问题

CPU-Z如何识别CPU的制程呢?

回答
CPUZ 这款小巧的软件,能把我们电脑里那个看不见的“大脑”——CPU——的方方面面都摸个一清二楚,其中有个很关键的信息就是它的“制程工艺”。 咱们今天就来聊聊,CPUZ 是怎么把这个挺技术性的数字给咱们展示出来的,而且是怎么做到这么准确的。

首先得明白,“制程工艺”到底说的是啥。 简单来说,它代表了制造 CPU 的那个半导体晶圆上的电路有多精细,越小的数字代表电路越密集,就像在指甲盖上刻的东西越来越细微一样。 这个数字直接关系到 CPU 的性能、功耗和发热量,所以大家都很关心。 比如我们常听到的“7nm”、“5nm”甚至“3nm”,都是制程工艺的体现。

CPUZ 背后藏着什么秘密武器?

CPUZ 要想知道 CPU 的制程,它并不是自己凭空猜测出来的。 它其实是在和 CPU 这个芯片进行一场“对话”。 这里的“对话”主要通过两种方式进行:

1. 读取 CPU 的内部寄存器和标识信息:
CPU 内部有很多专门用来存储各种信息的“小盒子”,我们称之为“寄存器”。 其中有一部分寄存器,特别是那些与 CPU 识别信息相关的寄存器(比如 CP​​UID 指令集可以访问的寄存器),会包含 CPU 的设计代号、核心架构、以及非常重要的“制造工艺信息”。
想象一下,每个 CPU 芯片在出厂时,都带有一个“身份证”,这个身份证上的信息(就像我们的出生日期、身高一样)是固化在芯片里的。 CPUZ 的主要工作,就是通过一系列特定的指令(就像问询的语句)去“读取”这个身份证上的信息。
这些指令被称为“CPUID指令”。 这个指令非常强大,它能让 CPU 告诉软件很多关于它自己的信息,包括它是什么家族的,支持哪些指令集,以及最重要的,它的制造工艺是哪一代的。 CPUZ 会发送特定的 CPUID 指令,然后根据 CPU 返回的数据中的特定“编码”,来解析出制程信息。

2. 通过主板芯片组和 BIOS 的信息辅助判断:
虽然 CPU 本身包含了大部分关键信息,但有时候,特别是一些老旧的 CPU 或者不太常见的型号,CPUZ 也可能需要从主板的芯片组或者 BIOS(主板的固件)那里获取一些辅助信息。
主板的 BIOS 里面也存储着关于 CPU 的一些基本识别信息,这些信息是主板厂商在设计主板时,根据 CPU 的规格录入的。 如果 CPUZ 在直接读取 CPU 信息时遇到困难,它可能会尝试从 BIOS 中查找与 CPU 型号匹配的制程参数。
这就像一个学生不清楚自己的学号,但老师(BIOS)知道班级里哪个学号对应哪个学生(CPU)。

CPUZ 如何“翻译”这些信息?

读取到的原始数据通常是数字编码,CPUZ 要做的就是把这些编码“翻译”成我们能看懂的文字描述,比如“7nm”、“14nm”等等。

数据库对照: CPUZ 内部有一个庞大的数据库,里面存储着各种 CPU 型号的详细信息,包括它们对应的制程工艺。 当 CPUZ 读取到 CPU 的型号信息后,它就会去这个数据库里查找,找到对应的制程工艺数值,然后显示出来。
逻辑判断: 有时候,CPU 返回的信息可能不是一个直接的“7nm”这样的标签,而是一些代表特定工艺世代的数字代码。 CPUZ 的开发者会根据这些代码,通过预设的逻辑规则,将其转换为大家熟悉的制程工艺名称。

为什么 CPUZ 如此准确?

CPUZ 的准确性之所以高,主要得益于以下几点:

直接读取硬件信息: 它不依赖于操作系统或者第三方驱动的“翻译”,而是尽可能直接地从 CPU 硬件本身读取信息。 这种方式就像直接问当事人,而不是通过别人转述,信息失真的可能性更小。
与 CPU 厂商的配合(间接): CPUZ 的开发者会密切关注 CPU 行业的最新动态和技术标准。 芯片制造商(如 Intel、AMD、ARM)在设计 CPU 时,会按照行业标准在 CPU 中嵌入特定的标识信息,CPUZ 的工作就是理解并读取这些标准信息。
持续更新: CPU 技术发展很快,新的 CPU 型号和制程工艺层出不穷。 CPUZ 的开发者会不断更新软件,加入对最新 CPU 的支持和对新的制程工艺的识别能力。 如果 CPUZ 无法识别新的制程,那往往是因为软件版本太老了。

总结一下,CPUZ 识别 CPU 制程的过程,就像一个信息侦探,它通过以下步骤来完成任务:

1. 发送“问询令”(CPUID指令)。
2. 接收来自 CPU 的“身份证信息”(寄存器数据)。
3. 必要时,辅助参考“学校名册”(主板 BIOS 信息)。
4. 利用“参考手册”(内部数据库和逻辑规则)来解读和翻译这些信息。
5. 最终将“制程工艺”这个关键信息以我们能理解的方式展示出来。

所以,下次当你打开 CPUZ,看到那个代表着技术进步的制程数字时,就知道这背后是软件与硬件之间的一番“对话”和“解读”功劳呢。

网友意见

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绝大部分信息使用的CPUID指令读出来的,极少部分信息通过OS的API直接读取CPU的信息,而制程工艺这种只能通过打表,维护一个字典,把制程和型号对应出来(老版本的CPU-Z显示不了新CPU的制程工艺,但是能显示所有Flags);还有一部分特贵的CPU会有一个Processor Information ROM,把信息烧录在里面,可以存更多信息,也可以用Intel开放的方式读取出来,但是这个ROM的信息对于OS来讲不是必须要存在的(i5,i7就没有,依然运行的好好的,你把i9的这个ROM不小心弄坏了,也不会影响i9本身的运行,CPU-Z到底有没有读取这个ROM里面的信息,无法确定)。比如i9就有:

i5,i7基本都没有:

你可以这么想, 主板BIOS其实不知道你安装了什么CPU,它就是通过CPUID来读取的,CPU固有的有用的信息都能读出来,这些与什么操作系统都无关。有的信息直接就读取出来,有的信息需要计算一下再出来,再加上读取方式多种,所以你打开CPU-Z,虽然只有3MB大小,但是一般都会执行一小会儿你才能看到结果。

比如我正在用的机器:

用就旧版本的1.78.1的CPU-Z就不显示工艺,因为预存表里面没有,连codename都没有,因为我这台机器的CPU在这个版本里面还没有对应的信息,但是CPUID执行是OK的

而在新版本的1.98.0的CPU-Z里面就显示了工艺,

因为CPU-Z把作业补上了,

Microsoft这里有个文档,可以大致浏览一眼:

比微软那篇文档更多信息的:

自己获取CPU的信息(OS实际上也是用CPUID读出来的):

Windows 中可以在Powershell中获取:

       get-wmiobject -class win32_processor  Caption           : Intel64 Family 6 Model 165 Stepping 2 DeviceID          : CPU0 Manufacturer      : GenuineIntel MaxClockSpeed     : 2712 Name              : Intel(R) Core(TM) i7-10850H CPU @ 2.70GHz SocketDesignation : U3E1     


在Linux里面可以用 cat /proc/cpuinfo 来获取,比如:

       processor       : 39 vendor_id       : GenuineIntel cpu family      : 6 model           : 62 model name      : Intel(R) Xeon(R) CPU E5-2650L v2 @ 1.70GHz stepping        : 4 microcode       : 1064 cpu MHz         : 1695.751 cache size      : 25600 KB physical id     : 1 siblings        : 20 core id         : 12 cpu cores       : 10 apicid          : 57 initial apicid  : 57 fpu             : yes fpu_exception   : yes cpuid level     : 13 wp              : yes flags           : fpu vme de pse tsc msr pae mce cx8 apic sep mtrr pge mca cmov                                            pat pse36 clflush dts acpi mmx fxsr sse sse2 ss ht tm pbe syscall nx pdpe1gb rdt                                           scp lm constant_tsc arch_perfmon pebs bts rep_good xtopology nonstop_tsc aperfmp                                           erf pni pclmulqdq dtes64 monitor ds_cpl vmx smx est tm2 ssse3 cx16 xtpr pdcm pci                                           d dca sse4_1 sse4_2 x2apic popcnt tsc_deadline_timer aes xsave avx f16c rdrand l                                           ahf_lm arat epb xsaveopt pln pts dts tpr_shadow vnmi flexpriority ept vpid fsgsb                                           ase smep erms bogomips        : 3391.45 clflush size    : 64 cache_alignment : 64 address sizes   : 46 bits physical, 48 bits virtual power management:     

又比如:

       processor : 3 vendor_id : GenuineIntel cpu family : 6 model  : 85 model name : Intel(R) Xeon(R) Silver 4216 CPU @ 2.10GHz stepping : 7 microcode : 0xffffffff cpu MHz  : 2095.079 cache size : 22528 KB physical id : 0 siblings : 4 core id  : 3 cpu cores : 4 apicid  : 3 initial apicid : 3 fpu  : yes fpu_exception : yes cpuid level : 13 wp  : yes flags  : fpu vme de pse tsc msr pae mce cx8 apic sep mtrr pge mca cmov pat pse36 clflush mmx fxsr sse sse2 ss ht syscall nx lm constant_tsc rep_good nopl pni pclmulqdq ssse3 fma cx16 sse4_1 sse4_2 movbe popcnt aes xsave avx f16c rdrand hypervisor lahf_lm abm 3dnowprefetch kaiser fsgsbase bmi1 hle avx2 smep bmi2 erms rtm xsaveopt bugs  : cpu_meltdown spectre_v1 spectre_v2 spec_store_bypass l1tf mds bogomips : 4190.15 clflush size : 64 cache_alignment : 64 address sizes : 42 bits physical, 48 bits virtual power management:     

Linux上面也可以用 dmidecode 获取CPU的信息,比如我们一台Hadoop节点上面执行的结果

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