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CPU,是電子計(jì)算機(jī)的主要設(shè)備之一,電腦中的核心配件。其功能主要是解釋計(jì)算機(jī)指令以及處理計(jì)算機(jī)軟件中的數(shù)據(jù)。CPU是計(jì)算機(jī)中負(fù)責(zé)讀取指令,對(duì)指令譯碼并執(zhí)行指令的核心部件。每個(gè)CPU都有一套自己可以執(zhí)行的專門的指令集(注意,這部分指令是CPU提供的,CPU-Z軟件可查看)。正是因?yàn)椴煌珻PU架構(gòu)的指令集不同,使得x86處理器不能執(zhí)行ARM程序,ARM程序也不能執(zhí)行x86程序。(Intel和AMD都使用x86指令集,手機(jī)絕大多數(shù)使用ARM指令集)。
CPU出現(xiàn)于大規(guī)模集成電路時(shí)代,處理器架構(gòu)設(shè)計(jì)的迭代更新以及集成電路工藝的不斷提升促使其不斷發(fā)展完善。從初專用于數(shù)學(xué)計(jì)算到廣泛應(yīng)用于通用計(jì)算,從4位到8位、16位、32位處理器,后到64位處理器,從各廠商互不兼容到不同指令集架構(gòu)規(guī)范的出現(xiàn),CPU 自誕生以來(lái)一直在飛速發(fā)展。
為了改善性能,CPU已經(jīng)不是單條取指-->解了碼-->執(zhí)行的路線,而是分別為這3個(gè)過(guò)程分別提供獨(dú)立的取值單元,解了碼單元以及執(zhí)行單元。這樣就形成了流水線模式。
關(guān)于CPU的基本組成
1、CPU是用來(lái)運(yùn)算的(加法運(yùn)算 、乘法運(yùn)算*、邏輯運(yùn)算and not or等),例如c=a b。
2、運(yùn)算操作涉及到數(shù)據(jù)輸入(input)、處理、數(shù)據(jù)輸出(output),a和b是輸入數(shù)據(jù),加法運(yùn)算是處理,c是輸出數(shù)據(jù)。
3、CPU需要使用一個(gè)叫做存儲(chǔ)器(也就是各種寄存器)的東西保存輸入和輸出數(shù)據(jù)。
4、CPU還要將一些常用的基本運(yùn)算工具(如加法器)放進(jìn)CPU,這部分負(fù)責(zé)運(yùn)算,稱為算術(shù)邏輯單元(ALU)。
5、CPU中還有一個(gè)控制器(CU),負(fù)責(zé)將存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)送到ALU中去做運(yùn)算,并將運(yùn)算后的結(jié)果存回到存儲(chǔ)器中??刂破鬟€包含了一些控制信號(hào)。
關(guān)于CPU的多核和多線程
1、CPU的物理個(gè)數(shù)由主板上的插槽數(shù)量決定,每個(gè)CPU可以有多核心,每核心可能會(huì)有多線程。
2、多核CPU的每核(每核都是一個(gè)小芯片),在OS看來(lái)都是一個(gè)獨(dú)立的CPU。
3、對(duì)于超線程CPU來(lái)說(shuō),每核CPU可以有多個(gè)線程(數(shù)量是兩個(gè),比如1核雙線程,2核4線程,4核8線程),每個(gè)線程都是一個(gè)虛擬的邏輯CPU(比如windows下是以邏輯處理器的名稱稱呼的),而每個(gè)線程在OS看來(lái)也是獨(dú)立的CPU。