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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(mén)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。
CPU控制技術(shù)的主要形式,插入控制。CPU 對(duì)于操作控制信號(hào)的產(chǎn)生,主要是通過(guò)指令的功能來(lái)實(shí)現(xiàn)的,通過(guò)將指令發(fā)給相應(yīng)部件,達(dá)到控制這些部件的目的。實(shí)現(xiàn)一條指令功能,主要是通過(guò)計(jì)算機(jī)中的部件執(zhí)行一序列的操作來(lái)完成。較多的小控制元件是構(gòu)建集中處理模式的關(guān)鍵,目的是為了更好的完成CPU數(shù)據(jù)處理操作。
除了嵌入式系統(tǒng),多數(shù)CPU都有兩種工作模式:內(nèi)核態(tài)和用戶態(tài)。這兩種工作模式是由PSW寄存器上的一個(gè)二進(jìn)制位來(lái)控制的。內(nèi)核態(tài)的CPU,可以執(zhí)行指令集中的所有指令,并使用硬件的所有功能。
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。