【PC Basic】CPU、核、多线程的那些事儿
一、CPU与核的概念
1、半导体中名词【Wafer】【Chip】【Die】中文名字和用途
Wafer——晶圆
wafer 即为图片所示的晶圆,由纯硅(Si)构成。一般分为6英寸、8英寸、12英寸规格不等,晶片就是基于这个wafer上生产出来的。晶圆是指硅半导体集成电路制作所用的硅晶片,由于其形状为圆形,故称为晶圆;在硅晶片上可加工制作成各种电路元件结构,而成为有特定电性功能的集成电路产品。Die——晶粒
Wafer上的一个小块,就是一个晶片晶圆体,学名Die,封装后就成为一个颗粒。晶粒是组成多晶体的外形不规则的小晶体,而每个晶粒有时又有若干个位向稍有差异的亚晶粒所组成。晶粒的平均直径通常在0.015~0.25mm范围内,而亚晶粒的平均直径通常为0.001mm数量级。Chip——芯片
一片载有Nand Flash晶圆的Wafer,Wafer首先经过切割,然后测试,将完好的、稳定的、足容量的Die取下,封装形成日常所见的Nand Flash芯片(Chip)。芯片一般主要含义是作为一种载体使用,并且集成电路经过很多道复杂的设计工序之后所产生的一种结果。
2、什么是CPU核
核心(Die)又称为内核,是CPU最重要的组成部分。CPU核数,即指的是CPU内核数量。CPU中心那块隆起的芯片就是核心,是由单晶硅以一定的生产工艺制造出来的,CPU所有的计算、接受/存储命令、处理数据都由核心执行。各种CPU核心都具有固定的逻辑结构,一级缓存、二级缓存、执行单元、指令级单元和总线接口等逻辑单元都会有科学的布局。常见的CPU核数有双核、四核、六核、八核、十二核等。在内核频率、缓存大小等条件相同的情况下,CPU内核数量越多,CPU的整体性能越强。比如3.8GHz的6核CPU就比3.8GHz的双核CPU性能要强。
物理核
- 物理核数量=cpu数(机子上装的cpu的数量)*每个cpu的核心数
虚拟核
- 所谓的4核8线程,4核指的是物理核心。通过超线程技术,用一个物理核模拟两个虚拟核,每个核两个线程,总数为8线程。
- 在操作系统看来是8个核,但是实际上是4个物理核。
- 通过超线程技术可以实现单个物理核实现线程级别的并行计算,但是比不上性能两个物理核。
3、多核CPU和多个CPU有何区别?
为什么非得要费力气把CPU核心封装到一个盒子里呢?
先说结论,多核CPU和多CPU的区别主要在于性能和成本。
- 多核CPU性能最好,但成本最高;
- 多CPU成本小,便宜,但性能相对较差。
我们来看一个例子:如果我们需要组成一个48核的计算机,我们可以有这么三种选择:
- 把48个核全部做到一个大Die上,Die很大。这个Die加上一些外围电路组成一个单Die多核CPU。
- 弄4个小Die,每个Die 12个内核,每个Die很小。把这4个Die,加上互联总线和外围电路,全部封装(Packaging)到一个多Die多核CPU中。
- 还是弄4个Die,每个Die 12个内核,每个Die很小。每个Die加上外围电路封装成一个单独的CPU,4个CPU再通过总线组成一个多路(way/socket)系统。
多核CPU
一个核心只能同时执行一个线程
二、进程和线程
...
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