cpu控制器怎么工作
cpu控制器怎么工作
我們都是CPU是電腦的核心，電腦的大腦，控制整臺電腦的運行，但是CPU控制器如何工作的呢?下面就讓小編來告訴大家CPU控制器如何工作。
CPU控制器怎么工作
內存控制器，是計算機系統(tǒng)內部控制內存，并且通過內存控制器使內存與CPU之間交換數據的重要組成部分。內存控制器決定了計算機系統(tǒng)所能使用的最大內存容量、內存BANK數、內存類型和速度、內存顆粒數據深度和數據寬度等等重要參數，也就是說決定了計算機系統(tǒng)的內存性能，從而也對計算機系統(tǒng)的整體性能產生較大影響。隨著計算機技術發(fā)展，內存控制器分為傳統(tǒng)型和整合型兩種。
傳統(tǒng)型
傳統(tǒng)計算機系統(tǒng)其內存控制器位于主板芯片組北橋芯片內部，CPU要與內存進行數據交換，需要經過“CPU--北橋--內存--北橋--CPU”5個步驟，在該模式下數據經由多級傳輸，數據延遲顯然比較大從而影響計算機系統(tǒng)整體性能;
整合型
集成內存控制器，就是在CPU的基板上內置一個內存控制器，先說說沒有內存控制器時系統(tǒng)是如何工作的。26個數據A~Z，要傳送到CPU，這時候CPU就向北橋發(fā)出指令(因為內存控制器是集成在北橋上，說所以要經過北橋)，內存通過內存控制器接受到了指令，這個指令就是把內存上b單元的A~Z數據傳送到CPU，內存這個時候開始取數據，也就是平常所說的尋址。當內存找到了這個數據，而這26個數據每個數據為500MB，所有數據總和就約為12GB，假設內存為雙通道R2 800，數據傳輸率就為800MHZ乘以128BIT除以8比特每字節(jié)=12GB每秒，通過分析，認為只需一秒就能傳送到CPU，此時的數據在一秒的時間內只傳送到了北橋，內存控制器在北橋，在北橋的數據如何傳送到CPU呢，這就要通過FSB前端總線了，假設FSB的頻率為800MHZ，那么數據傳輸率就為800MHZ乘以64BIT除以8比特每秒=6.4GB每秒，從北橋到CPU要2秒，所以數據傳送到CPU的總時間為3秒，接下來再來看看CPU集成內存控制器的時候系統(tǒng)是如何工作的;數據從內存?zhèn)鬏數娇刂破骱螅瑯訛?秒，所不同的是這個時候不用再通過慢吞吞的前端總線了，CPU直接從內存控制器讀取數據就行了，因為內存控制器在CPU的門口羅，打個比方，一件東西在你門口的時候，大家就可以直接拿了，就是這個原理，算了一下，集成內存控制器的CPU讀取12GB的數據是才用了1秒的時間，所以大大節(jié)省了運算時間，也充分發(fā)揮了CPU的性能。
最后總結一下：CPU沒有內存控制器時：數據以內存控制器---北橋----CPU的方式傳輸有內存控制器時：數據以內存控制器------CPU的方式傳輸，一步到位。
工作原理
CPU內部整合內存控制器的優(yōu)點，就是可以有效控制內存控制器工作在與CPU核心同樣的頻率上，而且由于內存與CPU之間的數據交換無需經過北橋，可以有效降低傳輸延遲。打個比方，這就如同將貨物倉庫直接搬到了加工車間旁邊，大大減少原材料和制成品在貨物倉庫與加工車間之間往返運輸所需要的時間，極大地提高了生產效率。這樣一來系統(tǒng)的整體性能也得到了提升。
內存頻率
和CPU一樣，內存也有自己的工作頻率，頻率以MHz為單位內存主頻越高在一定程度上代表著內存所能達到的速度越快。內存主頻決定著該內存最高能在什么樣的頻率正常工作。最為主流的內存頻率為DDR2-800和DDR3-1333，作為DDR2的替代者，DDR3內存的頻率已經在向3000MHz進發(fā)。
內存容量
內存的容量不但是影響內存價格的因素，同時也是影響到整機系統(tǒng)性能的因素。過去Windows XP平臺，512M的內存還是主流，1GB已經是大容量;64位系統(tǒng)開始普及，Windows Vista、Windows 7越來越多人使用，沒有2GB左右的內存都不一定能保證操作的流暢度。單根內存的容量主要有1GB、2GB、4GB，最高已經達到單根8GB。
工作電壓
內存正常工作所需要的電壓值，不同類型的內存電壓也不同，但各自均有自己的規(guī)格，超出其規(guī)格，容易造成內存損壞。DDR2內存的工作電壓一般在1.8V左右，而DDR3內存則在1.6V左右。有的高頻內存需要工作在高于標準的電壓值下，具體到每種品牌、每種型號的內存，則要看廠家了。只要在允許的范圍內浮動，略微提高內存電壓，有利于內存超頻，但是同時發(fā)熱量大大增加，因此有損壞硬件的風險。
時序參數
tCL : CAS Latency Control(tCL)
一般我們在查閱內存的時序參數時，如“8-8-8-24”這一類的數字序列，上述數字序列分別對應的參數是“CL-tRCD-tRP-tRAS”。這個第一個“8”就是第1個參數，即CL參數。
CAS Latency Control(也被描述為tCL、CL、CAS Latency Time、CAS Timing Delay)，CAS latency是“內存讀寫操作前列地址控制器的潛伏時間”。CAS控制從接受一個指令到執(zhí)行指令之間的時間。因為CAS主要控制十六進制的地址，或者說是內存矩陣中的列地址，所以它是最為重要的參數，在穩(wěn)定的前提下應該盡可能設低。
內存是根據行和列尋址的，當請求觸發(fā)后，最初是tRAS(Activeto Precharge Delay)，預充電后，內存才真正開始初始化RAS。一旦tRAS激活后，RAS(Row Address Strobe )開始進行需要數據的尋址。首先是行地址，然后初始化tRCD，周期結束，接著通過CAS訪問所需數據的精確十六進制地址。期間從CAS開始到CAS結束就是CAS延遲。所以CAS是找到數據的最后一個步驟，也是內存參數中最重要的。
這個參數控制內存接收到一條數據讀取指令后要等待多少個時鐘周期才實際執(zhí)行該指令。同時該參數也決定了在一次內存突發(fā)傳送過程中完成第一部分傳送所需要的時鐘周期數。這個參數越小，則內存的速度越快。必須注意部分內存不能運行在較低的延遲，可能會丟失數據。而且提高延遲能使內存運行在更高的頻率，所以需要對內存超頻時，應該試著提高CAS延遲。
該參數對內存性能的影響最大，在保證系統(tǒng)穩(wěn)定性的前提下，CAS值越低，則會導致更快的內存讀寫操作。
tRCD : RAS to CAS Delay
該值就是“8-8-8-24”內存時序參數中的第2個參數，即第2個“8”。RAS to CAS Delay(也被描述為：tRCD、RAS to CAS Delay、Active to CMD)，表示"行尋址到列尋址延遲時間"，數值越小，性能越好。對內存進行讀、寫或刷新操作時，需要在這兩種脈沖信號之間插入延遲時鐘周期。在JEDEC規(guī)范中，它是排在第二的參數，降低此延時，可以提高系統(tǒng)性能。如果你的內存的超頻性能不佳，則可將此值設為內存的默認值或嘗試提高tRCD值。
tRP : Row Precharge Timing(tRP)
該值就是“8-8-8-24”內存時序參數中的第3個參數，即第3個“8”。Row Precharge Timing (也被描述為：tRP、RAS Precharge、Precharge to active)，表示"內存行地址控制器預充電時間"，預充電參數越小則內存讀寫速度就越快。tRP用來設定在另一行能被激活之前，RAS需要的充電時間。
tRAS : Min RAS Active Timing
該值就是該值就是“8-8-8-24”內存時序參數中的最后一個參數，即“24”。Min RAS Active Time (也被描述為：tRAS、Active to Precharge Delay、Row Active Time、Precharge Wait State、Row Active Delay、Row Precharge Delay、RAS Active Time)，表示“內存行有效至預充電的最短周期”，調整這個參數需要結合具體情況而定，一般我們最好設在24~30之間。這個參數要根據實際情況而定，并不是說越大或越小就越好。
如果tRAS的周期太長，系統(tǒng)會因為無謂的等待而降低性能。降低tRAS周期，則會導致已被激活的行地址會更早的進入非激活狀態(tài)。如果tRAS的周期太短，則可能因缺乏足夠的時間而無法完成數據的突發(fā)傳輸，這樣會引發(fā)丟失數據或損壞數據。該值一般設定為CAS latency + tRCD + 2個時鐘周期。