CPU核心
即使是相同的核心也会有不同版本的类型(例如,Northwood核心分为B0和C1版本),核心版本的更改是为了纠正以前版本中的一些错误,并提高某些性能,而这些变化是常见的消费。
人们很少关注。
每种核心类型都有自己的制造工艺(如0.25um,0.18um,0.13um和0.09um等)和核心区域(这是决定CPU成本的关键因素,而且成本基本上与核心成比例)区域)。
核心电压,电流大小,晶体管数量,高速缓存大小,频率范围,流水线架构和支持的指令集(两者都是决定CPU性能和效率的关键因素),功耗和发热,封装方法(如SEP, PGA,FC-PGA,FC-PGA2等),接口类型(如Socket 370,Socket A,Socket 478,Socket T,Slot 1,Socket 940等),前端总线频率(FSB))和还有很多。
因此,核心类型在一定程度上决定了CPU的性能。
CPU核心的发展方向是电压更低,功耗更低,制造工艺更先进,集成更多的晶体管,更小的核心区域(这将降低CPU生产成本并最终降低CPU销售价格),更先进的管道架构和更多指令集,更高的前端总线频率,更多功能的集成(如集成内存控制器等)和双核和多核(即1个CPU内部2个或多个内核)等。
CPU核心的进步对于普通消费者来说,最重要的是能够以更低的价格购买更强大的CPU。
在CPU的悠久历史中,以及复杂的CPU核心类型,以下是对主流核心类型的Intel CPU和AMD CPU的介绍。
主流核心类型简介(仅适用于台式机CPU,不包括笔记本CPU和服务器/工作站CPU,并且不包括较旧的核心类型)。
(1)算术1.算术和逻辑单元ALU主要对二进制数据执行定点算术运算(加法,减法,乘法和除法),逻辑运算(OR或XOR)和移位运算。
还有一些移位器专门用于处理某些CPU中的移位操作。
通常ALU由两个输入和一个输出组成。
整数单元有时被称为IEU(整数执行单元)。
我们通常所说的“CPU是XX位”指的是ALU可以处理的数据位数。
2,浮点单元FPU(浮点单元)FPU主要负责浮点运算和高精度整数运算。
一些FPU还具有向量运算,而其他FPU具有专门的向量处理单元。
3.通用寄存器组通用寄存器组是用于保存操作的操作数和中间结果的最快内存集。
RISC与通用寄存器设计中的CISC非常不同。
CISC寄存器通常很小,主要是由于当时的硬件成本。
例如,x86指令集只有8个通用寄存器。
因此,CISC的CPU执行大部分时间是访问存储器中的数据,而不是寄存器。
这会降低整个系统的速度。
RISC系统通常具有大量通用寄存器,并使用重叠的寄存器窗口和寄存器文件来充分利用寄存器资源。
对于仅支持8个通用寄存器的x86指令集,Intel和AMD的最新CPU使用称为“寄存器重命名”的技术,该技术允许x86 CPU寄存器超过8个限制,甚至更多。
但是,与RISC相比,该技术的寄存器操作需要一个多个时钟周期来重命名寄存器。
4,特殊寄存器特殊寄存器通常是一些状态寄存器,不能由程序改变,由CPU本身控制,指示一定的状态。
(B)控制器操作员只能完成操作,控制器用于控制整个CPU的工作。
1.命令控制器命令控制器是控制器的一个非常重要的部分。
它必须完成诸如获取指令和分析指令之类的操作,然后将其交给执行单元(ALU或FPU)执行,并且还形成下一条指令的地址。
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2.定时控制器定时控制器的目的是按时间顺序为每条指令提供控制信号。
定时控制器包括时钟发生器和倍频定义单元,其中时钟发生器从石英晶体振荡器发送非常稳定的脉冲信号,该脉冲信号是CPU的主频率;并且倍频定义单元将CPU频率定义为存储器频率(总线频率的几倍)。
3,总线控制器总线控制器主要用于控制CPU的内部和外部总线,包括地址总线,数据总线,控制总线等。
4.中断控制器中断控制器用于控制各种中断请求,并根据优先级对中断请求进行排队,并将其交给CPU进行处理。