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服务器CPU微架构

article 2025/3/6 7:18:02

1、微架构图

在这里插入图片描述

前端：预解码、解码、分支预测、L1指令缓存、指令TLB缓存

后端：顺序重排缓存器ROB处理依赖，调度器送到执行引擎

执行引擎：8路超标量，每一路可以进行独立的微操作处理
Port0、1、5、6支持整数、浮点数的加法运算，
Port2、3用于地址生成和加载，
Port4用于存储操作

缓存：L1、L2、数据TLB缓存

2、CPU核的各个参数

2.1 CPU的工作参数

1、时钟周期

在这里插入图片描述
时钟频率（英语：clock rate，又译：时钟速度）是指同步电路中时钟的基础频率，它以“每秒时钟周期”（clock cycles per second）来度量，量度单位采用赫兹（Hz）。在计算机领域当中，其一般指的是由处理器中的时钟发生器产生的脉冲信号的频率，该信号用于同步计算机中各部件的工作。时钟频率也被用来作为衡量处理器（例如CPU）运行速度的一个指标，称为处理器的主频。在单个时钟周期内（现代计算机中央处理器内的这个时间一般都短于一纳秒）逻辑零状态与逻辑一状态来回切换

2、基础频率和睿频

如下
基础频率： CPU在不忙时，处理器的速度，大概1秒种 29亿 Hz
睿频：服务器CPU比较忙时，频率可以提高到38亿 Hz
在这里插入图片描述

3、查看cpu的工作频率

cat /proc/cpuinfo  | grep MHz

cpu MHz		: 2394.374

2394 MHz = 2.394 GHz = 23.94 亿 Hz

4、cpu的各级缓存

在这里插入图片描述

使用 getconf 命令查看各级缓存信息


 getconf -a | grep CACHE

#L1指令缓存  ICACHE表示 指令缓存 32768 字节 32768/1024 = 32 KB (32千字节)
LEVEL1_ICACHE_SIZE                 32768
LEVEL1_ICACHE_ASSOC                8
LEVEL1_ICACHE_LINESIZE             64


# L1数据缓存 DCACHE表示 数据缓存 32768 字节 32768/1024 = 32 KB (32千字节)
LEVEL1_DCACHE_SIZE                 32768
LEVEL1_DCACHE_ASSOC                8
LEVEL1_DCACHE_LINESIZE             64

# L2缓存   1048576字节 1048576/(1024**2)  1MB
LEVEL2_CACHE_SIZE                  1048576 
LEVEL2_CACHE_ASSOC                 16
LEVEL2_CACHE_LINESIZE              64

# L3缓存 37486592 字节 37486592/(1024**2)  = 35.75 MB
LEVEL3_CACHE_SIZE                  37486592
LEVEL3_CACHE_ASSOC                 11
LEVEL3_CACHE_LINESIZE              64

使用伪文件查看L1 data、instruction缓存

# cd /sys/devices/system/cpu/
cat cpu0/cache/index0/level  # L1缓存 cpu0代表编号为0的cpu
1  
cat cpu0/cache/index0/size  # 缓存大小为32KB
32K  
cat cpu0/cache/index0/type   # 缓存类型为数据缓存
Data  
cat cpu0/cache/index0/shared_cpu_list   # 
0,12  


# cd /sys/devices/system/cpu/
cat cpu0/cache/index1/level  
1
cat cpu0/cache/index1/size  
32K  
cat cpu0/cache/index1/type   # 缓存类型为指令缓存
Instruction  
cat cpu0/cache/index1/shared_cpu_list  
0,12


# cd /sys/devices/system/cpu/
cat cpu0/cache/index2/level  # L2缓存
2
cat cpu0/cache/index2/size   # 大小为256KB
256K  
cat cpu0/cache/index2/type # L2缓存不分指令缓存和数据缓存
Unified  
cat cpu0/cache/index2/shared_cpu_list  
0,12

# cd /sys/devices/system/cpu/
cat cpu0/cache/index3/level  # L3缓存
3
cat cpu0/cache/index3/size  
12288K  
cat cpu0/cache/index3/type  
Unified  
cat cpu0/cache/index3/shared_cpu_list  
0-5,12-17

5、查看CPU的物理核和逻辑核

intel运用了超线程技术，一个物理核可以被虚拟出来两个逻辑核来用
在这里插入图片描述

查看物理cpu数量

cat /proc/cpuinfo | grep "physical id" | sort | uniq  
physical id     : 0  
physical id     : 1

查看每个cpu物理核数
cat /proc/cpuinfo| grep "cpu cores"| uniq  
cpu cores       : 6

查看系统中所有的逻辑核
及其对应的物理核
cat /proc/cpuinfo  | grep -E "core id|process|physical id"  
processor       : 0  
physical id     : 0  
core id         : 0  
......  
processor       : 12  
physical id     : 0  
core id         : 0  
......  
processor       : 23  
physical id     : 1  
core id         : 10