 등의 요인으로 인해 캐시 크기는 매우 작습니다.
L1 캐시(레벨 1 캐시)는 CPU의 첫 번째 레벨 캐시로 데이터 캐시와 명령어 캐시로 구분됩니다. 내장된 L1 캐시의 용량과 구조는 CPU 성능에 더 큰 영향을 미칩니다. 그러나 캐시 메모리는 정적 RAM으로 구성되어 있으며 CPU 다이 영역이 너무 클 수 없는 경우 용량이 복잡합니다. L1 캐시가 충분하지 않습니다. 아마도 너무 크게 만들어졌을 것입니다. 일반 서버 CPU의 L1 캐시 용량은 보통 32~256KB이다.
L2 캐시(레벨 2 캐시)는 CPU의 두 번째 레벨 캐시로 내부 칩과 외부 칩으로 구분됩니다. 내부 온칩 L2 캐시는 기본 주파수와 동일한 속도로 실행되는 반면, 외부 L2 캐시는 기본 주파수의 절반에서만 실행됩니다. L2 캐시 용량은 CPU 성능에도 영향을 미칩니다. 과거에는 가정용 CPU의 최대 용량이 512KB였습니다. 이제 노트북의 L2 캐시도 가능합니다. 서버와 워크스테이션은 8M 이상에 도달할 수 있습니다.
L3 캐시(3단계 캐시)는 초기형이 외장형이고 현재형이 내장형이다. 실제 효과는 L3 캐시를 적용하면 대용량 데이터 계산 시 메모리 지연 시간을 더욱 줄이고 프로세서 성능을 향상시킬 수 있다는 점이다. 메모리 대기 시간을 줄이고 대용량 데이터 컴퓨팅 기능을 향상시키는 것은 게임에 도움이 됩니다. 서버 분야에서는 L3 캐시를 추가해도 여전히 성능이 크게 향상됩니다. 예를 들어 L3 캐시가 더 큰 구성은 물리적 메모리를 더 효율적으로 사용하므로 느린 디스크 I/O 하위 시스템보다 더 많은 데이터 요청을 처리할 수 있습니다. L3 캐시가 더 큰 프로세서는 보다 효율적인 파일 시스템 캐시 동작을 제공하고 메시지 및 프로세서 대기열 길이를 더 짧게 만듭니다.
9. 제조 공정
제조 공정의 미크론은 IC 회로 사이의 거리를 나타냅니다. 제조 공정의 추세는 밀도를 높이는 방향입니다. 고밀도 IC 회로 설계는 동일한 크기의 IC가 더 높은 밀도와 더 복잡한 기능을 갖춘 회로 설계를 가질 수 있음을 의미합니다. 이제 주요 제품은 180nm, 130nm, 90nm, 65nm 및 45nm입니다. 최근 관계자들은 32nm 제조 공정을 가지고 있다고 밝혔습니다.