请问有哪些技术可以解决刀片式服务器的散热和能耗问题?

请问有哪些技术可以解决刀片式服务器的散热和能耗问题?,第1张

惠普推动绿色刀片策略造绿色数据中心
随着国家政策对节能降耗要求的提高,节能降耗正成为国家、全社会关注的重点。而IT能耗在所有的电力使用当中所占比重的不断上升,已经使其成为社会提倡节能降耗主要领域之一。做为全球领先的IT公司和一家具有强烈社会责任感的企业,惠普公司积极倡导“绿色IT”的理念,并加大研发,推出了一系列的针对绿色IT的创新技术和产品。10月26日,惠普公司在香山饭店举办了“绿色刀片”的研讨会,介绍了惠普公司新一代数据中心以及新一代刀片系统BladeSystem c-Class在供电散热等方面的绿色创新技术以及环保节能优势,并推出了针对绿色数据中心的完整解决方案。
长期以来,更强大的数据中心处理能力一直是我们追求的目标。但在能源开销与日俱增的今天,处理能力发展的另一面是需要消耗更多的资源。而且随着服务器密度的不断增大,供电需求也在相应增加,并由此产生了更多的热量。在过去的十年中,服务器供电密度平均增长了十倍。据IDC预测,到2008年IT采购成本将与能源成本持平。另一方面,数据中心的能耗中,冷却又占了能耗的60%到70%。因此,随着能源价格的节节攀升,数据中心的供电和冷却问题,已经成为所有的数据中心都无法回避的问题。
惠普公司十几年来一直致力于节能降耗技术的研究,并致力于三个层面的创新:一是数据中心层面环境级的节能技术;二是针对服务器、存储等IT产品在系统层面的绿色设计;三是对关键节能部件的研发,如供电、制冷、风扇等方面的技术创新。目前,来自惠普实验室的这些创新技术正在引领业界的绿色趋势。针对数据中心环境层面,惠普推出了全新的动态智能冷却系统帮助客户构建新一代绿色数据中心或对原有数据中心进行改造;在设备层面,惠普的新一代绿色刀片服务器系统以能量智控(Thermal Logic)技术以及PARSEC体系架构等方面的创新成为未来数据中心节能的最关键基础设施;同时这些创新技术体现在一些关键节能部件上,如Active Cool(主动散热)风扇、动态功率调整技术(DPS, Dynamic Power Saver)等。惠普公司的绿色创新将帮助客户通过提高能源效率来降低运营成本。
HP DSC精确制冷 实现绿色数据中心
传统数据中心机房采用的是平均制冷设计模式,但目前随着机架式服务器以及刀片服务器的出现和普及,数据中心出现了高密度服务器与低密度混合的模式,由于服务器的密度不均衡,因而产生的热量也不均衡,传统数据中心的平均制冷方法已经很难满足需求。造成目前数据中心的两个现状:一是目前85%以上的机房存在过度制冷问题;二在数据中心的供电中,只有1/3用在IT设备上,而制冷费用占到总供电的2/3 。因此降低制冷能耗是数据中心节能的关键所在。
针对传统数据中心机房的平均制冷弊端,惠普推出了基于动态智能制冷技术的全新解决方案——“惠普动态智能冷却系统”(DSC, Dynamic Smart Cooling)。动态智能冷却技术的目标是通过精确制冷,提高制冷效率。DSC可根据服务器运行负荷动态调控冷却系统来降低能耗,根据数据中心的大小不同,节能可达到20 %至45%。
DSC结合了惠普在电源与冷却方面的现有创新技术,如惠普刀片服务器系统 c-Class架构的重要组件HP Thermal Logic等技术,通过在服务器机架上安装了很多与数据中心相连的热能探测器,可以随时把服务器的温度变化信息传递到中央监控系统。当探测器传递一个服务器温度升高的信息时,中央监控系统就会发出指令给最近的几台冷却设备,加大功率制冷来降低那台服务器的温度。当服务器的温度下降后,中央监控系统会根据探测器传递过来的新信息,发出指令给附近的冷却设备减小功率。惠普的实验数据显示,在惠普实验室的同一数据中心不采用DSC技术,冷却需要117千瓦,而采用DSC系统只需要72千瓦。
惠普刀片系统:绿色数据中心的关键生产线
如果把数据中心看作是一个“IT工厂”,那么“IT工厂”节能降耗不仅要通过DSC等技术实现“工厂级”环境方面的节能,最重要的是其中每一条“生产线”的节能降耗,而数据中心的生产线就是服务器、存储等IT设备。目前刀片系统以节约空间、便于集中管理、易于扩展和提供不间断的服务,满足了新一代数据中心对服务器的新要求,正成为未来数据中心的重要“生产线”。因此刀片系统本身的节能环保技术是未来数据中心节能降耗的关键所在。
惠普公司新一代绿色刀片系统HP BladeSystem c-Class基于工业标准的模块化设计,它不仅仅集成了刀片服务器和刀片存储,还集成了数据中心的众多要素如网络、电源/冷却和管理等,即把计算、存储、网络、电源/冷却和管理都整合到一起。同时在创新的BladeSystem c-Class刀片系统中,还充分考虑了现代数据中心基础设施对电源、冷却、连接、冗余、安全、计算以及存储等方面的需求。
在标准化的硬件平台基础上,惠普刀片系统的三大关键技术,更令竞争对手望尘莫及。首先是惠普洞察管理技术——它通过单一的控制台实现了物理和虚拟服务器、存储、网络、电源以及冷却系统的统一和自动化管理,使管理效率提升了10倍,管理员设备配比达到了1:200。第二是能量智控技术——通过有效调节电力和冷却减少能量消耗,超强冷却风扇相对传统风扇降低了服务器空气流40%,能量消耗减少50%。最后是虚拟连接架构——大大减少了线缆数量,无需额外的交换接口管理。允许服务器额外增加、可替代、可移动,并无需管理员参与SAN和LAN的更改。
目前,惠普拥有完整的刀片服务器战略和产品线,既有支持2路或4路的ProLiant刀片服务器,也有采用安腾芯片的Integrity刀片系统,同时还有存储刀片、备份刀片等。同时,惠普BladeSystem c-Class刀片服务器系统已得到客户的广泛认可。根据IDC发布的2006年第四季度报告显示,惠普在刀片服务器的工厂营业额和出货量方面都占据了全球第一的位置。2007年第二季度,惠普刀片市场份额472%,领先竞争对手达15%,而且差距将会继续扩大。作为刀片市场的领导者,惠普BladeSystem c-Class刀片系统将成为数据中心的关键基础设施。
PARSEC体系架构和能量智控:绿色生产线的两大核心战略
作为数据中心的关键基础设施,绿色是刀片系统的重要发展趋势之一,也是数据中心节能的关键所在。HP BladeSystem c-Class刀片系统的创新设计中,绿色就是其关键创新技术之一,其独特的PARSEC体系架构和能量智控技术就是这条绿色生产线的两大关键技术。
HP PARSEC体系结构是惠普刀片系统针对绿色策略的另一创新。目前机架服务器都采用内部几个小型局部风扇布局,这样会造成成本较高、功率较大、散热能力差、消费功率和空间。HP PARSEC(Parallel Redundant Scalable Enterprise Cooling)体系结构是一种结合了局部与中心冷却特点的混合模式。机箱被分成四个区域,每个区域分别装有风扇,为该区域的刀片服务器提供直接的冷却服务,并为所有其它部件提供冷却服务。由于服务器刀片与存储刀片冷却标准不同,而冷却标准与机箱内部的基础元件相适应,甚至有时在多重冷却区内会出现不同类型的刀片。配合惠普创新的 Active Cool风扇,用户就可以轻松获得不同的冷却配置。惠普风扇设计支持热插拔,可通过添加或移除来调节气流,使之有效地通过整个系统,让冷却变得更加行之有效。
惠普的能量智控技术(Thermal Logic)是一种结合了惠普在供电、散热等方面的创新技术的系统级节能方法,该技术提供了嵌入式温度测量与控制能力,通过即时热量监控,可追踪每个机架中机箱的散热量、内外温度以及服务器耗电情况,这使用户能够及时了解并匹配系统运行需求,与此同时以手动或自动的方式设定温度阈值。或者自动开启冷却或调整冷却水平以应对并解决产生的热量,由此实现最为精确的供电及冷却控制能力。通过能量智控管理,客户可以动态地应用散热控制来优化性能、功耗和散热性能,以充分利用电源预算,确保灵活性。采用能量智控技术,同样电力可以供应的服务器数量增加一倍,与传统的机架堆叠式设备相比,效率提升30%。在每个机架插入更多服务器的同时,所耗费的供电及冷却量却保持不变或是减小,整体设计所需部件也将减少。
Active Cool风扇、DPS、电源调整仪:生产线的每个部件都要节能
惠普BladeSystem c-Class刀片系统作为一个“绿色生产线”,通过能量智控技术和PARSEC体系架构实现了“生产线”级的节能降耗,而这条生产线上各组成部件的技术创新则是绿色生产线的关键技术保障。例如,深具革新意义的Active Cool风扇,实现智能电源管理的ProLiant 电源调整仪以及动态功率调整等技术。
风扇是散热的关键部件。风扇设计是否越大越好?答案是否定的。市场上有的刀片服务器产品采用了较大型的集中散热风扇,不仅占用空间大、噪音大,冗余性较差、有漏气通道,而且存在过渡供应、需要较高的供电负荷。
惠普刀片服务器中采用了创新的Active Cool(主动散热)风扇。Active Cool风扇的设计理念源于飞行器技术,体积小巧,扇叶转速达136英里/小时,在产生强劲气流的同时比传统型风扇设计耗电量更低。同时具有高风量(CFM)、高风压、最佳噪音效果、最佳功耗等特点,仅使用100瓦电力便能够冷却16台刀片服务器。这项深具革新意义的风扇当前正在申请20项专利。Active Cool风扇配合PARSEC散热技术,可根据服务器的负载自动调节风扇的工作状态,并让最节能的气流和最有效的散热通道来冷却需要的部件,有效减少了冷却能量消耗,与传统散热风扇相比,功耗降低66%,数据中心能量消耗减少50%。
在供电方面,同传统的机架服务器独立供电的方式相比,惠普的刀片系统采用集中供电,通过创新的ProLiant 电源调整仪以及动态功率调整等技术实现了智能电源管理,根据电源状况有针对性地采取策略,大大节省了电能消耗。
ProLiant 电源调整仪(ProLiant Power Regulator)可实现服务器级、基于策略的电源管理。电源调整议可以根据CPU的应用情况为其提供电源,必要时,为CPU应用提供全功率,当不需要时则可使CPU处于节电模式,这使得服务器可以实现基于策略的电源管理。事实上可通过动态和静态两种方式来控制CPU的电源状态,即电源调整议即可以设置成连续低功耗的静态工作模式,也可以设置成根据CPU使用情况自动调整电源供应的动态模式。目前电源调整议可适用于AMD或英特尔的芯片,为方便使用,惠普可通过iLO高级接口显示处理器的使用数据并通过该窗口进行配置 *** 作。电源调整议使服务器在不损失性能的前提下节省了功率和散热成本。
惠普创新的动态功率调整技术(DPS, Dynamic Power Saver)可以实时监测机箱内的电源消耗,并根据需求自动调节电源的供应。由于电源在高负荷下运转才能发挥最大效力,通过提供与用户整体基础设施要求相匹的配电量, DPS进一步改进了耗电状况。例如,当服务器对电源的需求较少时,可以只启动一对供电模块,而使其它供电模块处于stand by状态,而不是开启所有的供电单元,但每个供电单元都以较低的效率运行。当对电源需求增加时,可及时启动STAND BY的供电模块,使之满足供电需求。这样确保了供电系统总是保持最高效的工作状态,同时确保充足的电力供应,但通过较低的供电负荷实现电力的节约。通过动态功率调整技术,每年20个功率为0075/千瓦时的机箱约节省5545美元。
结束语
传统数据中心与日俱增的能源开销备受关注,在过去十年中服务器供电费用翻番的同时,冷却系统也为数据中心的基础设施建设带来了空前的压力。为了解决节节攀升的热量与能源消耗的难题,惠普公司创新性地推出了新一代绿色刀片系统BladeSystem c-Class和基于动态智能制冷技术DSC的绿色数据中心解决方案,通过惠普创新的PARSEC体系架构、能量智控技术(Thermal Logic)以及Active Cool风扇等在供电及散热等部件方面的创新技术来降低能耗,根据数据中心的大小不同,这些技术可为数据中心节能达到20 %至45%。

1、ThrottleStop(CPU性能监视和的改工具)

ThrottleStop是Intel Core 2和Core i系列CPU的性能监视和修改工具。它可能以不计代价”的方式最大化发挥CPU的性能,并允许系统忽视温度的影响。

2、Intel Desktop Control Center

(简称IDCC)软件是款集主板状况监控和主板超频功能与体的非常实用的工具软件,它表美系统构行性,增强功能,并可控制冷却噪音等问题。

3、Prime95

Prime95是款专]测试系统稳定的软件,在所有的烤机软件中,Prime95是公认的最残酷的款。它把负荷高得

有点离谱的工作最加载在CPU身上,以此来考验CPU)的承受能力。这一测试因其可以发现其他测试程序无法发现的稳定性问题而备受关注,更加被许多专业的计算机OEM制造商用来确定计算机的稳定性。

不可以超频,而且服务器要求稳定,不建议超频,这款处理器参数如下:

核心数量: 六核心

主频: 2660MHz

制作工艺: 32纳米

插槽类型: LGA 1366

在电脑刚开机时按DEL键进入BIOS,可以看到CMOS的主菜单,超频选项都在“PowerUserOverclockSettings”选项中。按enter键进入“PowerUserOverclockSettings”选项,进行参数设置。
内存超频就是让内存外频运行在比它被设定运行的更高的速度下。
在一般情况下,CPU外频与内存外频是一致的,所以在提升CPU外频进行超频时,也必须相应提升内存外频使之与CPU同频工作。
比如我们拥有一个平台,CPU为AthlonXP1800+、KT600主板、DDR266内存。AthlonXP1800+默认外频为133MHz、默认倍频为115,主频为153G,由于AthlonXP1800+倍频被锁定了,只能通过提升外频的方法超频。
假如将AthlonXP1800+外频提升到166MHz,此时CPU主频为166MHz×115≈19GHz。

cpu是central processing unit(中央微处理器)的缩写,它是计算机中最重要的一个部分,由运算器和控制器组成。如果把计算机比作人,那么cpu就是人的大脑。cpu的发展非常迅速,个人电脑从8088(xt)发展到现在的pentium 4时代,只经过了不到二十年的时间。
从生产技术来说,最初的 8088集成了29000个晶体管,而pentiumⅲ的集成度超过了2810万个晶体管;cpu的运行速度,以mips(百万个指令每秒)为单位,8088是075mips,到高能奔腾时已超过了1000mips。不管什么样的cpu,其内部结构归纳起来都可以分为控制单元、逻辑单元和存储单元三大部分,这三个部分相互协调,对命令和数据进行分析、判断、运算并控制计算机各部分协调工作。
cpu从最初发展至今已经有二十多年的历史了,这期间,按照其处理信息的字长,cpu可以分为:4位微处理器、8位微处理器、16位微处理器、32位微处理器以及正在酝酿构建的64位微处理器,可以说个人电脑的发展是随着cpu的发展而前进的。
intel 4004
1971年,英特尔公司推出了世界上第一款微处理器4004,这是第一个可用于微型计算机的四位微处理器,它包含2300个晶体管,随后英特尔又推出了8008。1974年,8008发展成8080,成为第二代微处理器。8080作为代替电子逻辑电路的器件被用于各种应用电路和设备中。
第二代微处理器均采用 nmos工艺,集成度约9000只晶体管,平均指令执行时间为1μs~2μs,采用汇编语言、basic、fortran编程,使用单用户 *** 作系统。
intel 8086
1978年英特尔公司生产的8086是第一个16位的微处理器。这就是第三代微处理器的起点。
8086微处理器最高主频速度为8mhz,具有16位数据通道,内存寻址能力为1mb。同时英特尔还生产出与之相配合的数学协处理器i8087,这两种芯片使用相互兼容的指令集。人们将这些指令集统一称之为 x86指令集。以后英特尔又陆续生产出第二代、第三代等更先进和更快的新型cpu,但都仍然兼容原来的x86指令,而且英特尔在后续cpu的命名上沿用了原先的x86序列,直到后来因商标注册问题,才放弃了继续用阿拉伯数字命名。
1979年,英特尔公司又开发出了8088。8086和8088在芯片内部均采用16位数据传输,所以都称为16位微处理器。8088工作频率为666mhz、716mhz或8mhz,集成了大约29000个晶体管。
8086和8088问世后不久,英特尔公司就开始对他们进行改进,他们将更多功能集成在芯片上,这样就诞生了80186和80188。
1981年,美国ibm公司将8088芯片用于其研制的pc机中,从而开创了全新的微机时代。也正是从8088开始,个人电脑(pc)的概念开始在全世界范围内发展起来。从8088应用到ibm pc机上开始,个人电脑真正走进了人们的工作和生活之中,它也标志着一个新时代的开始。
intel 80286
1982年,英特尔公司在8086的基础上,研制出了80286微处理器,80286集成了大约130000个晶体管。该微处理器的最大主频为20mhz。80286在以下四个方面比它的前辈有显著的改进:支持更大的内存;能够模拟内存空间;能同时运行多个任务;提高了处理速度。
8086~80286这个时代是个人电脑起步的时代,当时在国内使用甚至见到过pc机的人很少,它在人们心中是一个神秘的东西。到九十年代初,国内才开始普及计算机。
intel 80386
1985年春天的时候,英特尔公司已经成为了第一流的芯片公司,10月17日,英特尔划时代的产品——80386dx正式发布了,其内部包含275万个晶体管,时钟频率为125mhz,后逐步提高到20mhz、25mhz、33mhz,最后还有少量的40mhz产品。
80386dx的内部和外部数据总线是32位,地址总线也是32位。80386最经典的产品为80386dx-33mhz,一般我们说的80386就是指它。由于32位微处理器的强大运算能力,pc的应用扩展到很多的领域,如商业办公和计算、工程设计和计算、数据中心、个人娱乐。80386使32位cpu成为了pc工业的标准。
intel 80386sx
1989年英特尔公司又推出准32位微处理器芯片80386sx。这是intel为了扩大市场份额而推出的一种较便宜的普及型cpu,80386sx推出后,受到市场的广泛的欢迎,因为80386sx的性能大大优于80286,而价格只是80386的三分之一。
intel 80486
1989年,我们大家耳熟能详的80486芯片由英特尔推出。这款经过四年开发和3亿美元资金投入的芯片的伟大之处在于它首次实破了100万个晶体管的界限,集成了120万个晶体管,使用1微米的制造工艺。80486的时钟频率从25mhz逐步提高到33mhz、40mhz、50mhz。80486的性能比带有80387数学协微处理器的80386 dx性能提高了4倍。
intel pentium
1993年,全面超越486的新一代586 cpu问世,为了摆脱486时代微处理器名称混乱的困扰,英特尔公司把自己的新一代产品命名为pentium(奔腾)以区别amd和cyrix的产品。amd和cyrix也分别推出了k5和6x86微处理器来对付芯片巨人,但是由于奔腾微处理器的性能最佳,英特尔逐渐占据了大部分市场。
pentium最初级的cpu是pentium 60和pentium 66。早期的奔腾75mhz~120mhz使用05微米的制造工艺,后期120mhz频率以上的奔腾则改用035微米工艺。
intel pentium mmx
多能奔腾 (pentium mmx)的正式名称就是“带有mmx技术的pentium”,是在1996年底发布的。
多能奔腾在原 pentium的基础上进行了重大的改进,新增加的57条mmx多媒体指令,使得多能奔腾即使在运行非mmx优化的程序时,也比同主频的pentium cpu要快得多。这57条mmx指令专门用来处理音频、视频等数据。多能奔腾拥有450万个晶体管,功耗17瓦。支持的工作频率有:133mhz、150mhz、166mhz、200mhz、233mhz。
intel pentium pro
pentium pro(高能奔腾,686级的cpu)的核心架构代号为p6(也是未来pⅱ、pⅲ所使用的核心架构),这是第一代产品,二级cache有256kb或512kb,最大有1mb的二级cache。工作频率有:133/66mhz(工程样品),150/60mhz、166/66mhz、180/60mhz、200/66mhz。
intel pentiumⅱ
pentiumⅱ的中文名称叫“奔腾二代”,采用klamath核心,035微米工艺制造,内部集成750万个晶体管,核心工作电压为28v。
1998年4月16日,英特尔第一个支持100mhz额定外频的cpu正式推出。采用新核心的pentiumⅱ微处理器采用025微米工艺制造,其核心工作电压降至20v,支持芯片组主要是intel的440bx。
在 1998年至1999年间,英特尔公司推出了比pentiumⅱ功能更强大的cpu--xeon(至强微处理器)。xeon微处理器主要面向对性能要求更高的服务器和工作站系统。
intel pentiumⅲ
1999年春节刚过,英特尔公司就发布了采用katmai核心的新一代微处理器—pentiumⅲ。该微处理器除采用025微米工艺制造,内部集成950万个晶体管,slot 1架构之外,它还具有以下新特点:系统总线频率为100mhz;采用第六代cpu核心—p6微架构,针对32位应用程序进行优化,双重独立总线;一级缓存为32kb,二级缓存大小为512kb,新增加了能够增强音频、视频和3d图形效果的指令集,共70条新指令。pentiumⅲ的起始主频速度为450mhz。
和 pentiumⅱ xeon一样,英特尔同样也推出了面向服务器和工作站系统的高性能cpu—pentiumⅲ xeon至强微处理器。
CPU的发展史
INTER是全世界硬件行业老大,是世界上最大的芯片生产商和制造商,早期CPU厂商主要以INTER、AMD和VIA、CFRIX为主。
Intel公司成立于1968年,格鲁夫、诺依斯和摩尔是微电子业界的梦幻组合。
Intel 4004
1971年1月,Intel公司的霍夫(Marcian EHoff)研制成功世界上第一枚4位微处理器芯片Intel 4004,标志着第一代微处理器问世,微处理器和微机时代从此开始。因发明微处理器,霍夫被英国《经济学家》杂志列为“二战以来最有影响力的7位科学家”之一。
4004当时只有2300个晶体管,是个四位系统,时钟频率在108KHz,每秒执行6万条指令(006 MIPs)。功能比较弱,且计算速度较慢,只能用在Busicom计算器上。
1971年11月,Intel推出MCS-4微型计算机系统(包括4001 ROM芯片、4002 RAM芯片、4003移位寄存器芯片和4004微处理器),其中4004包含2300个晶体管,尺寸规格为3mm×4mm,计算性能远远超过当年的ENIAC,最初售价为200美元。
1972年4月,霍夫等人开发出第一个8位微处理器Intel 8008。由于8008采用的是P沟道MOS微处理器,因此仍属第一代微处理器。
Intel 8080 ,第二代微处理器
1973年8月,霍夫等人研制出8位微处理器Intel 8080,以N沟道MOS电路取代了P沟道,第二代微处理器就此诞生。主频2MHz的8080芯片运算速度比8008快10倍,可存取64KB存储器,使用了基于6微米技术的6000个晶体管,处理速度为064MIPS。
第一台微型计算机:Altair 8800
1975年4月,MITS发布第一个通用型Altair 8800,售价375美元,带有1KB存储器。这是世界上第一台微型计算机。
1976年,Intel 发布8085处理器
当时,Zilog、Motorola和Intel在微处理器领域三足鼎立。Zilog公司于1976年对8080进行扩展,开发 出Z80微处理器,广泛用于微型计算机和工业自动控制设备。直到今天,Z80仍然是8位处理器的巅峰之作,还在各种场合大卖特卖。CP/M就是面向其开发的 *** 作系统。许多著名的软件如:WORDSTAR 和DBASE II都基于此款处理器。
WordStar
处理程序WordStar是当时很受欢迎的应用软件,后来也广泛用于DOS平台。
Apple Ⅰ
1976年3月,Steve Wozniak和Steve Jobs开发出微型计算机Apple I,4月1日愚人节这天,两个Steve成立了Apple计算机公司。
Apple II
1976年:一些离开了Motorola公司的部分工程人员自组成立MOS Technology公司,并且开发出了6502处理器。它的位宽为8bit,频率只有1MHz,并且无协处理器。但它是IBM PC机问世之前世界上最流行的微型计算机Apple II(苹果机)的CPU。Apple II是第一个带有彩色图形的个人计算机,售价为1300美元。Apple II及其系列改进机型风靡一时,这使Apple成为微型机时代最成功的计算机公司。
Intel 8086
1978年6月,Intel推出477MHz的8086微处理器,标志着第三代微处理器问世。它采用16位寄存器、16位数据总线和29000个3微米技术的晶体管,售价360美元。 不过当时由于360美元过于昂贵,大部分人都没有足够的钱购买使用此芯片的电脑,于是 Intel 在1年之后,推出477MHz的8位微处理器8088。IBM公司1981年生产的第一台电脑就是使用的这种芯片。这也标志着x86架构和IBM PC 兼容电脑的产生。
发布的时候,8086的时钟频率有477,8和10MHz 三个版本,包括了具有300个 *** 作的指令集。其中8MHz 版本包含了大约28,000个 晶体管,具备08 MIPs 的能力。
1979年6月1日,Intel推出477MHz的准16位微处理器8088,它是8086的廉价版本,价格为大众所接受。在性能方面,它在内部以16位运行,但支持8位数据总线,采用现有的8位设备控制芯片,包含29000个3微米技术的晶体管,可访问1MB内存地址,速度为033MIPS。
同年9月,Motorola推出M68000 16位微处理器,它因采用了68000个晶体管而得名。该处理器主要供应Apple公司的Macintosh 和Atari 的ST系列电脑上。后继版本的处理器,包括68020则被使用在Macintosh II 机型。
1980年10月,Microsoft把握了一次绝佳的发展机遇。IBM在秘密进行代号为“跳棋计划”的开发项目(第一台IBM PC)过程中,向Microsoft提出采购一套 *** 作系统。Paul Allen抓住机会与Seattle Computer Products的Tim Patterson签约,向其支付了不到10万美元,获得了其DOS *** 作系统的版权并进行了一些修改,从而做成了与这个神秘客户(IBM)的大买卖。
今天的Windows系列 *** 作系统仍然兼容DOS,这个系统对于老一代电脑用户来说再熟悉不过了。
早在1980年7月,一个负责“跳棋计划”的13人小组秘密来到佛罗里达州波克罗顿镇的IBM研究发展中心,开始开发后来被称为IBM PC的产品。一年后的8月12日,IBM公司在纽约宣布第一台IBM PC诞生,这个开创计算机历史新篇章的时刻,迄今正好25年。
第一台IBM PC采用了主频为477MHz的Intel 8088, *** 作系统是Microsoft提供的MS-DOS。IBM将其命名为“个人电脑(Personal Computer)”,不久“个人电脑”的缩写“PC”成为所有个人电脑的代名词。IBM原来预计在一年中售出241683台PC,然而用户的需求被大大低估了,实际上一个月的订货量就超出了预计。
1981年:80186和80188发布。这两款微处理器内部均以16位工作,在外部输入输出上80186采用16位,而80188和8088一样均是采用8位工作。这是一颗性能介于8088,80286之间的的CPU。但事实上80186从来都没有在PC中应用,它仅仅存在于一个小范围的圈子中,作为一个小型的控制器出现,哪怕是今天。从这个时候起,AMD公司已经开始生产80186 CPU了。
1982年2月1日:在80186发布后的几周,80286就发布了。80286处理器集成了大约134万个晶体管,最大主频为20MHz,采用16位资料总线和24位位址总线。与8086相比,80186/80188增强了部分软硬件功能 80286增加了实存(24位地址)和虚拟存储器管理,可以在两种不同的模式下工作,一种叫实模式,另一种叫保护方式。80286开始正式采用一种被称为PGA的正方形包装。
1985年10月,Intel推出16MHz 80386DX微处理器(最高33MHz 主频),可以直接访问4G字节的内存,并具有异常处理机制;虚拟86模式可以同时模拟多个8086处理器来加强多任务处理能力。 80386的广泛应用,将PC机从16位时代带入了32位时代。此外它还具有比80286更多的指令集。发布时,80386的最快速版本的主频为20MHz,具备60 MIPs ,包含275,000个晶体管。
当时,IBM已经收到大量286机器的订单,不愿立即转向386,同时IBM担心长期受制于Intel芯片,开始暗中开发自己的处理器,所以对是否采用386芯片不置可否。Compaq乘机而上,推出386芯片的电脑,迅速占领了市场。
1988年6月16日:80386SX 发布,它是80386DX的廉价版本,只有16-bit总线宽度。
1989年4月,Intel推出25MHz 486微处理器。1989年5月10日:我们大家耳熟能详的80486芯片由英特尔推出。这款经过四年开发和3亿美 元资金投入的芯片的伟大之处在于它首次实破了100万个晶体管的界限,集成了120万个 晶体管,使用1微米的制造工艺。其实486就是80386+80387协处理器+8KB一级缓存,是超级版本的386。
Compaq由于持有大量386订单而对采用Intel 486犹豫不决,Dell趁机推出了自己的486整机,并通过直销模式在兼容机市场后来居上。1991年,25岁的Michael Dell成为《财富》全美500家大企业中最年轻的总裁。1995年,Dell进入全球个人电脑5强行列。
1991年5月22日:80486 DX 的廉价版本80486 SX 发布,它和DX的区别是没有整合FPU。
1993年3月22日:全面超越486的新一代586 CPU问世,为了摆脱486时代微处理器名称混乱的困扰,英特尔公司把自己的新一代产品命名为Pentium(奔腾)以区别AMD和Cyrix的产品。AMD和Cyrix也分别推出了K5和6x86微处理器来对付芯片巨人,但是由于奔腾微处理器的性能最佳,英特尔逐渐占据了大部分市场。Pentum 处理器的性能接近主要的RISC CPU并兼容80x86,同时继承了长期积累下来的价值约500亿美元的庞大软件资源。
Pentium最初级的CPU是Pentium 60和Pentium 66,分别工作在与系统总线频率相同的60MHz和66MHz两种频率下,没有我们现在所说的倍频设置。
1994年3月7日:Intel 发布90和100MHz 的Pentium 处理器。
1994年10月10日:Intel 发布75MHz 版本的Pentium 处理器。
1995年3月27日:Intel 发布120MHz 的Pentium 处理器。
1995年6月1日:Intel 发布133MHz 版本Pentium 处理器。
1995年11月1日,Intel推出了Pentium Pro处理器。Pentium Pro的工作频率有150/166/180和200MHz四种,都具有16KB的一级缓存和256KB的二级缓存。它是基于Pentium 完全相同的指令集和兼容性,达到了440 MIPs 的处理能力和55 M个晶体管。这几乎相当于比4004处理器的晶体管提升了2400倍。值得一提的是Pentium Pro采用了“PPGA” 封装技术。即一个256KB的二级缓存芯片与Pentium Pro芯片封装在一起 ,两个芯片之间用高频宽的内部总线互连,处理器与高速缓存的连接线路也被安置在该封装中,这样就使高速缓存能更容易地运行在更高的频率上。
例如Pentium Pro 200MHz CPU的L2 Cache就是运行在200MHz,也就是工作在与处理器相同的频率上,这在当时可以算得上是CPU技术的一个创新。Pentium Pro的推出,为以后Intel推出PⅡ奠定了基础。
1996年1月4日:Intel 发布150&166 MHz Pentium 处理器,包括了越33M 个晶体管。
1996年10月6日: Intel 发布200MHz Pentium 处理器。
1997年1月8日:Intel在1996年推出的Pentium 系列的改进版本,内部代号P55C,也就是我们平常所说的Pentium MMX 。Pentium MMX在原Pentium的基础上进行了重大的改进,增加了片内16KB数据缓存和16KB指令缓存,4路写缓存以及从Pentium Pro、Cyrix而来的分支预测单元和返回堆栈技术,特别是新增加的57条MMX多媒体指令。
MMX技术是Intel最新发明的一项多媒体增强指令集技术,它的英文全称可以翻译成“多媒体扩展指令集”。使得Pentium MMX即使在运行非MMX优化的程序时也比同主频的Pentium CPU要快的多。57条MMX指令专门用来处理音频、视频等数据,这些指令可以大大缩短CPU在处理多媒体数据时的等待时间,使CPU拥有更强大的数据处理能力。MMX CPU比普通CPU在运行含有MMX指令的程序时,处理
回复举报飘过 0砸 0顶 0
2楼圣白树 发表于 20081115 09:36:00
多媒体的能力提高了60%左右。MMX技术开创了CPU开发的新纪元。
Pentium MMX系列的频率只有三种:166MHz、200MHz、233MHz,一级缓存从Pentium的16KB增加到了32KB,核心电压28v,倍频分别为25、3、35。插槽都是Socket 7。
与此同时,作为Intel的主要竞争对手,AMD也发布了AMD-K6-MMX 处理器,包含相近的指令集,从而导致了一连串的法律纠纷。
1997年4月7日 。英特尔发布了Pentium II处理器。内部集成了750万个晶体管,并整合了MMX指令集技术。此时,英特尔 Pentium II架构已经从Socket 7转成Slot 1,并首次引入了SEC封装(Single Edge Contact)技术,将高速缓存与处理器整合在一块PCB板上。Slot 1的Pentium II晶体管数为900万,并且具有两种版本的核心:Klamath与Deschutes。
1997年6月2日: Intel发布233MHz Pentium MMX
1998年2月:Intel 发布333MHz Pentium II 处理器,开发代号为Deschutes,并且首次采用了025微米制造工艺,在低发热量的情况下提供比以前产品更快的速度。
1999年2月22日:AMD 发布K6-III 400MHz 版本,在一些测试中,它的性能超越了后来发布的Intel Pentium III 。它包括了23M 晶体管,并且基于100MHz Spuer socket7 主板,与那些使用66MHz 总线的芯片相比,性能的提升是卓越的。
1999年1月,Intel推出奔腾III处理器,它采用025微米制造工艺,拥有32K一级缓存和512K二级缓存(运行在芯片核心速度的一半下),包含MMX指令和Intel自己的“ 3D”指令SSE,最初发行的PIII有450和500MHz两种规格,其系统总线频率为100MHz。此外其身份代码还可通过Internet读取。
Intel的主要对手之一AMD加紧跟进的步伐,于同年8月发布Athlon处理器。10月,在微处理器论坛会议上,Intel宣布了代号为麦赛德(Merced)的处理器的正式名称Itanium(安腾)。
1999年10月,Intel推出了基于018微米工艺制造的Pentium III处理器,这款Pentium III处理器有256K在二级高速缓存,代码名为Coppermine。Coppermine以733MHz登台。随着工艺尺寸从025微米减少到018微米,不仅提高了Pentium III处理器的时钟速度,也使的Intel在技术上能够推出了集成的二级高速缓存。虽然集成的二级高速缓存只有老式Pentium III处理器的一半,但在处理器全速下运行,性能仍有显著提高。
其后Intel推出了Pentium III Xeon处理器。作为Pentium II Xeon的后继者,除了在内核架构上采纳全新设计以外,也继承了Pentium III处理器新增的70条指令集,以更好执行多媒体、流媒体应用软件。除了面对企业级的市场以外,Pentium III Xeon加强了电子商务应用与高阶商务计算的能力。Intel还将Xeon分为两个部分,低端Xeon和高端Xeon。其中,低端Xeon和普通的Coppermine一样,仅装备256KB二级缓存,并且不支持多处理器。这样低端Xeon和普通的Pentium III的性能差距很小,价格也相差不多;而高端Xeon还是具有以前的特征,支持更大的缓存和多处理器。
1999年11月29日:AMD 发布了Athlon 750MHz ,在主频和性能上超过Intel 。
2000年3月6日 : AMD 发布Athlon 1GHz。
2000年3月8日: Intel 限量供应1GHz Pentium III 处理器。
Intel 的Pentium IV 和AMD Athlon64 。虽然按照发布时间来说,Athlon64 要比Pentium IV 迟一个时代(Pentium IV 发布时间是2000年11月,而Athlon64 则是2003年9月),但Pentium IV 经过了几年的的换芯,性能也获得了显著提升。
此外在Intel和AMD 的发展版图上来说,它们是竞争对手,而且现在都加入了64-bit和双核等等技术特性,以下对它们进行比较详细的解释。
1、 Pentimu 4技术解释
2000年11月21日,Intel 在全球同步发布了其最新一代的微处理器—Pentium4(奔腾4)。Pentium4处理器原始代号为 Willamette,采用018微米铝导线工艺,配合低温半导体介质(Low-Kdiclcctric)技术制成,是一颗具有超级深层次管线化架构的处理器。
Pentium 4处理器最主要的特点就是抛弃了Intel沿用了多年的P6结构,采用了新的 NetBurst CPU结构 。NetBurst结构具有不少明显的优点:20段的超级流水线、高效的乱序执行功能、2倍速的ALU、新型的片上缓存、SSE2指令扩展集和400MHz的前端总线等等。
新的处理器系统总线( FSB)
英特尔近来在前端系统总线(FSB)方面一直不敌AMD:Pentium Ⅲ最高为133MHz的FSB和内存频率(外频);而AMD雷鸟用的 是100MHz的内存频率(外频)和266MHz的FSB(类似于CPU倍频的方式来连接这两个频率)。
Pentium 4终于有了突破:虽然 Pentium 4 系统总线仅为 100Mhz,并且也是 64位数据宽度,但由于利用与 APG4X 相同的原理“四倍泵速”,因此可传输高达 8 位 100 百万次/秒 4 = 3,200 MB/秒 的数据传输速度。明显地远超过 AMD 最近公布的Athlon 总线数据传输速度。 Athlon 总线速度为133Mhz,64位、2倍速,提供 8 位 133 百万次/秒 2 = 2,133 MB/秒的数据传输率。
这项特色使得 Pentium 4 传输数据到系统的其它部分比目前所有的 x86 处理器还快,也一并去除了 Pentium III 系统所遭受的瓶颈限制。 不过,如果主存储器无法提供相对数据传输的话,这么快的处理器总线速度也是英雄无用武之地。因此,早期此处理器的芯片组 850 就搭配了两条Rambus 信道并使用昂贵的 RDRAM 内存。这两个 RDRAM 信道能提供与 Pentium 4 系统总线(3,200MB/s)相同的数据频宽,这样的搭配将是理论上最完美的结合—提供处理器、系统与主存储器间最高的数据传输率,这也是最明显的优势之一。不过系统的整体系统的成本将会因为使用较昂贵的 RDRAM 而提高。
高速执行缓存
为了增加8KB的数据缓存,P4包含了一个执行跟踪缓存,可存储12K的微指令以帮助程序执行。这些指令不在主程序循环中执行,不被存储,从而大大提高了系统性能。
快速执行引擎
算术逻辑单元(ALU)以双倍的时钟速度运行,这让类似于加、减、逻辑与、逻辑或等基本运算的执行只用了1/2时钟。例如,15GHz的快速执行引擎其实是以3GHz在运算。
高级动态执行
高级动态执行是控制CPU执行顺序的动态单元。P4可以发出126条动态指令,使流水线完成48次载入和24次存储。与前一代的PⅢ处理器相比,它能够增加33%的预处理速度,还可以在缓存中存储更多的历史信息从而快速取出。
改进的浮点数运算和多媒体单元
P4的128位运算动态增加了运算单元,使得浮点数运算和多媒体表现都得到了较大的改进。
网络数据流单指令多数据扩展2(SSE2)
通过增加的144条新指令,SSE2具有更强多媒体增强指令和数据流单指令。这些特性包括一个128位单指令多数据整数运算和128位单指令多数据双精度浮点指令,这些指令减少了原有的指令执行数量,大大增加了执行速度。使得用户的视频、音频、图象处理、加密、财政、工程和科学应用都极大增强。SSE2可以提高多媒体的执行效率,特别是DVD/MP3/MPEG4的回放,可以最大效果地体现P4新指令集的威力。
Pentium IV是完美无缺,可是实际状况却远非Intel想象的那么简单。第一代Pentium IV 可以说是Intel 近几年内的最大失败。
首先是P4耗电惊人,所以P4系统使用的主板被设计为电源的12V电压(ATX12),通过一个4脚的插座和33V、5V一起供给主板,另外还在20针电源接口的旁边另加了一个6针的辅助电源接口。
最致命的硬伤还是Willamette核心属于Pentium 4最早期的产品,因此它的发热量很大、频率提升困难,只有17GHz和18GHz两个版本。而且它的二级缓存只有256KB,超深的处理流水线使得总体性能并不理想,特别是对于超频用户来说,这类产品难以让人感到满意 。


欢迎分享,转载请注明来源:内存溢出

原文地址: http://outofmemory.cn/zz/12674207.html

(0)
打赏 微信扫一扫 微信扫一扫 支付宝扫一扫 支付宝扫一扫
上一篇 2023-05-27
下一篇 2023-05-27

发表评论

登录后才能评论

评论列表(0条)

保存