CPU与GPU基础知识与品牌

1 CPU信息

ubuntu系统：

lscpu

序号	属性	描述
1	架构	x86_64
2	CPU 运行模式	32-bit, 64-bit
3	字节序	Little Endian
4	CPU内核数量	4
5	在线 CPU 列表	0-3，Tensorflow可用：cpu0,cpu1,cpu2,cpu3
6	每个核的线程数	1
7	每个插槽的核数	4
8	插槽	1
9	NUMA 节点	1
10	厂商 ID	GenuineIntel
11	CPU 系列	6
13	型号	158
14	型号名称	Intel(R) Core(TM) i5-7400 CPU @ 3.00GHz
15	步进	9
16	CPU MHz	2748.422
17	CPU 最大 MHz	3500.0000
18	CPU 最小 MHz	800.0000
19	BogoMIPS	6000.00
20	虚拟化	VT-x
21	L1d 数据缓存	32K
22	L1i 指令缓存	32K
23	L2 缓存	256K
24	L3 缓存	6144K
25	NUMA 节点0 CPU	0-3，Tensorflow可用：cpu0,cpu1,cpu2,cpu3

2 CPU结构

2.1 CPU架构

序号	架构	厂家
1	X86	Intel,AMD
2	PowerPC(RISC)	IBM
3	ARM(RISC)	ARM

2.2 架构简述

2.2.1 X86架构

英特尔32位x86系列:IA-32,IA-64,x86-32；AMD系64位x86系列:x86-32(PS:基于IA-32架构,Intel并未对x86架构申请专利,大多数处理器厂商为保持与Intel主流处理器兼容,不得不采用x86架构),是在IA-32架构上的扩展.IA-64架构是Intel为提高IA-32运算性能与HP(惠普)共研的64位CPU架构,专为服务器市场开发的全新处理器架构,放弃了x86架构,但存在与32位应用程序兼容性问题,AMD推出Operon处理器,IA-64架构处理器应用受阻.

2.2.2 精简指令集

精简指令集计算机(Reduced Instruction Set Computer, RISC),具有指令格式一致的特点,所有指令周期是相同的,采用流水线技术,中高档服务器采用RISC指令的CPU有康柏(Compaq,新惠普)公司的Alpha,惠普(HP)的PA-RISC,PA-8X00,IBM的PowerPCa,MIPS的MIPS 64 20Kc和SUN的UltraSPARC III.

2.2.3 复杂指令集

复杂指令计算机(Complex Instruction Set Computer, CISC),特点是指令由完成任务的多个步骤组成,把数据传入寄存器或相加计算,指令系统庞大,指令功能复杂,寻址方式多,绝大多数指令需要多个机器周期完成,各种指令都可访问存储器,执行速度慢,二八规律,20%的程序占总运行时间的80%,80%的程序,占总执行程序的20%.

2.3 架构详解

2.3.1 x86架构

图2.1 x86架构

2.3.2 ARM架构

图2.2 ARM架构
架构解析更新ing

3 内存

3.1 内存带宽

CPU单位时间内从内存中获取数据量，如CISC可实现的内存带宽为100GB/s, RISC可实现的带宽为10GB/s。

3.2 内存容量

内存储存数据的能力.

4 GPU

GPU专为多任务并行图像级处理而生,GPU是显卡的核心.显卡分集成显卡和独立显卡.集成显卡GPU集成在CPU上与其共享内存,独立显卡GPU在独立的卡上,有自己的内存,称为视频内存或VRAM,保证了主板CPU的RAM"分量".

4.1 GPU厂家

序号	名称	代表产品
1	Nvidia	GForce系列
2	AMD	RX系列
3	Intel	Iris系列

4.2 Nvidia

英伟达(Nvidia)GPU使用CUDA核心,通过特定方式控制GPU,以更快速度和效率执行任务,CUDA核心越多,性能越高.GPU系列:GeForce GTX适合休闲游戏,GeForce RTX新一代发烧级玩家GPU，Quadro工作站:适用工程,游戏设计,VR和研究.

4.2.1 历代GPU

代	代号	年份	CUDA核心(最小)	CUDA核心(最大)
10	帕斯卡尔	2016	640	2560
9	麦克斯韦	2015	640	1536
8	第一代麦克斯韦	2014	640	1536

4.2.2 命名规则

图4.1 命名规则

• 前缀
  
  GTX(高端),GTS(中端),GT(低端)
• 代数
  
  950,1080,1080Ti
  
  9,10”代表第九,十代产品，当然第一组数字越大越好
• 定位
  
  1, 2, 3, 4低端.
  
  5, 6中端,5游戏入门级,6属于单机游戏的入门级定位.
  
  7, 8高端定位,7代表单机游戏可以放心开中高特效啦，8代表发烧级定位
• 后缀
  
  Ti加强版,如1080Ti即为1080的加强版,但1070Ti性能不会超过1080,虽然是Ti但是仅仅表示统一级别中性能最高的.
  
  SE表示阉割版,性能较弱.

4.2.3 GeForce GTX系列

名称	CUDA核心	VRAM	内存带宽	VR	4K
1080Ti	2048	16G	192GB/s	Y	Y
1080	1792	8G	192GB/s	Y	Y
Quadro P3000	1280	8G	168GB/s	N	Y

4.2.4 GeForce RTX系列

名称	CUDA核心	VRAM	内存带宽	VR	4K
2080Ti	4352	11G	352GB/s	Y	Y
2080	2944	8G	256GB/s	Y	Y
2070	2304	8G	256GB/s	N	Y

4.2.5 Quadro系列

名称	CUDA核心	VRAM	内存带宽	VR	4K
Quadro P5000	2048	16G	192GB/s	Y	Y
Quadro P4000	1792	8G	192GB/s	Y	Y
Quadro P3000	1280	8G	168GB/s	N	Y

4.3 AMD

AMD的GPU使用流处理技术,流处理器负责处理流入和流出GPU的所有数据,流处理器越多,性能越高.系列带有Radeon,如R3, R5,数字表示性能,数字越大,性能越高.

4.3.1 历代GPU

代	代号	年份	流处理器(最小)	流处理器(最大)
4	北极星	2016	320	2048
3	汤家	2015	320	640
2	海王星	2014	320	1280

4.3.2 移动设备GPU

M表示移动设备,但400系列已放弃M标识,使用RX标识.

名称	蒸汽处理器	VRAM	内存带宽	VR	4K
RX480	2048	8G	256GB/s	Y	Y
RX470	896	4G	211GB/s	Y	Y
RX460	768	4G	112GB/s	N	Y

4.4 Intel

英特尔(Intel)GPU系列Iris

名称	maxVRAM	内存带宽	VR	4K
Iris Plus Graphics 650	32G	256GB/s	N	Y
Iris Plus Graphics 640	32G	211GB/s	N	Y

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[参考文献]

1 https://blog.csdn.net/Xin_101/article/details/84837651

2 https://baike.baidu.com/item/ARM%E6%9E%B6%E6%9E%84/9154278?fr=aladdin

3 https://baike.baidu.com/item/%E7%B2%BE%E7%AE%80%E6%8C%87%E4%BB%A4%E9%9B%86/4736552?fromtitle=risc&fromid=62696&fr=aladdin

4 https://baike.baidu.com/item/%E5%A4%84%E7%90%86%E5%99%A8%E6%9E%B6%E6%9E%84/8535061

5 https://wenku.baidu.com/view/59a6d052e97101f69e3143323968011ca200f768.html?rec_flag=default&sxts=1556499075309