全面解读CPU附加技术.docx
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全面解读CPU附加技术
一、CPU虚拟化技术（VirtualizationTechnology）：
通常我们选购CPU的时候，对于这项CPU虚拟化技术的支持，通常并没不在意，因为这是我们日常应用所接触不到的环节，对于一些资深人员提到虚拟技术并不陌生。
这项技术在传统的大型机和Unix系统上早已是很普及了，但因为桌面处理器大都使用的是X86架构，这决定了在其之上使用硬件级虚拟化技术的难度。
拥有虚拟化技术可以令一台主机同时于运行多种操作系统
两大CPU巨头英特尔和AMD都想方设法在虚拟化领域中占得先机，但是AMD的虚拟化技术在时间上要比英特尔落后几个月。
英特尔自2005年末开始便在其处理器产品线中推广应用英特尔VirtualizationTechnology（IntelVT）虚拟化技术，在一些主流的处理器中开始支持这一技术。
相比Intel来讲，AMD也已经发布了支持AMDVirtualizationTechnology（AMDVT）虚拟化技术的一系列处理器产品，并且绝大多数的AMD主流处理器都支持，这点比Intel要厚道一些，因为Intel即使一些入门级四核产品也有不支持的型号。
当运行虚拟化软件时，CPU不支持则会提示错误
现在我们来说说CPU虚拟化的的概念：
简单说来，CPU的虚拟化技术就是单CPU模拟多CPU并行，允许一个平台同时运行多个操作系统，并且应用程序都可以在相互独立的空间内运行而互不影响，从而显著提高计算机的工作效率。
虚拟化技术与多任务以及超线程技术是完全不同的。
多任务是指在一个操作系统中多个程序同时并行运行，而在虚拟化技术中，则可以同时运行多个操作系统，而且每一个操作系统中都有多个程序运行，每一个操作系统都运行在一个虚拟的CPU或者是虚拟主机上；而超线程技术只是单CPU模拟双CPU来平衡程序运行性能，这两个模拟出来的CPU是不能分离的，只能协同工作。
传统的软件虚拟化严重占系统资源，无法提高工作效率
纯软件虚拟化解决方案存在很多限制。
“客户”操作系统很多情况下是通过VMM（VirtualMachineMonitor，虚拟机监视器）来与硬件进行通信，由VMM来决定其对系统上所有虚拟机的访问。
（注意，大多数处理器和内存访问独立于VMM，只在发生特定事件时才会涉及VMM，如页面错误。
）在纯软件虚拟化解决方案中，VMM在软件套件中的位置是传统意义上操作系统所处的位茫。
如处理器、内存、存储、显卡和网卡等）的接口，模拟硬件环境。
这种转换必然会增加系统的复杂性。
硬件虚拟化可以支持64位系统，使用大容量内存，提高效率
CPU的虚拟化技术是一种硬件方案，支持虚拟技术的CPU带有特别优化过的指令集来控制虚拟过程，通过这些指令集，VMM会很容易提高性能，相比软件的虚拟实现方式会很大程度上提高性能。
虚拟化技术可提供基于芯片的功能，借助兼容VMM软件能够改进纯软件解决方案。
由于虚拟化硬件可提供全新的架构，支持操作系统直接在上面运行，从而无需进行二进制转换，减少了相关的性能开销，极大简化了VMM设计，进而使VMM能够按通用标准进行编写，性能更加强大。
另外，在纯软件VMM中，目前缺少对64位客户操作系统的支持，而随着64位处理器的不断普及，这一严重缺点也日益突出。
而CPU的虚拟化技术除支持广泛的传统操作系统之外，还支持64位客户操作系统。
虚拟化技术是一套解决方案。
完整的情况需要CPU、主板芯片组、BIOS和软件的支持，例如VMM软件或者某些操作系统本身。
即使只是CPU支持虚拟化技术，在配合VMM的软件情况下，也会比完全不支持虚拟化技术的系统有更好的性能。
想象一下，一个操作系统几乎不需花任何时间就可被启动，即使它崩溃了，你只需简单地将它剔除出去，同时立即装载一个新的。
如果你正在同时运行几个操作系统，当你准备给其中一个载入新的映像时，你可马上将它关闭，并把该系统正在处理的工作分流给其他系统运行。
如果你有5个RedHat的副本正在运行Apache服务器软件，而其中一个因满负荷而停止响应，没问题，你只需简单地将响应请求转交给其他4个系统处理，同时重启那个停止工作的系统就行了。
如果你已为你正在运行的操作系统存储了一份“快照”，那么每当有一些不愉快的事情发生时你都可重新启动它，例如被黑客攻击、感染病毒。
从一个安全的分区载入映像并修复好它就行了。
虚拟化还可让用户毫不费时地重新安装操作系统而不需像以往使用Ghost那样去安装设备驱动。
你可简单地就像使用普通程序那样去载入、卸载和存储操作系统。
在12个处理核心的虚拟化演示中，三种操作系统各占不同核心
同样，它也允许你在同一台机器上使用多个不同的操作系统。
如果你是一名程序员，需要编写代码使它们在Windows95/98/Me/2000/XP/vista上都能运行，你可在你的办公桌上准备5台机器或是1台运行了5种虚拟操作系统的电脑。
同时，作为程序员的你需在每个浏览器的每个版本上校验这些代码，很明显微软不会让你在一个已拥有高版本IE的情况下去安装更低版本的IE去做这些事，但你可一个个地安装旧的操作系统或采取更好一些的解决方法——让它们同时运行。
虚拟化技术给人们带来了惊喜，它让我们可在硬件级别上完成计算机的虚拟化工作。
目前时机成熟了，CPU中引入该技术，这让更多的用户都能涉足到新技术的应用，大大提高了用户使用处理器的效率，编写VMM不再那么困难了。
不过我们也要清醒地认识到，现有的虚拟技术不会马上消失，相反它们会变得更为普遍，随着电脑硬件的价格走低，且系统开销问题得到改善，而大型服务器提供商们也不会在现有的技术上发生巨大的变化，毕竟目前还用得过去。
因此VT想要取代现有的计算机虚拟技术或得到人们的认同还需一段时间。
可我们相信硬件级别的虚拟化技术毋庸置疑的是未来计算机发展的方向，有着灿烂的前途。
建议：
在选购处理器的同时，这个CPU虚拟化功能的确对部分专业人员有着举足轻重的作用，但是对我们玩家来讲，根本毫无意义，就Intel而言，在一些入门级的产品上，的确省去了这一功能，因此价格相对而言较低，例如：
入门级四核Q8200，和双核E5200/E7200系列等等，我们在购买这些产品时，不要因为少了这项功能而拒之门外，因为产品在性能上其实相比同类而言没有损失，但价格上却相比有虚拟化技术的产品有不小的优势，因此我们应该只选对的，不选贵的。
不过近期英特尔有了不小的举动，也把入门级产品升级虚拟化技术，详细内容请查看新闻：
好消息!
Intel五款CPU升级虚拟化技术。
二、CPU防病毒技术
提到防病毒问题，我们首先联想到的是一系列的杀毒软件，但是相信有不少人并不知道，其实CPU硬件本身也有防病毒技术。
曾几何时，AMD和Intel都在为各自的CPU推广一个概念：
硬件防毒。
在AMD和Intel的64bit处理器中，所谓的硬件防毒也成了了标准配置，CPU的硬件防毒功能是如何实现的呢？
它真的有用么？
是不是买了具有硬件防毒功能的CPU，就不需要防毒软件了？
因为经常有朋友这么询问，所以在CPU技术应用方面文章也加入了这一项目。
CPU防毒须知：
什么是缓冲区溢出
要明白CPU硬件防毒的功能，首先我们必须对缓冲区溢出做个了解。
对于电脑用户来说，“缓冲区溢出”一定都不会太陌生。
在使用电脑过程中相信大家都遇到过“0x00xxxxxx指令引用的0x00000000内存。
该内存不能为read”错误，而这实际上就是最基本的缓冲区溢出报告。
系统中常见的缓冲区溢出问题
那为什么会出现这样的错误呢？
原来在计算机内部，等待处理的数据一般都被放在内存的某个临时空间里（Buffer缓冲区），其大小一般是由操作系统或是程序的相关函数来定义的。
如果应用程序向缓冲区输入的数据超出了缓冲区本身的容量，而程序又没有检查缓冲区边界的功能，那么就会发生缓冲区溢出。
如果溢出部分被写入了其他缓冲区，将其他内存区域的数据等给覆盖，那么这就有可能导致某个应用程序乃至操作系统崩溃。
而更坏的结果是，如果相关数据里包含了恶意代码，那么溢出的恶意代码就会改写应用程序返回的指令，使其指向包含恶意代码的地址，使其被CPU编译而执行，而这可能发生“内存缓冲区溢出攻击”，名噪一时的“冲击波”、“震荡波”等蠕虫病毒就是采用这种手段来攻击电脑的。
对于缓冲区溢出攻击，防毒杀毒软件虽然也可以处理，但也只能是“亡羊补牢”，而操作系统和应用软件的漏洞又是难以预测的，随时可能被利用，引来缓冲区溢出攻击。
在这种情况下，预防缓冲区溢出攻击应该从硬件层次着手，开始成立许多IT厂商的共识，于是大家俗称的CPU硬件防毒功能应运而生了。
将CPU硬件防毒称之为“防缓冲区溢出攻击”更为恰当
对于各自的“硬件防毒”技术，AMD将其称之为EhancedVirusProtection（EVP），而Intel则命名为ExcuteDisableBit（EDB）。
但不管叫什么，它们的原理都是大同小异，而严格来说，目前各个CPU厂商在CPU内部集成的防毒技术不能称之为“硬件防毒”。
首先，无论是Intel的EDB还是AMD的EVP，它们都是采用硬软结合的方式工作的，都必须搭配相关的操作系统和软件才能实现；其次，EDB和EVP它们都是为了防止因为内存缓冲区溢出而导致系统或应用软件崩溃的，而这内存缓冲区溢出有可能是恶意代码（病毒）所为，也有可能是应用程序设计的缺陷所致（无意识的），因此我们将其称之为“防缓冲区溢出攻击”更为恰当些。
CPU的防缓冲区溢出攻击实现的原理
我们知道，缓冲区溢出攻击最基本的实现途径是向正常情况下不包含可执行代码的内存区域插入可执行的代码，并欺骗CPU执行这些代码。
而如果我们在这些内存页面的数据区域设置某些标志（NoeXecute或eXcuteDisable），当CPU读取数据时检测到该内存页面有这些标志时就拒绝执行该区域的可执行指令，从而可防止恶意代码被执行，这就是CPU的防缓冲区溢出攻击实现的原理.
目前主流的CPU产品都支持硬件防毒功能
而对于开启了EDB或EVP功能的计算机来说，一般也就可实现数据和代码的分离，而在内存某个页面将被设置为只做数据页，而任何企图在其中执行代码的行为都将被CPU所拒绝。
当然，开启EDB、EVP功能的CPU时无法独立完成标注不可执行代码内存页面以及进行相关检测防治工作的，它还需要相关操作系统和应用程序的配合。
操作系统的支持必不可少
目前，我们常用的操作系统都提供了对EDB、EVP技术的支持。
那么只要你启用操作系统中的DEP（DataExecutionProtection数据执行保护）功能即可为你的电脑提供比较全面的防缓冲区溢出攻击功能（DEP是可以独立运行的，并也可帮助防御某些类型的恶意代码攻击，但要充分利用DEP可以提供的保护功能，就需要CPU的配合了）。
设置方法是依次打开“控制面板”“系统”“高级”“性能设置”我们就可以打开“数据执行保护”选项，同时也可以看到你的CPU支不支持硬件DEP。
vista系统的DEP设置选项
DEP可单独或和兼容的CPU一起将内存的某些页面位置标注为不可执行，如果某个程序尝试从被保护的位置运行代码，将会被CPU拒绝同时DEP会关闭程序并通知用户，从而在一定程度上保障用户电脑的安全。
DEP技术还在向前发展
因为DEP还是一项发展较晚的项目，并且应用时间不长，因此在目前来说可能还存在着一些兼容性的问题。
我们知道，在32bit操作系统下，需要CPU打开PAE（PhysicalAddressExtensions物理地址扩展）才能实现对DEP功能的硬件支持。
PAE虽然使寻址空间扩展到了64bit，不过支持的物理内存大小依然在4GB以内。
如果硬件设备并不支持64bit寻址能力或者驱动程序认为在PAE开启的模式下需要超过4GB的物理内存，就有可能导致驱动错误；而对于有些程序来说，是采用实时生成代码方式来执行动态代码的，而生成的代码就有可能位于标记为不可执行的内存区域，这就有可能导致DEP将其检测为非法应用程序而将其关闭。
而这些都还有赖于硬件和软件厂商的相互配合解决，当然，这些都是需要的时间。
因此，DEP、EDB、EVP等技术都还在向前发展。
建议：
首先CPU防毒并不等同于杀毒软件的功效，因为它是为了防止因为内存缓冲区溢出而导致系统或应用软件崩溃的，而这内存缓冲区溢出有可能是恶意代码（病毒）所为，并不拥有类似防止木马或是其他类型病毒的功能，所以我们开启CPU防毒功能之外，还要安装最新的杀毒软件，这才是双保险，目前可以开启CPU防毒我们常用的系统是XPSP2/vista。
三、CPU的64位计算应用
2003年美国时间9月23日，全球第一款桌面系统64bit处理器在美国正式发布。
Athlon64（服务器版本为Opteron）的诞生对于桌面处理器领域具有划时代的意义，这一次成功的走到了Intel的前面，这就意味着桌面世界将进入64位计算的新纪元。
理想实现了，如今电脑市场上无论从低端的赛扬、闪龙还是到高端的酷睿、翌龙，满眼都是64位的CPU。
时隔6年过去了，如今消费者买到手上的CPU都开始支持64位计算，但是64位系统的普及速度还是比较慢，很多时候，具有大容量内存的用户，却只使用了32位系统，导致内存使用率严重缩水。
既然我们拥有支持64位系统CPU的先天优势，我们何不去尝试一下呢？
64位计算的好处：
64bit计算主要有两大优点：
可以进行更大范围的整数运算；可以支持更大的内存。
不能因为数字上的变化，而简单的认为64bit处理器的性能是32bit处理器性能的两倍。
实际上在32bit应用下，32bit处理器的性能甚至会更强，即使是64bit处理器，目前情况下也是在32bit应用下性能更强。
所以要认清64bit处理器的优势，但不可迷信64bit。
从目前的情况来看，64位处理器的主要用户应该是对32位处理器能力局限很敏感的专业应用领域。
由于传统的32位处理器只有4GB的内存寻址能力，因此系统装载的内存无论如何也无法超出甚至达到4GB的极限，这就给大型数据库、电脑辅助设计等应用带来很大的不便。
而在64位处理器中，内存寻址能力得到了史无前例的扩大。
AMD与Intel的64位解决方案都能提供至少4.5TB的内存寻址范围。
保守地估计，这将足够应付今后五年的需求。
此外，64位处理器对于设计汽车、卫星和其它复杂产品的电脑辅助设计软件而言也是极为重要的。
对于广大桌面用户而言，64位计算也有重大的实际意义。
在未来一段时间内，基于64代码的应用软件将大量涌现，而且在64位WindowsXP/2003的支持下，常规的应用软件也能获得更加出色的性能。
尽管目前内存技术、磁盘子系统的表现仍然严重制约着PC向更高方向的发展，但不可否认的是，CPU的性能上升还是有足够的空间。
在3D游戏中利用64位技术，在PhotoShop中体验64位运算所带来的快感，并非天方夜谭！
随着硬件价格的走低，内存价格更是扶摇直下，大家现在组装电脑基本是双条2G内存，当安装系统过后，会发现虽然电脑识别4G内存，但是可使用的内存却只有3G多，虽然不影响系统正常运行，但实际运行效率会有一定的损失，而且内存只能使用3GB-3.5GB容量，多余的全部空闲白白浪费！
即便最新的vistaSP132Bit能识别4GB甚至6GB以上内存，实际可用空间还是3.5GB。
32位系统下，4G内存只识别了3.3G
为了充分利用内存容量，并不至于造成性能损失，用户必须重新安装64Bit系统，64Bit系统虽然性能更强（仅限于原生64Bit软件），但对普通用户来说却没啥用处，最重要的是和不少软件（尤其是国产软件）和游戏（尤其是日产游戏）有兼容性问题，一旦您常用的软件不支持64Bit系统，那么就只能忍痛割爱了，导致64位系统无法普及的原因，第一是内存容量要求太高（2G内存以下无法流畅运行），第二是软件支持不完善。
对于64位系统支持，最主要看的还是CPU是否支持64位，CPU是衡量的标准，对于目前科技的进步，硬件的价格走低，许多64位软件横空出世，兼容性问题已基本解决。
建议：
对于目前的用户，选择64位系统还是比较明智的，如果您手上的CPU为主流产品且内存容量超过3G，那么还是选择64位系统比较好，目前的软件和游戏对于硬件的要求与日俱增，外加上高清技术的发展，多任务的处理作业，仅仅依靠3G多的内存远远不够的，之前所顾虑的64位系统的兼容性问题，已经没有太大的影响，根本不会影响我们正常使用，所以我们既然拥有64位CPU和大容量内存，就让你所使用的系统升级到64位。
四、CPU节能技术
说起CPU节能，有很多人不陌生，就是让电脑空闲状态下，主动降低CPU主频、电压等，来实现节能效果。
但是不少菜鸟或是超频玩家，总会去主动关闭这项功能（有的主板默认是开启的），菜鸟想法当然是看见主频降低，心理会受到影响，担心电脑变慢等等因素，而超频玩家，则考虑到CPU节能可能会影响超频成绩，所以选择关闭。
但究竟CPU节能技术，是否会影响CPU性能和CPU超频性能呢，让我们慢慢来了解一下：
其实最早的节能技术来自于笔记本中的移动CPU产品，随着硬件发展迅速，电脑已成为耗电大户，CPU节能技术才由笔记本中移植到桌面级电脑产品中，现在我们先分析一下，AMD/Intel自家的节能技术特点：
Intel桌面级CPU的节能技术：
CPU节能技术的雏形是由Intel提出并采用在笔记本上的，名为Speedstep节能技术，采用SpeedStep技术的CPU有两种不同的工作模式:
使用AC电源时的最高性能模式（MaximumPerformaceMode）和使用电池时的电池优化模式（BatteryOptimizedMode），笔记本电脑根据电源情况自动切换工作模式，也就是说，就是当使用AC电源或电池驱动时，自动对CPU的工作电压和工作频率进行切换：
使用AC电源时，CPU开足马力全速运行；而在电池模式下，CPU将核心电压和工作主频调低到另一档上，达到降低系统功耗的目的，在小幅度影响性能的条件下维持更长运行时间。
后来，Intel又推出了增强型Speedstep技术（EnhanceIntelSpeedStepTechnology，EIST），该技术所作的改进主要在于提供更多的电压和频率工作点，处理器可以在不同频率间进行快速切换，这个切换过程仍由操作系统统一负责。
因处理器的工作电压在频率降低时也降低，对应的功耗值也会随之下降。
之后的桌面处理器的节能技术，就是沿用的这个增强型Speedstep技术.
AMD桌面级CPU的节能技术：
AMD台式机CPU的节能技术名为Cool‘n’Quiet，这是第一种用于桌面处理器的节能技术，顾名思义，这项技术为“低温、安静”之意，可大幅减轻散热系统的压力，所以又被形象的称为“凉又静”。
从技术上而论，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。
AMD最新的节能能将主频高达3G的产品，运行在800Mhz上
Cool‘n’Quiet开始的使用价值更多是体现在高频率（高PR值或高标号）的Athlon64和Athlon64FX身上，单比较最高功耗，Athlon64和Athlon64FX比当时的能耗大鳄Prescott核心的Pentium4只是稍好一些，但Cool‘n’Quiet技术却让二者出现质的差异：
Cool’n’Quiet允许各款Athlon64和Athlon64FX最低运行在1GHz，1.1V电压的状态下，性能大概与AthlonXP1500+相当，完全可满足正常办公和娱乐的需要，而此时它的功耗仅有22W。
在实际使用中，办公处理、多媒体娱乐、网络浏览等日常应用总是占据大部分，籍由Cool‘n’Quiet技术，Athlon64和Athlon64FX可长时间工作在低耗电环境下。
比较保守的估计，它的平均功耗会在40至60W左右，对散热系统不会造成任何负担，风扇也可低噪音运行，称之为Cool‘n’Quiet的确颇为贴切。
Cool‘n’Quiet需要处理器硬件、驱动程序和主板BIOS三方面的支持，AMD的新一代Athlon64、Athlon64FX、Athlon64X2以及部分Socket754/939接口的Sempron产品都支持该项技术，只要安装最新的CPU驱动便可以感受到Cool‘n’Quiet带来的“低温体验”。
凭借这项技术，AMD终于在功耗问题上大翻身，过去它的产品一直给人高功耗、高发热的印象，虽然英特尔的产品一直口碑优良，但在那时却反了过来。
AMD最新的CNQ3.0节能技术：
具有四种自动节能模式
目前AMD Cool‘n’Quiet已经升级到了3.0版本，提供了更好更完善的技术支持，曾经CNQ2.0只支持两种P-State（性能状态），分别是全速和半速，其中后者是倍频减半而来，比如PhenomX49950就运行在2.6GHz或者1.3GHz。
新版CnQ3.0将P-State增加到了四种，其一是全速，其二是最低速度800MHz（倍频4x），不管什么型号皆是如此，另外还有两种状态，具体频率视原始主频不同而定。
建议：
对于CPU节能技术，我们开启比较好，不仅节约能源，就连CPU风扇噪音也由于温度的降低而变小，之前提到的节能技术是否会影响性能方面，我们在多方的证实下，可能会出现可以忽略不计的性能损失（处理器频率转变过程中可能会有一些影响），而超频用户关闭节能设置，我相信也是因人而宜，如果不是追求极限超频，想长期稳定超频的话，节能和超频并不冲突，低负载模式下照样降低功耗发热噪音。
五、AMDK10处理器架构的独有内存模式
接下来说说K10架构平台的创新内存工作模式，这是Barcelona平台处理器独有的内存模式（用于AM2+主板的AMDFX7**系列和AMDPhenom系列）一种新型的内存传输概念。
AMDK10平台下具有两种内存模式，这是Phemon处理器独有的
Phenom处理器诞生时包含一系列新功能，例如相比K8平台，对处理器内置的内存控制器进行强化，通过改用2个独立内存控制器，取代旧架构内的1个内存控制器。
新内存控制器除支持Athlon64X2处理器时代的1×128-bit模式外，还新增2×64-bit模式，并命名为UngangedMode。
至于原来的1×128-bit模式，则称作GangedMode。
UngangedMode的最大作用是加强对DDR2内存的兼容性，尤其是在使用2根容量不同的DDR2内存条时。
此外，UngangedMode对提高性能同样有作用。
AMD官方数据表示，使用UngangedMode（2×64-bit）时，系统能够享有更多的内存Banks数量，等于拥有更多的带宽，从而令Phenom处理器额外获得最高10%内存性能提升。
K10架构的内存控制器并非K8传统一个128bit单元，而是两个64bit单元，当两个通道插上完全一样的记忆体时，就跟K8双通道模式相同，两通道的内存会逻辑上连为一体，这个模式称为「GangedMode」。
K10集成两个内存控制器分别控制两个通道的内存，两个分别都是64bit，但因为同时启动，总合起来每个时脉周期一样有128bit的资料传输。
这不是双通道，也不是单通道，而是两个单通道同时执行，称为「UngangedMode」模式。
那么到底我们使用哪种内存模式呢？
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