我們常用魯大師測(cè)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(lái)。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(lái)說(shuō)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(kāi)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(lái)。CPU會(huì)在外部加上一個(gè)金屬保護(hù)罩，就是我們見(jiàn)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(guò)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(yè)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(yè)/交換文件的技術(shù)：內(nèi)存空間有限，但進(jìn)程越來(lái)越多，對(duì)內(nèi)存空間的需求越來(lái)越大，用完了怎么辦?于是在硬盤上劃分一塊區(qū)域出來(lái)，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(lái)，等程序用到的時(shí)候，觸發(fā)訪問(wèn)異常，再在異常處理函數(shù)中將其從硬盤讀取進(jìn)來(lái)。
可以想象，如果程序訪問(wèn)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(yè)異常，那程序的性能肯定大打折扣，所以減少缺頁(yè)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(guò)程是CPU完成的，具體來(lái)說(shuō)，就是通過(guò)查表，從頁(yè)表-》一級(jí)頁(yè)目錄-》二級(jí)頁(yè)目錄-》物理內(nèi)存。
頁(yè)目錄和頁(yè)表是存在內(nèi)存中的，毫無(wú)疑問(wèn)，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(shì)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(yè)表項(xiàng)的方式來(lái)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(yè)的，對(duì)于一些需要大量?jī)?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(yè)表項(xiàng)啊!
而CPU中的TLB的大小是有限的，內(nèi)存越多，頁(yè)表項(xiàng)也就越多，TLB緩存失效的概率也就越大。所以，大頁(yè)內(nèi)存技術(shù)就出現(xiàn)了，4KB太小，就弄大點(diǎn)。大頁(yè)內(nèi)存技術(shù)的出現(xiàn)，減少了缺頁(yè)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(guò)內(nèi)存總線訪問(wèn)內(nèi)存，可想而知，CPU核數(shù)上去以后，內(nèi)存總線的競(jìng)爭(zhēng)勢(shì)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(wèn)總線，提高內(nèi)存的訪問(wèn)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。
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