CPU核心

即使是相同的核心也會有不同版本的類型(例如,Northwood核心分為B0和C1版本),核心版本的更改是為了糾正以前版本中的一些錯誤,并提高某些性能,而這些變化是常見的消費。人們很少關注。每種核心類型都有自己的制造工藝(如0.25um,0.18um,0.13um和0.09um等)和核心區域(這是決定CPU成本的關鍵因素,而且成本基本上與核心成比例)區域)。核心電壓,電流大小,晶體管數量,高速緩存大小,頻率范圍,流水線架構和支持的指令集(兩者都是決定CPU性能和效率的關鍵因素),功耗和發熱,封裝方法(如SEP, PGA,FC-PGA,FC-PGA2等),接口類型(如Socket 370,Socket A,Socket 478,Socket T,Slot 1,Socket 940等),前端總線頻率(FSB))和還有很多。因此,核心類型在一定程度上決定了CPU的性能。 CPU核心的發展方向是電壓更低,功耗更低,制造工藝更先進,集成更多的晶體管,更小的核心區域(這將降低CPU生產成本并最終降低CPU銷售價格),更先進的管道架構和更多指令集,更高的前端總線頻率,更多功能的集成(如集成內存控制器等)和雙核和多核(即1個CPU內部2個或多個內核)等。 CPU核心的進步對于普通消費者來說,最重要的是能夠以更低的價格購買更強大的CPU。在CPU的悠久歷史中,以及復雜的CPU核心類型,以下是對主流核心類型的Intel CPU和AMD CPU的介紹。主流核心類型簡介(僅適用于臺式機CPU,不包括筆記本CPU和服務器/工作站CPU,并且不包括較舊的核心類型)。 (1)算術1.算術和邏輯單元ALU主要對二進制數據執行定點算術運算(加法,減法,乘法和除法),邏輯運算(OR或XOR)和移位運算。還有一些移位器專門用于處理某些CPU中的移位操作。通常ALU由兩個輸入和一個輸出組成。整數單元有時被稱為IEU(整數執行單元)。我們通常所說的“CPU是XX位”指的是ALU可以處理的數據位數。 2,浮點單元FPU(浮點單元)FPU主要負責浮點運算和高精度整數運算。一些FPU還具有向量運算,而其他FPU具有專門的向量處理單元。 3.通用寄存器組通用寄存器組是用于保存操作的操作數和中間結果的最快內存集。 RISC與通用寄存器設計中的CISC非常不同。 CISC寄存器通常很小,主要是由于當時的硬件成本。例如,x86指令集只有8個通用寄存器。因此,CISC的CPU執行大部分時間是訪問存儲器中的數據,而不是寄存器。這會降低整個系統的速度。 RISC系統通常具有大量通用寄存器,并使用重疊的寄存器窗口和寄存器文件來充分利用寄存器資源。對于僅支持8個通用寄存器的x86指令集,Intel和AMD的最新CPU使用稱為“寄存器重命名”的技術,該技術允許x86 CPU寄存器超過8個限制,甚至更多。但是,與RISC相比,該技術的寄存器操作需要一個多個時鐘周期來重命名寄存器。 4,特殊寄存器特殊寄存器通常是一些狀態寄存器,不能由程序改變,由CPU本身控制,指示一定的狀態。 (B)控制器操作員只能完成操作,控制器用于控制整個CPU的工作。 1.命令控制器命令控制器是控制器的一個非常重要的部分。它必須完成諸如獲取指令和分析指令之類的操作,然后將其交給執行單元(ALU或FPU)執行,并且還形成下一條指令的地址。 。 2.定時控制器定時控制器的目的是按時間順序為每條指令提供控制信號。定時控制器包括時鐘發生器和倍頻定義單元,其中時鐘發生器從石英晶體振蕩器發送非常穩定的脈沖信號,該脈沖信號是CPU的主頻率;并且倍頻定義單元將CPU頻率定義為存儲器頻率(總線頻率的幾倍)。 3,總線控制器總線控制器主要用于控制CPU的內部和外部總線,包括地址總線,數據總線,控制總線等。 4.中斷控制器中斷控制器用于控制各種中斷請求,并根據優先級對中斷請求進行排隊,并將其交給CPU進行處理。