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CPU
CPU(Central Processing Unit)又叫中央处理器,其主要功能是进行运算和逻辑运算,内部结构大概可以分为控制单元、算术逻辑单元和存储单元等几个部分。按照其处理信息的字长可以分为:八位微处理器、十六位微处理器、三十二位微处理器以及六十四位微处理器等等。
CPU主要的性能指标
主频:即CPU内部核心工作的时钟频率,单位一般是兆赫兹(MHz)。这是我们平时无论是使用还是购买计算机都最关心的一个参数,我们通常所说的133、166、450等就是指它。对于同种类的CPU,主频越高,CPU的速度就越快,整机的性能就越高。
外频和倍频数:外频即CPU的外部时钟频率。外频是由电脑主板提供的,CPU的主频与外频的关系是:CPU主频=外频×倍频数。
内部缓存:采用速度极快的SRAM制作,用于暂时存储CPU运算时的最近的部分指令和数据,存取速度与CPU主频相同,内部缓存的容量一般以KB为单位。当它全速工作时,其容量越大,使用频率最高的数据和结果就越容易尽快进入CPU进行运算,CPU工作时与存取速度较慢的外部缓存和内存间交换数据的次数越少,相对电脑的运算速度可以提高。
地址总线宽度:地址总线宽度决定了CPU可以访问的物理地址空间,简单地说就是CPU到底能够使用多大容量的内存。
多媒体扩展指令集(MMX)技术:MMX是Intel公司为增强Pentium CPU 在音像、图形和通信应用方面而采取的新技术。这一技术为CPU增加了全新的57条MMX指令,这些加了MMX指令的 CPU比普通CPU在运行含有MMX指令的程序时,处理多媒体的能力上提高了60%左右。即使不使用MMX指令的程序,也能获得15%左右的性能提升。
微处理器在多方面改变了我们的生活,现在认为理所当然的事,在以前却是难以想象的。六十年代计算机大得可充满整个房间,只有很少的人能使用它们。六十年代中期集成电路的发明使电路的小型化得以在一块单一的硅片上实现,为微处理器的发展奠定了基础。在可预见的未来,CPU的处理能力将继续保持高速增长,小型化、集成化永远是发展趋势,同时会形成不同层次的产品,也包括专用处理器。 【返回顶端】
CPU核心
核心(Die)又称为内核,是CPU最重要的组成部分。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。
为了便于CPU设计、生产、销售的管理,CPU制造商会对各种CPU核心给出相应的代号,这也就是所谓的CPU核心类型。
不同的CPU(不同系列或同一系列)都会有不同的核心类型(例如Pentium 4的Northwood,Willamette以及K6-2的CXT和K6-2+的ST-50等等),甚至同一种核心都会有不同版本的类型(例如Northwood核心就分为B0和C1等版本),核心版本的变更是为了修正上一版存在的一些错误,并提升一定的性能,而这些变化普通消费者是很少去注意的。每一种核心类型都有其相应的制造工艺(例如0.25um、0.18um、0.13um以及0.09um等)、核心面积(这是决定CPU成本的关键因素,成本与核心面积基本上成正比)、核心电压、电流大小、晶体管数量、各级缓存的大小、主频范围、流水线架构和支持的指令集(这两点是决定CPU实际性能和工作效率的关键因素)、功耗和发热量的大小、封装方式(例如S.E.P、PGA、FC-PGA、FC-PGA2等等)、接口类型(例如Socket 370,Socket A,Socket 478,Socket T,Slot 1、Socket 940等等)、前端总线频率(FSB)等等。因此,核心类型在某种程度上决定了CPU的工作性能。
一般说来,新的核心类型往往比老的核心类型具有更好的性能(例如同频的Northwood核心Pentium 4 1.8A GHz就要比Willamette核心的Pentium 4 1.8GHz性能要高),但这也不是绝对的,这种情况一般发生在新核心类型刚推出时,由于技术不完善或新的架构和制造工艺不成熟等原因,可能会导致新的核心类型的性能反而还不如老的核心类型的性能。例如,早期Willamette核心Socket 423接口的Pentium 4的实际性能不如Socket 370接口的Tualatin核心的Pentium III和赛扬,现在的低频Prescott核心Pentium 4的实际性能不如同频的Northwood核心Pentium 4等等,但随着技术的进步以及CPU制造商对新核心的不断改进和完善,新核心的中后期产品的性能必然会超越老核心产品。
CPU核心的发展方向是更低的电压、更低的功耗、更先进的制造工艺、集成更多的晶体管、更小的核心面积(这会降低CPU的生产成本从而最终会降低CPU的销售价格)、更先进的流水线架构和更多的指令集、更高的前端总线频率、集成更多的功能(例如集成内存控制器等等)以及双核心和多核心(也就是1个CPU内部有2个或更多个核心)等。CPU核心的进步对普通消费者而言,最有意义的就是能以更低的价格买到性能更强的CPU。
在CPU漫长的历史中伴随着纷繁复杂的CPU核心类型,以下分别就Intel CPU和AMD CPU的主流核心类型作一个简介。主流核心类型介绍(仅限于台式机CPU,不包括笔记本CPU和服务器/工作站CPU,而且不包括比较老的核心类型)。【返回顶端】
CPU主频
在电子技术中,脉冲信号是一个按一定电压幅度,一定时间间隔连续发出的脉冲信号。脉冲信号之间的时间间隔称为周期;而将在单位时间(如1秒)内所产生的脉冲个数称为频率。频率是描述周期性循环信号(包括脉冲信号)在单位时间内所出现的脉冲数量多少的计量名称;频率的标准计量单位是Hz(赫)。电脑中的系统时钟就是一个典型的频率相当精确和稳定的脉冲信号发生器。频率在数学表达式中用“f”表示,其相应的单位有:Hz(赫)、kHz(千赫)、MHz(兆赫)、GHz(吉赫)。其中1GHz=1000MHz,1MHz=1000kHz,1kHz=1000Hz。计算脉冲信号周期的时间单位及相应的换算关系是:s(秒)、ms(毫秒)、μs(微秒)、ns(纳秒),其中:1s=1000ms,1 ms=1000μs,1μs=1000ns。
CPU的主频,即CPU内核工作的时钟频率(CPU Clock Speed)。通常所说的某某CPU是多少兆赫的,而这个多少兆赫就是“CPU的主频”。很多人认为CPU的主频就是其运行速度,其实不然。CPU的主频表示在CPU内数字脉冲信号震荡的速度,与CPU实际的运算能力并没有直接关系。主频和实际的运算速度存在一定的关系,但目前还没有一个确定的公式能够定量两者的数值关系,因为CPU的运算速度还要看CPU的流水线的各方面的性能指标(缓存、指令集,CPU的位数等等)。由于主频并不直接代表运算速度,所以在一定情况下,很可能会出现主频较高的CPU实际运算速度较低的现象。比如AMD公司的AthlonXP系列CPU大多都能已较低的主频,达到英特尔公司的Pentium 4系列CPU较高主频的CPU性能,所以AthlonXP系列CPU才以PR值的方式来命名。因此主频仅是CPU性能表现的一个方面,而不代表CPU的整体性能。
CPU的主频不代表CPU的速度,但提高主频对于提高CPU运算速度却是至关重要的。举个例子来说,假设某个CPU在一个时钟周期内执行一条运算指令,那么当CPU运行在100MHz主频时,将比它运行在50MHz主频时速度快一倍。因为100MHz的时钟周期比50MHz的时钟周期占用时间减少了一半,也就是工作在100MHz主频的CPU执行一条运算指令所需时间仅为10ns比工作在50MHz主频时的20ns缩短了一半,自然运算速度也就快了一倍。只不过电脑的整体运行速度不仅取决于CPU运算速度,还与其它各分系统的运行情况有关,只有在提高主频的同时,各分系统运行速度和各分系统之间的数据传输速度都能得到提高后,电脑整体的运行速度才能真正得到提高。
提高CPU工作主频主要受到生产工艺的限制。由于CPU是在半导体硅片上制造的,在硅片上的元件之间需要导线进行联接,由于在高频状态下要求导线越细越短越好,这样才能减小导线分布电容等杂散干扰以保证CPU运算正确。因此制造工艺的限制,是CPU主频发展的最大障碍之一。
CPU缓存
缓存是指可以进行高速数据交换的存储器,它先于内存与CPU交换数据,因此速度很快。L1 Cache(一级缓存)是CPU第一层高速缓存。内置的L1高速缓存的容量和结构对CPU的性能影响较大,不过高速缓冲存储器均由静态RAM组成,结构较复杂,在CPU管芯面积不能太大的情况下,L1级高速缓存的容量不可能做得太大。一般L1缓存的容量通常在32—256KB。L2 Cache(二级缓存)是CPU的第二层高速缓存,分内部和外部两种芯片。内部的芯片二级缓存运行速度与主频相同,而外部的二级缓存则只有主频的一半。L2高速缓存容量也会影响CPU的性能,原则是越大越好,现在普通台式机CPU的L2缓存一般为128KB到2MB或者更高,笔记本、服务器和工作站上用CPU的L2高速缓存最高可达1MB-3MB。
前端总线频率
总线是将信息以一个或多个源部件传送到一个或多个目的部件的一组传输线。通俗的说,就是多个部件间的公共连线,用于在各个部件之间传输信息。人们常常以MHz表示的速度来描述总线频率。总线的种类很多,前端总线的英文名字是Front Side Bus,通常用FSB表示,是将CPU连接到北桥芯片的总线。计算机的前端总线频率是由CPU和北桥芯片共同决定的。
北桥芯片负责联系内存、显卡等数据吞吐量最大的部件,并和南桥芯片连接。CPU就是通过前端总线(FSB)连接到北桥芯片,进而通过北桥芯片和内存、显卡交换数据。前端总线是CPU和外界交换数据的最主要通道,因此前端总线的数据传输能力对计算机整体性能作用很大,如果没足够快的前端总线,再强的CPU也不能明显提高计算机整体速度。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,即数据带宽=(总线频率×数据位宽)÷8。目前PC机上所能达到的前端总线频率有266MHz、333MHz、400MHz、533MHz、800MHz几种,前端总线频率越大,代表着CPU与北桥芯片之间的数据传输能力越大,更能充分发挥出CPU的功能。现在的CPU技术发展很快,运算速度提高很快,而足够大的前端总线可以保障有足够的数据供给给CPU,较低的前端总线将无法供给足够的数据给CPU,这样就限制了CPU性能得发挥,成为系统瓶颈。
外频与前端总线频率的区别:前端总线的速度指的是CPU和北桥芯片间总线的速度,更实质性的表示了CPU和外界数据传输的速度。而外频的概念是建立在数字脉冲信号震荡速度基础之上的,也就是说,100MHz外频特指数字脉冲信号在每秒钟震荡一万万次,它更多的影响了PCI及其他总线的频率。之所以前端总线与外频这两个概念容易混淆,主要的原因是在以前的很长一段时间里(主要是在Pentium 4出现之前和刚出现Pentium 4时),前端总线频率与外频是相同的,因此往往直接称前端总线为外频,最终造成这样的误会。随着计算机技术的发展,人们发现前端总线频率需要高于外频,因此采用了QDR(Quad Date Rate)技术,或者其他类似的技术实现这个目的。这些技术的原理类似于AGP的2X或者4X,它们使得前端总线的频率成为外频的2倍、4倍甚至更高,从此之后前端总线和外频的区别才开始被人们重视起来。 【返回顶端】
芯片组
(Chipset)是主板的核心组成部分,按照在主板上的排列位置的不同,通常分为北桥芯片和南桥芯片。北桥芯片提供对CPU的类型和主频、内存的类型和最大容量、ISA/PCI/AGP插槽、ECC纠错等支持。南桥芯片则提供对KBC(键盘控制器)、RTC(实时时钟控制器)、USB(通用串行总线)、Ultra DMA/33(66)EIDE数据传输方式和ACPI(高级能源管理)等的支持。其中北桥芯片起着主导性的作用,也称为主桥(Host Bridge)。
北桥芯片
北桥芯片(North Bridge)是主板芯片组中起主导作用的最重要的组成部分,也称为主桥(Host Bridge)。一般来说,芯片组的名称就是以北桥芯片的名称来命名的,例如英特尔 845E芯片组的北桥芯片是82845E,875P芯片组的北桥芯片是82875P等等。北桥芯片负责与CPU的联系并控制内存、AGP数据在北桥内部传输,提供对CPU的类型和主频、系统的前端总线频率、内存的类型(SDRAM,DDR SDRAM以及RDRAM等等)和最大容量、AGP插槽、ECC纠错等支持,整合型芯片组的北桥芯片还集成了显示核心。北桥芯片就是主板上离CPU最近的芯片,这主要是考虑到北桥芯片与处理器之间的通信最密切,为了提高通信性能而缩短传输距离。因为北桥芯片的数据处理量非常大,发热量也越来越大,所以现在的北桥芯片都覆盖着散热片用来加强北桥芯片的散热,有些主板的北桥芯片还会配合风扇进行散热。因为北桥芯片的主要功能是控制内存,而内存标准与处理器一样变化比较频繁,所以不同芯片组中北桥芯片是肯定不同的,当然这并不是说所采用的内存技术就完全不一样,而是不同的芯片组北桥芯片间肯定在一些地方有差别。
南桥芯片
南桥芯片(South Bridge)是主板芯片组的重要组成部分,一般位于主板上离CPU插槽较远的下方,PCI插槽的附近,这种布局是考虑到它所连接的I/O总线较多,离处理器远一点有利于布线。相对于北桥芯片来说,其数据处理量并不算大,所以南桥芯片一般都没有覆盖散热片。南桥芯片不与处理器直接相连,而是通过一定的方式(不同厂商各种芯片组有所不同,例如英特尔的英特尔Hub Architecture以及SIS的Multi-Threaded“妙渠”)与北桥芯片相连。
南桥芯片负责I/O总线之间的通信,如PCI总线、USB、LAN、ATA、SATA、音频控制器、键盘控制器、实时时钟控制器、高级电源管理等,这些技术一般相对来说比较稳定,所以不同芯片组中可能南桥芯片是一样的,不同的只是北桥芯片。所以现在主板芯片组中北桥芯片的数量要远远多于南桥芯片。例如早期英特尔不同架构的芯片组Socket 7的430TX和Slot 1的440LX其南桥芯片都采用82317AB,而近两年的芯片组Intel945系列芯片组都采用ICH7或者ICH7R南桥芯片,但也能搭配ICH6南桥芯片。更有甚者,有些主板厂家生产的少数产品采用的南北桥是不同芯片组公司的产品。
南桥芯片的发展方向主要是集成更多的功能,例如网卡、RAID、IEEE 1394、甚至WI-FI无线网络等等。【返回顶端】
CPU省电技术
ACPI(Advanced Configuration and Power Interface)是电源管理技术,不同于BIOS设定的省电的方案,ACPI的调控是操作系统的行为,因为BIOS的功能是有限的,而只有操作系统才了解系统运行的环境和程序。ACPI定义了多种电源管理策略,除了整体系统的状态定义以外,也包扩了处理器以及硬件周边等状态,比如处理器电源状态(C0~Cn)、系统与处理器整体状态(P0~Pn)以及系统睡眠状态(S0~Sn)等,数字越大代表闲置的部分越多,所以C0的意思就是处理器全速状态。
ACPI最主要的作用,就是让操作系统可以根据系统的实际需要,关掉一些不必要的周边或者调降处理器的频率以及工作电压来达到省电的效果。Intel和AMD所倡导的省电功能,很大一部分都是基于ACPI的。
一、Intel省电技术----C1E/EIST/TM2
1.C1E: Intel挺早的时候使用clock throttling技术达到省电的效果,不过这项技术主要是依靠插入NOP指令让执行单元休息,并不实际调降主频或者核心电压,实际省电的效果和ACPI还是有不小的差距的。后来就有了C1E(Enhanced HALT state),扩充了既有的C1-State,当CPU闲置的时候便自动进入此模式,可以节省90%:闭嘴的耗电量。
2.EIST (Enhanced Intel Speedstep Technolog): SpeedStep是一个根据处理器负载来调节主频和电压的模块,不过它的触发机制同C1E halt state是不同的。操作系统、BIOS的支持是必需的,操作系统通过ACPI进行调节。SpeedStep提供了更多的CPU频率和电压调节级别,因此可以比C1E halt更加精确的调节处理器的状态
3.TM2 (Thermal Monitoring 2): 最早推出的Pentium4处理器中就设计了温度回馈装置TM1(Thermal Monitoring 1),当处理器过热时,Pentium4处理器的主频会降低一半,此时功耗也会降低一半,从而降低处理器温度达到保护处理器安全的目的。 不过TM1的处理方式也有不少问题,Pentium 4处理器的TM行为并不为PC的其它部分所理解,比如内存会依然试图把处理器已经调用的但是却已经无力处理的数据不断的发送过来,频繁的工作会让内存的发热量也剧增。TM2机制则更加主动,它不会让内存陷入徒劳的循环之中。
C1E和EIST实际挺好区分的,半夜挂机的时候风扇慢慢转,醒来动下鼠标看看下得怎么样了的时候封山又生龙活虎起来,这就是C1E;而主频和电压随负载不同而变化的则是EIST。
二、AMD省电技术-----CNQ/POWERNOW
1.CNQ(Cool 'n' Quiet Technology):被翻译为“清凉安静技术”2002年1月18日由AMD日本公司率先在OEM版本的Athlon XP处理器中应用,其功能类似于移动版本的Athlon 64所采用的PowerNow!技术和Intel的SpeedStep技术,据报道首次使用这种低耗电技术的Athlon XP 1500+处理器的驱动电压从原先的1.75V降低至1.5V,最高耗电量也从60W降低至50W,而处理器的工作频率最低可以降至300MHz,效果实在惊人。
在激活Cool'n'Quiet功能后,处理器会以每秒30次的频率自动监测系统负载,并且根据负载情况动态更改工作频率和借供给电压,将处理器从全速状态下解放出来,从而达到节省电力消耗的目的。如果搭配了具有温控功能的散热器,那么同时还会自动降低散热器风扇的转速,达到静音的效果,可以说是一举两得。
2.在Intel的SpeedStep技术问世以后,AMD也开发出了自己的笔记本CPU节能技术PowerNow!技术,并将其应用在K6-2+和K6-III+中。PowerNow!的工作模式与SpeeStep类似:外接AC电源时,处理器全速运行;如果只依靠电池驱动,CPU就会降低速度来达到节能的目的。但与SpeedStep不同的是,PowerNow!在使用电池时可以提供多达6个电压设置点和32组频率调节,而且电压/频率调节完全是自动进行的:控制软件可侦测出应用程序所需的性能,并据此来实时调节处理器的电压和频率。例如,若用户要开启一个比较大的应用程序,PowerNow!会指挥处理器立即切换到高频率状态以保证程序能快速载入。而在进入应用程序之后,系统等待用户作输入操作,处理器就无须停留在高速状态,PowerNow!发出降低时钟频率的指令让处理器降低频率。当用户开始使用这个程序时,处理器的频率又会根据需要再度提升。这种动态调节机能与英特尔后来的增强型SpeedStep相当,但PowerNow!多达21级的频率调节却是增强型SpeedStep所不及。
从技术上而论,PowerNow!比SpeedStep要先进,它在提供卓越节能效果的同时让用户不会感觉到会有太明显的性能下降,根据任务动态调节频率的方式也显得非常人性化。在实际使用中,PowerNow!可以延长最多达70%的电池时间,显示芯片。
显示芯片是显卡的核心芯片,它的性能好坏直接决定了显卡性能的好坏,它的主要任务就是处理系统输入的视频信息并将其进行构建、渲染等工作。显示主芯片的性能直接决定了显示卡性能的高低。不同的显示芯片,不论从内部结构还是其性能,都存在着差异,而其价格差别也很大。显示芯片在显卡中的地位,就相当于电脑中CPU的地位,是整个显卡的核心。因为显示芯片的复杂性,目前设计、制造显示芯片的厂家只有NVIDIA、ATI、SIS、3DLabs等公司。家用娱乐性显卡都采用单芯片设计的显示芯片,而在部分专业的工作站显卡上有采用多个显示芯片组合的方式。【返回顶端】
显卡
目前笔记本显卡主要有独立与集成两种:
独立显示芯片
ATI系列:ATI一直是笔记本电脑显示芯片的霸主,大多数笔记本电脑均采用ATI Mobility Radeon系列显卡。此产品与nVIDIA的Geforce GO系列在设计出发点上有所不同,主要针对笔记本电脑的特点,在不提高功耗的前提下优化3D性能。虽然ATI Mobility Radeon不支持硬件T&L,在3D性能上要略逊于Geforce GO系列,但它的功耗只有2.2W,并且带有类似Intel笔记本专用CPU的SpeedStep节能技术,这种技术可以根据用电情况选择核心频率和电压。
由于以前笔记本主要应用于商业领域,至于笔记本显卡在娱乐,特别是3D游戏方面的欠佳表现,并没有引起人们的太多注意。人们更关心它的功耗和2D性能,似乎笔记本电脑天生就与3D游戏无缘。随着笔记本电脑的功能不断强大,以及应用领域的扩大,家庭用户成为了笔记本电脑的庞大消费群体,这样一来,提高笔记本显卡3D性能也成为迫在眉睫的问题。最新推出的ATI Mobility Radeon Graphics已经可以达到主流的台式机显卡的水平。Mobile Radeon拥有台式机专用Radeon绝大多数的特性,并且在主板上集成了64M DDR显存。完善的2D效果和超强3D水平试得它已经成为高端笔记本的首选显卡。
nVIDIA系列:作为显卡芯片王者的nVIDIA顺应潮流,推出了多面手型的Geforce GO系列显示芯片,这也是nVIDIA推出的移动显示芯片。众所周知nVIDA在台式机显卡中以优越的3D效果已经是广大用户的首选。Geforce GO系列的架构与Geforce系列相同,只是在MX的基础上降低了频率和功耗,Geforce GO系列的核心频率和显存频率虽然Geforce系列比要低一些,但远远超出了ATI Mobility Radeon。打破了笔记本不适合玩游戏的说法。
而Geforce GO搭配的显存有SDRAM和DDR两种,最多支持64/128位 64M显存,最大带宽2.6GB/S。将DDR技术应用在笔记本电脑的显卡中,可以算是一种飞跃了。Geforce GO系列还支持硬件的T&L,使3D游戏表现得更加精彩。但是Geforce GO系列的功耗十分惊人,2.8W算是目前笔记本显卡芯片的最高记录。而且Geforce GO不支持内嵌式的显存,只能使用外部显存,整个显示系统占用的空间就会偏大。一般超轻薄的笔记本无法采用该系列显卡。
集成显示芯片:目前使用Intel、SIS和ALI的主板的笔记本有部分是集成类显卡。这种集成显卡可以充分的缩小空间和降低笔记本的成本。其性能也完全能胜任一般商业用户,不过要是运行较大型的3D游戏当然会非常的吃力。效果极其明显。倘若你还不知足,也可以选择PowerNow!提供的“节能模式”,此时它与SpeedStep一样,在使用电池时核心电压和工作频率都降到最低点,虽然可以让电池使用更久,但是用户会觉得系统的速度慢了很多。虽然PowerNow!在技术上无可挑剔,但怎奈直到现在为止AMD的笔记本CPU其功耗总要高于同档次的Intel笔记本CPU,不真正降低CPU的功耗而单靠辅助性的节能技术显然还是不行的。
显存容量
显卡本身拥有存储图形、图像数据的存储器,这样,计算机内存就不必存储相关的图形数据,因此可以节约大量的空间。显存均以标准的大小提供:16MB、32MB、64MB 和 128MB。显存的大小决定了显示器分辨率的大小及显示器上能够显示的颜色数。一般地说,显存越大,渲染及 2D 和 3D 图形的显示性能就越高。显存有 SDR(单倍数据率)或 DDR(双倍数据率)两种形式。DDR 显存的带宽是 SDR 显存带宽的两倍。在显卡的描述中,显存的大小列于首位。【返回顶端】
内存
由于笔记本电脑整合性高,设计精密,对于内存的要求比较高,笔记本内存必须符合小巧的特点,需采用优质的元件和先进的工艺,拥有体积小、容量大、速度快、耗电低、散热好等特性。出于追求体积小巧的考虑,大部分笔记本电脑最多只有两个内存插槽。对于一般的文字处理、上网办公的需求,安装Windows 98的操作系统,使用128MB内存就可以满足需要了,如果安装的是Windows 2000的操作系统,那么最好128MB+64MB拥有总计192MB以上的内存,如果运行的是Windows XP,那么256MB内存是必须的。由于笔记本的内存扩展槽很有限,因此单位容量大一些的内存会显得比较重要。而且这样做还有一点好处,就是单位容量大的内存在保证相同容量的时候,会有更小的发热量,这对笔记本的稳定也是大有好处的。
笔记本的内存大体可以分为EDO、SDRAM、DDR三种。
EDO内存:这种内存主要用于古老的MMX和486机型上面,也有部分厂家在PII的笔记本电脑中仍然使用EDO内存,这种EDO单条最高容量只有64M,而且由于EDO内存的工作电压为5V和现在常用的SDRAM的3.3V相比更费电一些,所以很快就被SDRAM内存所取代。
SDRAM内存:笔记本经历了Pentium时代,CPU的速度已经越来越快,这时Intel公司提出了具有里程碑意义的内存技术----SDRAM。SDRAM的全称是Synchronous Dynamic Random Access Memory(同步动态随机存储器),就象它的名字所表明的那样,这种RAM可以使所有的输入输出信号保持与系统时钟同步。由于SDRAM的带宽为64Bit,因此它只需要一条内存就可以工作,数据传输速度比EDO内存至少快了25%。SDRAM包括PC66、PC100、PC133等几种规格。
DDR内存:顾名思义:Double Data Rate(双倍数据传输)的SDRAM。随着台式机DDR内存的推出,现在笔记本电脑也步入了DDR时代,目前有DDR266和DDR333等规格,现在在主流的采用Pentium4-M、Pentium-M、P4核心赛扬的机器都是采用DDR内存,也有少量的Pentium3-M的机器早早跨入DDR时代。其实DDR的原理并不复杂,它让原来一个脉冲读取一次资料的SDRAM可以在一个脉冲之内读取两次资料,也就是脉冲的上升缘和下降缘通道都利用上,因此DDR本质上也就是SDRAM。而且相对于EDO和SDRAM,DDR内存更加省电(工作电压仅为2.25V)、单条容量更加大(已经可以达到1GB)。
DDR2内存:
DDR2(Double Data Rate 2) SDRAM是由JEDEC(电子设备工程联合委员会)进行开发的新生代内存技术标准,它与上一代DDR内存技术标准最大的不同就是,虽然同是采用了在时钟的上升/下降延同时进行数据传输的基本方式,但DDR2内存却拥有两倍于上一代DDR内存预读取能力(即:4bit数据读预取)。换句话说,DDR2内存每个时钟能够以4倍外部总线的速度读/写数据,并且能够以内部控制总线4倍的速度运行。
此外,由于DDR2标准规定所有DDR2内存均采用FBGA封装形式,而不同于目前广泛应用的TSOP/TSOP-II封装形式,FBGA封装可以提供了更为良好的电气性能与散热性,为DDR2内存的稳定工作与未来频率的发展提供了坚实的基础。回想起DDR的发展历程,从第一代应用到个人电脑的DDR200经过DDR266、DDR333到今天的双通道DDR400技术,第一代DDR的发展也走到了技术的极限,已经很难通过常规办法提高内存的工作速度;随着Intel最新处理器技术的发展,前端总线对内存带宽的要求是越来越高,拥有更高更稳定运行频率的DDR2内存将是大势所趋。
DDR2与DDR的区别:
1、延迟问题:
在同等核心频率下,DDR2的实际工作频率是DDR的两倍。这得益于DDR2内存拥有两倍于标准DDR内存的4BIT预读取能力。换句话说,虽然DDR2和DDR一样,都采用了在时钟的上升延和下降延同时进行数据传输的基本方式,但DDR2拥有两倍于DDR的预读取系统命令数据的能力。也就是说,在同样100MHz的工作频率下,DDR的实际频率为200MHz,而DDR2则可以达到400MHz。
这样也就出现了另一个问题:在同等工作频率的DDR和DDR2内存中,后者的内存延时要慢于前者。举例来说,DDR 200和DDR2-400具有相同的延迟,而后者具有高一倍的带宽。实际上,DDR2-400和DDR 400具有相同的带宽,它们都是3.2GB/s,但是DDR400的核心工作频率是200MHz,而DDR2-400的核心工作频率是100MHz,也就是说DDR2-400的延迟要高于DDR400。
2、封装和发热量:
DDR2内存技术最大的突破点其实不在于用户们所认为的两倍于DDR的传输能力,而是在采用更低发热量、更低功耗的情况下,DDR2可以获得更快的频率提升,突破标准DDR的400MHZ限制。
DDR内存通常采用TSOP芯片封装形式,这种封装形式可以很好的工作在200MHz上,当频率更高时,它过长的管脚就会产生很高的阻抗和寄生电容,这会影响它的稳定性和频率提升的难度。这也就是DDR的核心频率很难突破275MHZ的原因。而DDR2内存均采用FBGA封装形式。不同于目前广泛应用的TSOP封装形式,FBGA封装提供了更好的电气性能与散热性,为DDR2内存的稳定工作与未来频率的发展提供了良好的保障。
DDR2内存采用1.8V电压,相对于DDR标准的2.5V,降低了不少,从而提供了明显的更小的功耗与更小的发热量,这一点的变化是意义重大的。
DDR2采用的新技术:
除了以上所说的区别外,DDR2还引入了三项新的技术,它们是OCD、ODT和Post CAS。
OCD(Off-Chip Driver):也就是所谓的离线驱动调整,DDR II通过OCD可以提高信号的完整性。DDR II通过调整上拉(pull-up)/下拉(pull-down)的电阻值使两者电压相等。使用OCD通过减少DQ-DQS的倾斜来提高信号的完整性;通过控制电压来提高信号品质。
ODT:ODT是内建核心的终结电阻器。我们知道使用DDR SDRAM的主板上面为了防止数据线终端反射信号需要大量的终结电阻。它大大增加了主板的制造成本。实际上,不同的内存模组对终结电路的要求是不一样的,终结电阻的大小决定了数据线的信号比和反射率,终结电阻小则数据线信号反射低但是信噪比也较低;终结电阻高,则数据线的信噪比高,但是信号反射也会增加。因此主板上的终结电阻并不能非常好的匹配内存模组,还会在一定程度上影响信号品质。DDR2可以根据自已的特点内建合适的终结电阻,这样可以保证最佳的信号波形。使用DDR2不但可以降低主板成本,还得到了最佳的信号品质,这是DDR不能比拟的。
Post CAS:它是为了提高DDR II内存的利用效率而设定的。在Post CAS操作中,CAS信号(读写/命令)能够被插到RAS信号后面的一个时钟周期,CAS命令可以在附加延迟(Additive Latency)后面保持有效。原来的tRCD(RAS到CAS和延迟)被AL(Additive Latency)所取代,AL可以在0,1,2,3,4中进行设置。由于CAS信号放在了RAS信号后面一个时钟周期,因此ACT和CAS信号永远也不会产生碰撞冲突。
总的来说,DDR2采用了诸多的新技术,改善了DDR的诸多不足,虽然它目前有成本高、延迟慢能诸多不足,但相信随着技术的不断提高和完善,这些问题终将得到解决。
DDR3内存
DDR3内存的技术改进
逻辑Bank数量
DDR2 SDRAM中有4Bank和8Bank的设计,目的就是为了应对未来大容量芯片的需求。而DDR3很可能将从2Gb容量起步,因此起始的逻辑Bank就是8个,另外还为未来的16个逻辑Bank做好了准备。
封装(Packages)
DDR3由于新增了一些功能,所以在引脚方面会有所增加,8bit芯片采用78球FBGA封装,16bit芯片采用96球FBGA封装,而DDR2则有60/68/84球FBGA封装三种规格。并且DDR3必须是绿色封装,不能含有任何有害物质。
突发长度(BL,Burst Length)
由于DDR3的预取为8bit,所以突发传输周期(BL,Burst Length)也固定为8,而对于DDR2和早期的DDR架构的系统,BL=4也是常用的,DDR3为此增加了一个4-bit Burst Chop(突发突变)模式,即由一个BL=4的读取操作加上一个BL=4的写入操作来合成一个BL=8的数据突发传输,届时可通过A12地址线来控制这一突发模式。而且需要指出的是,任何突发中断操作都将在DDR3内存中予以禁止,且不予支持,取而代之的是更灵活的突发传输控制(如4bit顺序突发)。
寻址时序(Timing)
就像DDR2从DDR转变而来后延迟周期数增加一样,DDR3的CL周期也将比DDR2有所提高。DDR2的CL范围一般在2至5之间,而DDR3则在5至11之间,且附加延迟(AL)的设计也有所变化。DDR2时AL的范围是0至4,而DDR3时AL有三种选项,分别是0、CL-1和CL-2。另外,DDR3还新增加了一个时序参数——写入延迟(CWD),这一参数将根据具体的工作频率而定。
DDR3在DDR2基础上采用的新型设计:
DDR3
1.8bit预取设计,而DDR2为4bit预取,这样DRAM内核的频率只有接口频率的1/8,DDR3-800的核心工作频率只有100MHz。
2.采用点对点的拓朴架构,以减轻地址/命令与控制总线的负担。
3.采用100nm以下的生产工艺,将工作电压从1.8V降至1.5V,增加异步重置(Reset)与ZQ校准功能。
DDR3显存
DDR3显存可以看作是DDR2的改进版,二者有很多相同之处,例如采用1.8V标准电压、主要采用144Pin球形针脚的FBGA封装方式。不过DDR3核心有所改进:DDR3显存采用0.11微米生产工艺,耗电量较DDR2明显降低。此外,DDR3显存采用了“Pseudo Open Drain”接口技术,只要电压合适,显示芯片可直接支持DDR3显存。当然,显存颗粒较长的延迟时间(CAS latency)一直是高频率显存的一大通病,DDR3也不例外,DDR3的CAS latency为5/6/7/8,相比之下DDR2为3/4/5。客观地说,DDR3相对于DDR2在技术上并无突飞猛进的进步,但DDR3的性能优势仍比较明显:
(1)功耗和发热量较小:吸取了DDR2的教训,在控制成本的基础上减小了能耗和发热量,使得DDR3更易于被用户和厂家接受。
(2)工作频率更高:由于能耗降低,DDR3可实现更高的工作频率,在一定程度弥补了延迟时间较长的缺点,同时还可作为显卡的卖点之一,这在搭配DDR3显存的显卡上已有所表现。
(3)降低显卡整体成本:DDR2显存颗粒规格多为4M X 32bit,搭配中高端显卡常用的128MB显存便需8颗。而DDR3显存规格多为8M X 32bit,单颗颗粒容量较大,4颗即可构成128MB显存。如此一来,显卡PCB面积可减小,成本得以有效控制,此外,颗粒数减少后,显存功耗也能进一步降低。
(4)通用性好:相对于DDR变更到DDR2,DDR3对DDR2的兼容性更好。由于针脚、封装等关键特性不变,搭配DDR2的显示核心和公版设计的显卡稍加修改便能采用DDR3显存,这对厂商降低成本大有好处。
目前,DDR3显存在新出的大多数中高端显卡上得到了广泛的应用。【返回顶端】
光驱
光驱是笔记本里比较常见的一个配件。随着多媒体的应用越来越广泛,使得光驱在笔记本诸多配件中的已经成标准配置。目前,光驱可分为CD-ROM驱动器、DVD光驱(DVD-ROM)、康宝(COMBO)和刻录机等。
CD-ROM光驱:又称为致密盘只读存储器,是一种只读的光存储介质。它是利用原本用于音频CD的CD-DA(Digital Audio)格式发展起来的。
DVD光驱:是一种可以读取DVD碟片的光驱,除了兼容DVD-ROM,DVD-VIDEO,DVD-R,CD-ROM等常见的格式外,对于CD-R/RW,CD-I,VIDEO-CD,CD-G等都要能很好的支持。
COMBO光驱:“康宝”光驱是人们对COMBO光驱的俗称。而COMBO光驱是一种集合了CD刻录、CD-ROM和DVD-ROM为一体的多功能光存储产品。
刻录光驱:包括了CD-R、CD-RW和DVD刻录机等,其中DVD刻录机又分DVD+R、DVD-R、DVD+RW、DVD-RW(W代表可反复擦写)和DVD-RAM。刻录机的外观和普通光驱差不多,只是其前置面板上通常都清楚地标识着写入、复写和读取三种速度。
对于全内置笔记本电脑来说,由于光驱不需要与软驱进行交换,它们的光驱和软驱都为内置结构,不能随意取下来。对于超轻超薄笔记本电脑来说,光驱和软驱可以内置,也可以插在一个专用的外置盒中,通过特殊的模块扩展接口连接到笔记本电脑之上。为了减小体积,笔记本电脑使用的光驱的激光头与托盘是结合在一起的,托盘弹出时,激光头也会跟随一起弹出。
光驱倍速
CD刻录速度:CD刻录速度是指该光储产品所支持的最大的CD-R刻录倍速。目前市场主流内置式CD-RW产品最大能达到的是52倍速的刻录速度,还有部分40倍速、48倍速的产品,在实际工作中受主机性能等因素的影响,三者刻录速度上的差异并不悬殊。52倍速这基本已经接近CD-RW刻录机的极限,很难再有所提升。外置式的CD-RW刻录机市场上的产品速度差异较大,有8倍速、24倍速、40倍速、48倍速和52倍速等,一般外形尺寸小巧,着重强调便携性的产品刻录速度一般是较低的水平。而体积相对较为笨重的外置式CD-RW刻录机基本都保持较高的刻录速度,甚至与内置式持平。
DVD刻录速度:目前市场中的DVD刻录机能达到的最高刻录速度为8倍速,较多的产品还只能达到2~4倍速的刻录速度,每秒数据传输量为2.76M~5.52MB,刻录一张4.7GB的DVD盘片需要大约15~27分钟的时间;而采用8倍速刻录则只需要7到8分钟,只比刻录一张CD-R的速度慢一点,但考虑到其刻录的数据量,8倍速的刻录速度已达到了很高的程度。DVD刻录速度是购买DVD刻录机的首要因素,如果在资金充足的情况下,尽可能选择高倍速的DVD刻录机。
CD读取速度:最大CD读取速度是指光存储产品在读取CD-ROM光盘时,所能达到最大光驱倍速。因为是针对CD-ROM光盘,因此该速度是以CD-ROM倍速来标称,不是采用DVD-ROM的倍速标称。目前CD-ROM所能达到的最大CD读取速度是56倍速;DVD-ROM读取CD-ROM速度方面要略低一点,达到52倍速的产品还比较少,大部分为48倍速;COMBO产品基本都达到了52倍速。
对于50倍速的CD-ROM驱动器理论上的数据传输率应为:150×50=7500K字节/秒。其实光驱读盘的速度快慢差别并非十分重要。这是因目前不再是计算机系统中拖后腿的部件。而且,目前高倍速光驱的标称值只是在理想情况下读外圈的最高速度,实际应用中一般也就是24速的样子。因此不管是36速、40速还是50速的光驱,实际使用起来主观感觉差别不是很大。
DVD读取速度:最大DVD读取速度是指光存储产品在读取DVD-ROM光盘时,所能达到最大光驱倍速。该速度是以DVD-ROM倍速来定义的。目前DVD-ROM驱动器的所能达到的最大DVD读取速度是16倍速;DVD刻录机所能达到的最大DVD读取速度是12倍速,相信16倍速的产品也不久就会推出;目前商场COMBO中产品所支持的最大DVD读取速度主要有8倍速和16倍速两种。
CD复写速度:CD复写速度是指刻录机在刻录CD-RW光盘,在光盘上存储有数据时,对其进行数据擦除并刻录新数据的最大刻录速度。较快CD-RW刻录机在对CD-RW光盘复写操作时可以达到32倍速,虽然DVD刻录机也支持对CD-RW光盘的可写,但一般CD复写速度要略低于CD-RW刻录机,只有个别的产品才能达到32倍速的复写速度。COMBO产品在CD-RW复写方面表现也不错,现在市面上的产品基本都能达到24倍速的水平,部分产品也到到了32倍速。
DVD复写速度:DVD复写速度是指DVD刻录机在刻录相应规格的DVD刻录光盘,在光盘上存储有数据时,对其进行数据擦除并刻录新数据的最大刻录速度。目前各种制式的DVD刻录机中最大能达到的最大DVD复写速度为4倍速,也就是每秒约5.4MB/s的速度。【返回顶端】
显示屏
笔记本屏幕:自从1985年世界第一台笔记本电脑诞生以来,LCD液晶显示屏就一直是笔记本电脑的标准显示设备。在笔记本电脑中,主要先后采用了无源矩阵显示器中的双扫描无源阵列彩显DSTN-LCD(俗称伪彩显)和有源矩阵显示器中的薄膜晶体管有源阵列彩显TFT-LCD(俗称真彩显)两种LCD。
DSTN(Dual-Layer Super Twist Nematic):是指双扫描扭曲向列,意即通过双扫描方式来扫描扭曲向列型液晶显示屏,达到完成显示的目的。DSTN-LCD并非真正的彩色显示器,它只能显示一定的颜色深度,与CRT的颜色显示特性相距较远,因而叫"伪彩显"。由于DSTN-LCD的对比度和亮度较差,屏幕观察范围较小,色彩不丰富,特别是反应速度慢,不适于高速全动图像、视频播放等应用,一般只用于文字、表格和静态图像处理,现在已基本绝迹。只有在部分二手笔记本上可以看到。
TFT(Thin Film Transistor)LCD:是由薄膜晶体管组成的屏幕,它的每个液晶像素点都是由集成在像素点后面的薄膜晶体管来驱动,显示屏上每个像素点后面都有四个(一个黑色、三个RGB彩色)相互独立的薄膜晶体管驱动像素点发出彩色光,可显示24位色深的真彩色,可以做到高速度、高亮度、高对比度显示屏幕信息。TFT-LCD是目前最好的LCD彩色显示设备之一,其效果接近CRT显示器,是现在笔记本电脑和台式机上的主流显示设备。
屏幕尺寸
是指笔记本屏幕对角线的尺寸,一般用英寸来表示。由于笔记本电脑采用的液晶屏的大小和分辩率是根据它的市场定位决定的,所以为了适应不同人群的消费能力和使用习惯,笔记本电脑的液晶显示器的尺寸和分辨率种类远远要比台式液晶显示器多。
笔记本电脑采用的液晶屏的尺寸是要根据该款机器的市场定位来确定的,屏幕的尺寸可以从一定程度上决定了它的重量。对于那些追求移动性的超轻薄机型,大都采用的是12.1英寸以下的液晶屏,这部分屏幕尺寸包括:6.4英寸、8.9英寸、11.3英寸、10.4英寸、10.6英寸、12.1英寸、13.3英寸;而14.1英寸和15英寸则是一些同时注重性能与便携性的机型最常见的屏幕尺寸,现在的主流内置光驱或光软互换都是采用14.1英寸的屏幕;定位为台式机替代品的大型笔记本电脑最常用的屏幕尺寸是15、16.1英寸,甚至有些机器采用了17英寸的屏幕。
标准分辨率
笔记本屏幕的标准分辨率就是指所采用TFT-LCD的物理像素,它要与显卡输出的逻辑点相对应,所以LCD屏幕往往只有一个最佳显示分辨率。而这一最佳分辨率一般来说也就是该LCD面板的最大分辨率。例如分辨率为1024×768 时,就是指在LCD屏幕的横向上划分了1024个像素点,竖向上划分了768个像素点。
介于体积以及重量方面的原因,笔记本所采用了LCD屏幕不像普通台式机那样可以无限制的扩大,一般也就在12、14、15英寸左右变动,除了特殊需要很少有笔记本能配备15英寸以上的LCD。为了能使用户在有限的空间里能看到更多的内容LCD生产商采用了提高显示分辨率的做法。通过增加相同尺寸LCD中可供显示的像素来扩大显示面积。这也就是为什么我们能在采用相同大小屏幕尺寸的笔记本中看到XGA、SXGA以及UXGA等参数的原因。下面具体介绍一下XGA、SXGA以及UXGA等参数的含义:
>VGA:全称是Video Graphics Array,这种屏幕现在基本已经绝迹了,支持最大分辨率为640×480,但现在仍有一些小的便携设备还在使用这种屏幕。
SVGA:全称Super Video Graphics Array,属于VGA屏幕的替代品,最大支持800×600分辨率,屏幕大小为12.1英寸,由于像素较低所以目前采用这一屏幕的笔记本也很少了。
XGA:全称Extended Graphics Array,这是一种目前笔记本普遍采用的一种LCD屏幕,市面上将近有80%的笔记本采用了这种产品。它支持最大1024×768分辨率,屏幕大小从10.4英寸、12.1英寸、13.3英寸到14.1英寸、15.1英寸都有。
SXGA+:全称Super Extended Graphics Array,作为SXGA的一种扩展SXGA+是一种专门为笔记本设计的屏幕。其显示分辨率为1400×1050。由于笔记本LCD屏幕的水平与垂直点距不同于普通桌面LCD,所以其显示的精度要比普通17英寸的桌面LCD高出不少。
UVGA:全称Ultra Video Graphics Array,这种屏幕应用在15英寸的屏幕的本本上,支持最大1600×1200分辨率。由于对制造工艺要求较高所以价格也是比较昂贵。目前只有少部分高端的移动工作站配备了这一类型的屏幕。
屏幕比例
是指屏幕画面纵向和横向的比例,屏幕宽高比可以用两个整数的比来表示,也可以用一个小数来表示,如4: 3或1.33。普通电脑显示器及数据信号和普通电视信号的宽高比为是4: 3或1.33,电影及DVD和高清晰度电视的宽高比是16:9或1.78。当输入源图像的宽高比与显示设备支持的宽高比不一样时,就会有画面变形和缺失的情况出现。16: 9的图像在4:3屏幕上显示时有3种方式:第一种是变形(Anemographic)方式,在水平充满的情况下,垂直拉长,直到充满屏幕,这样图像看起来比原来瘦;第二种方式是字符框-A(Letterbox-A)方式,16:9的图像保持其不失真,但在屏幕上下各留下一条黑条;第三种方式是-B(Letterbox-B)方式,是前两种方式的折中,水平方向两侧各超出屏幕一部分,垂直上下黑条也比第二种窄一些,图像的宽高比为14:9。目前的家用笔记本为了迎合家庭娱乐的需求,通常屏幕宽高比为16:9或16:10。【返回顶端】
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