CPU溫度與封裝有什么關(guān)系?如何提升CPU運(yùn)行速度?

在這篇文章中，小編將為大家?guī)?a href="/tags/CPU" target="_blank">CPU中央處理器的相關(guān)報(bào)道。如果你對(duì)本文即將要講解的內(nèi)容存在一定興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。

一、CPU溫度與封裝

我們常用魯大師測試電腦溫度，CPU溫度、顯卡、硬盤、主板等硬件溫度都會(huì)顯示出來。但是一些細(xì)心的玩家注意到了，CPU溫度通常顯示3個(gè)數(shù)。CPU溫度、CPU核心溫度、CPU封裝溫度，為什么會(huì)有3個(gè)溫度，分別代表什么呢?

要了解這3種溫度，首先要弄清楚CPU的結(jié)構(gòu)。我們知道CPU是單晶硅制成的，當(dāng)這些晶體管集成電路制作完成后。必須與外界隔離，以防止空氣中的雜質(zhì)對(duì)芯片電路的腐蝕而造成電氣性能下降。這就需要下一步操作—封裝。

封裝對(duì)于芯片來說是必須的，也是至關(guān)重要的。通常用絕緣的塑料或陶瓷材料打包，我們看到有人把CPU開蓋之后，亮晶晶的那塊就是封裝著的CPU核心。其實(shí)真正的CPU核心我們是不可能看到的，看到的只是它的封裝罷了。

封裝之后還不算完成，CPU要散熱，上面要壓散熱器，而陶瓷受壓容易破裂，運(yùn)輸也容易損壞，這就需要保護(hù)起來。CPU會(huì)在外部加上一個(gè)金屬保護(hù)罩，就是我們見到的帶有芯片代號(hào)等信息的金屬殼，里面才是CPU的核心。

這下我們知道了，CPU從下到上依次是核心、封裝、金屬保護(hù)殼，對(duì)應(yīng)的就是核心溫度，封裝溫度，cpu溫度了，溫度是從核心一層層傳遞到外殼的，然后由散熱器把熱量散發(fā)掉。而傳遞的過程中，熱量會(huì)有損失，這也是核心溫度高于表面溫度的原因。

二、使用大頁技術(shù)提升CPU運(yùn)行速度

現(xiàn)代操作系統(tǒng)，基本上都會(huì)使用一個(gè)叫換頁/交換文件的技術(shù)：內(nèi)存空間有限，但進(jìn)程越來越多，對(duì)內(nèi)存空間的需求越來越大，用完了怎么辦?于是在硬盤上劃分一塊區(qū)域出來，把內(nèi)存中很久不用的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到這塊區(qū)域上來，等程序用到的時(shí)候，觸發(fā)訪問異常，再在異常處理函數(shù)中將其從硬盤讀取進(jìn)來。

可以想象，如果程序訪問的內(nèi)存老是不在內(nèi)存中，而是被交換到了硬盤上，就會(huì)頻繁觸發(fā)缺頁異常，那程序的性能肯定大打折扣，所以減少缺頁異常也是提升性能的好辦法。

從虛擬地址尋址真實(shí)的物理內(nèi)存，這個(gè)過程是CPU完成的，具體來說，就是通過查表，從頁表-》一級(jí)頁目錄-》二級(jí)頁目錄-》物理內(nèi)存。

頁目錄和頁表是存在內(nèi)存中的，毫無疑問，內(nèi)存尋址是一個(gè)非常非常高頻的事情，時(shí)時(shí)刻刻都在發(fā)生，而多次查表勢必是很慢的，有鑒于此，CPU引入了一個(gè)叫TLB(Translation Look- aside buffer)的東西，使用緩存頁表項(xiàng)的方式來減少內(nèi)存查表的操作，加快尋址速度。

默認(rèn)情況下，操作系統(tǒng)是以4KB為單位管理內(nèi)存頁的，對(duì)于一些需要大量內(nèi)存的服務(wù)器程序(Redis、JVM、ElascticSearch等等)，動(dòng)輒就是幾十個(gè)G，按照4KB的單位劃分，那得產(chǎn)生多少的頁表項(xiàng)啊!

而CPU中的TLB的大小是有限的，內(nèi)存越多，頁表項(xiàng)也就越多，TLB緩存失效的概率也就越大。所以，大頁內(nèi)存技術(shù)就出現(xiàn)了，4KB太小，就弄大點(diǎn)。大頁內(nèi)存技術(shù)的出現(xiàn)，減少了缺頁異常的出現(xiàn)次數(shù)，也提高了TLB命中的概率，對(duì)于提升性能有很大的幫助。

在一些高配置的服務(wù)器上，內(nèi)存數(shù)量龐大，而CPU多個(gè)核都要通過內(nèi)存總線訪問內(nèi)存，可想而知，CPU核數(shù)上去以后，內(nèi)存總線的競爭勢必也會(huì)加劇。于是NUMA架構(gòu)出現(xiàn)了，把CPU核心劃分不同的分組，各自使用自己的內(nèi)存訪問總線，提高內(nèi)存的訪問速度。

I/OCPU和內(nèi)存都?jí)蚩炝耍@還是不夠。我們的程序日常工作中，除了一些CPU密集型的程序(執(zhí)行數(shù)學(xué)運(yùn)算，加密解密，機(jī)器學(xué)習(xí)等等)以外，相當(dāng)一部分時(shí)間都是在執(zhí)行I/O，如讀寫硬盤文件、收發(fā)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包等等。

以上就是小編這次想要和大家分享的有關(guān)CPU中央處理器的內(nèi)容，希望大家對(duì)本次分享的內(nèi)容已經(jīng)具有一定的了解。如果您想要看不同類別的文章，可以在網(wǎng)頁頂部選擇相應(yīng)的頻道哦。