一、CPU温度与封装

我们常用鲁大师测试电脑温度，CPU温度、显卡、硬盘、主板等硬件温度都会显示出来。但是一些细心的玩家注意到了，CPU温度通常显示3个数。CPU温度、CPU核心温度、CPU封装温度，为什么会有3个温度，分别代表什么呢?

要了解这3种温度，首先要弄清楚CPU的结构。我们知道CPU是单晶硅制成的，当这些晶体管集成电路制作完成后。必须与外界隔离，以防止空气中的杂质对芯片电路的腐蚀而造成电气性能下降。这就需要下一步操作—封装。

封装对于芯片来说是必须的，也是至关重要的。通常用绝缘的塑料或陶瓷材料打包，我们看到有人把CPU开盖之后，亮晶晶的那块就是封装着的CPU核心。其实真正的CPU核心我们是不可能看到的，看到的只是它的封装罢了。

封装之后还不算完成，CPU要散热，上面要压散热器，而陶瓷受压容易破裂，运输也容易损坏，这就需要保护起来。CPU会在外部加上一个金属保护罩，就是我们见到的带有芯片代号等信息的金属壳，里面才是CPU的核心。

这下我们知道了，CPU从下到上依次是核心、封装、金属保护壳，对应的就是核心温度，封装温度，cpu温度了，温度是从核心一层层传递到外壳的，然后由散热器把热量散发掉。而传递的过程中，热量会有损失，这也是核心温度高于表面温度的原因。

二、使用大页技术提升CPU运行速度

现代操作系统，基本上都会使用一个叫换页/交换文件的技术：内存空间有限，但进程越来越多，对内存空间的需求越来越大，用完了怎么办?于是在硬盘上划分一块区域出来，把内存中很久不用的数据转移到这块区域上来，等程序用到的时候，触发访问异常，再在异常处理函数中将其从硬盘读取进来。

可以想象，如果程序访问的内存老是不在内存中，而是被交换到了硬盘上，就会频繁触发缺页异常，那程序的性能肯定大打折扣，所以减少缺页异常也是提升性能的好办法。

从虚拟地址寻址真实的物理内存，这个过程是CPU完成的，具体来说，就是通过查表，从页表-》一级页目录-》二级页目录-》物理内存。

页目录和页表是存在内存中的，毫无疑问，内存寻址是一个非常非常高频的事情，时时刻刻都在发生，而多次查表势必是很慢的，有鉴于此，CPU引入了一个叫TLB(Translation Look- aside buffer)的东西，使用缓存页表项的方式来减少内存查表的操作，加快寻址速度。

默认情况下，操作系统是以4KB为单位管理内存页的，对于一些需要大量内存的服务器程序(Redis、JVM、ElascticSearch等等)，动辄就是几十个G，按照4KB的单位划分，那得产生多少的页表项啊!

而CPU中的TLB的大小是有限的，内存越多，页表项也就越多，TLB缓存失效的概率也就越大。所以，大页内存技术就出现了，4KB太小，就弄大点。大页内存技术的出现，减少了缺页异常的出现次数，也提高了TLB命中的概率，对于提升性能有很大的帮助。

在一些高配置的服务器上，内存数量庞大，而CPU多个核都要通过内存总线访问内存，可想而知，CPU核数上去以后，内存总线的竞争势必也会加剧。于是NUMA架构出现了，把CPU核心划分不同的分组，各自使用自己的内存访问总线，提高内存的访问速度。

I/OCPU和内存都够快了，但这还是不够。我们的程序日常工作中，除了一些CPU密集型的程序(执行数学运算，加密解密，机器学习等等)以外，相当一部分时间都是在执行I/O，如读写硬盘文件、收发网络数据包等等。

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