庆国庆学知识 技术大讲堂之服务器CPU

　　一年一度的国庆黄金周又来了。在这个举国充满欢庆的日子里，有很多人选择外出旅行，也有很多人选择和亲朋好友聚会， 当然，也有不少人选择“宅”在家里。看看书、听听歌，欣赏一些精彩的大片。为了帮助充实宅男宅女在家的休闲时光，多了解些平日里因生活节奏过快而忽略的技术知识，我们特意为您推出了一系列的大讲堂课程，敬请关注！

　　本期技术大讲堂，我们要介绍的是引领服务器产品和技术升级换代的核心——CPU。服务器的中央处理器(CPU)，在内部结 构上跟台式机CPU没有本质区别，它们都是由运算器和控制器组成，CPU的内部结构可分为控制单元，逻辑单元和存储单元三大 部分。不过，随着业务应用的不同和产品线的划分，服务器处理器在技术、架构和具体应用方面，都较以前有了很大的不同。

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CPU

　　1.主频

　　主频也叫时钟频率，单位是MHz，用来表示CPU的运算速度。CPU的主频=外频×倍频系数。很多人认为主频就决定着CPU的运行速度，事实并非如此（比如最新推出的至强E7-4807，其主频为1.86GHz，但它的性能远远超过主频为2.4GHz的至强E5620处理器）。

　　所以，CPU的主频与CPU实际的运算能力是没有直接关系的，主频表示在CPU内数字脉冲信号震荡的速度。在Intel的处理器产品中，我们也可以看到这样的例子:1 GHz Itanium芯片能够表现得差不多跟2.66 GHz Xeon/Opteron一样快，或是1.5 GHz Itanium 2大约跟4 GHz Xeon/Opteron一样快。当然，主频和实际的运算速度还是有关联的，只能说主频仅仅是CPU性能表现的一个方面，而不代表CPU的整体性能。

　　2.外频

　　外频是CPU的基准频率，单位也是MHz。CPU的外频决定着整块主板的运行速度。说白了，在台式机中，我们所说的超频，都是超CPU的外频(当然一般情况下，CPU的倍频都是被锁住的)相信这点是很好理解的。但对于服务器CPU来讲，超频是绝对不允许的。前面说到CPU决定着主板的运行速度，两者是同步运行的，如果把服务器CPU超频了，改变了外频，会产生异步运行，而服务器是十分注重运行的稳定性的，除非发生意外情况，一般不容许出现宕机事故。

　　目前的绝大部分电脑系统中外频也是内存与主板之间的同步运行的速度，在这种方式下，可以理解为CPU的外频直接与内存相连通，实现两者间的同步运行状态。外频与前端总线(FSB)频率很容易被混为一谈，下面的前端总线介绍我们谈谈两者的区别。

　　3.前端总线(FSB)频率

　　前端总线(FSB)频率(即总线频率)是直接影响CPU与内存直接数据交换速度。有一条公式可以计算，即数据带宽=(总线频率×数据带宽)/8，数据传输最大带宽取决于所有同时传输的数据的宽度和传输频率。

　　外频与前端总线(FSB)频率的区别:前端总线的速度指的是数据传输的速度，外频是CPU与主板之间同步运行的速度。也就是说，100MHz外频特指数字脉冲信号在每秒钟震荡一千万次；而100MHz前端总线指的是每秒钟CPU可接受的数据传输量是100MHz×64bit÷8Byte/bit=800MB/s。

　　其实现在“HyperTransport”构架的出现，让这种实际意义上的前端总线(FSB)频率发生了变化。之前我们知道IA-32架构必须有三大重要的构件:内存控制器Hub (MCH) ,I/O控制器Hub和PCI Hub。Intel 7501、Intel7505等芯片组，就是为双至强处理器量身定做的，它们所包含的MCH为CPU提供了频率为533MHz的前端总线，配合DDR内存，前端总线带宽可达到4.3GB/秒。

　　4、CPU的位和字长

　　位:在数字电路和电脑技术中采用二进制，代码只有“0”和“1”，其中无论是 “0”或是“1”在CPU中都是 一“位”。

　　字长:电脑技术中对CPU在单位时间内(同一时间)能一次处理的二进制数的位数叫字长。所以能处理字长为8位数据的CPU通常就叫8位的CPU。同理32位的CPU就能在单位时间内处理字长为32位的二进制数据。 字节和字长的区别:由于常用的英文字符用8位二进制就可以表示，所以通常就将8位称为一个字节。字长的长度是不固定的，对于不同的CPU、字长的长度也不一样。8位的CPU一次只能处理一个字节，而32位的CPU一次就能处理4个字节，同理字长为64位的CPU一次可以处理8个字节。