CPU基础知识介绍
⏹CPU(Central Processing Unit ,中央处理器)是一块超大规模的集成电路,通常被称为计算机的大脑,是一台计算机的运算核心
(Core )和控制核心( Control Unit ),也是整个计算机系统中最重要的组成部件。
⏹中央处理器主要包括运算器(算术逻辑运算单元,ALU ,Arithmetic Logic Unit )和高速缓冲存储器(Cache )及实现它们之间联系
的数据(Data )、控制及状态的总线(Bus )。
⏹它与存储器(Memory )和输入/输出(I/O )设备合称为电子计算机三大核心部件。
CPU 概念
寄存器
运算器
控制器
输入设备
输出设备
数据信号 控制信号
CPU 功能
✓解释计算机指令 ✓处理计算机软件中的数据
CPU 组成
✓控制单元 ✓运算单元 ✓存储单元
CPU分类-按指令集
PowerPC
MIPS
X86 ARM DSP
…
………
CISC RISC
⏹CISC(complex instruction set computer),复杂指令集。早期的CPU全部是CISC架构,它的设计目的是要用最少的机器语言指令来完成所需的计
算任务。这种架构会增加CPU结构的复杂性和对CPU工艺的要求,但对于编译器的开发十分有利。
⏹RISC(Reduced Instruction Set Computer),精简指令集。RISC架构要求软件来指定各个操作步骤。这种架构可以降低CPU的复杂性以及允许在同
样的工艺水平下生产出功能更强大的CPU,但对于编译器的设计有更高的要求。
X86处理器发展简史
X86处理器发展经历50年的历史: 字长从4位到64位;
时钟频率逐步提升;
晶体管集成规模逐渐增大;
性能逐渐提高的过程。
Intel X86 CPU 路标
Grantley Platform
Microarchitecture Haswell Haswell
22nm
New Mico-architecture
Broadwell
14nm
Skylake
14nm
New Mico-architecture
Cascade Lake 14nm服务器
Copper Lake 14nm
New Mico-architecture
Ice Lake
10nm
2017
2020
2021
2019
2016
2014
Purley Platform
Microarchitecture Skylake Whitley Platform
Microarchitecture Copper Romley Platform
Microarchitecture Sandy
Bridge Sandy Bridge
32nm
New Mico-architecture
Ivy Bridge
22nm
Tick-Tock :Tick 年(工艺年)更新制作工艺,Tock 年(架构年)更新微架构。
2012
2013
Tock Tick Tock Tick
Tock Tick Tock Tick
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