A102ABB勵(lì)磁控制器單元,歡迎大家來(lái)電咨詢

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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。從最初專用于數(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，最后到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。 [1]
CPU發(fā)展已經(jīng)有40多年的歷史了。我們通常將其分成六個(gè)階段。 [3]
(1)第一階段(1971年-1973年)。這是4位和8位低檔微處理器時(shí)代，代表產(chǎn)品是Intel 4004處理器。 [3]
1971年，Intel生產(chǎn)的4004微處理器將運(yùn)算器和控制器集成在一個(gè)芯片上，標(biāo)志著CPU的誕生； 1978年，8086處理器的出現(xiàn)奠定了X86指令集架構(gòu)， 隨后8086系列處理器被廣泛應(yīng)用于個(gè)人計(jì)算機(jī)終端、高性能服務(wù)器以及云服務(wù)器中。 [1]
(2)第二階段(1974年-1977年)。這是8位中高檔微處理器時(shí)代，代表產(chǎn)品是Intel 8080。此時(shí)指令系統(tǒng)已經(jīng)比較完善了。 [3]
(3)第三階段(1978年-1984年)。這是16位微處理器的時(shí)代，代表產(chǎn)品是Intel 8086。相對(duì)而言已經(jīng)比較成熟了。 [3]
(4)第四階段(1985年-1992年)。這是32位微處理器時(shí)代，代表產(chǎn)品是Intel 80386。已經(jīng)可以勝任多任務(wù)、多用戶的作業(yè)。 [3]
1989 年發(fā)布的80486處理器實(shí)現(xiàn)了5級(jí)標(biāo)量流水線，標(biāo)志著CPU的初步成熟，也標(biāo)志著傳統(tǒng)處理器發(fā)展階段的結(jié)束。 [1]
(5)第五階段(1993年-2005年)。這是奔騰系列微處理器的時(shí)代。 [3]
1995 年11 月，Intel發(fā)布了Pentium處理器，該處理器首次采用超標(biāo)量指令流水結(jié)構(gòu)，引入了指令的亂序執(zhí)行和分支預(yù)測(cè)技術(shù)，大大提高了處理器的性能， 因此，超標(biāo)量指令流水線結(jié)構(gòu)一直被后續(xù)出現(xiàn)的現(xiàn)代處理器，如AMD（Advanced Micro devices）的銳龍、Intel的酷睿系列等所采用。 [1]
(6)第六階段(2005年后)。處理器逐漸向更多核心，更高并行度發(fā)展。典型的代表有英特爾的酷睿系列處理器和AMD的銳龍系列處理器。 [3]
為了滿足操作系統(tǒng)的上層工作需求，現(xiàn)代處理器進(jìn)一步引入了諸如并行化、多核化、虛擬化以及遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)等功能，不斷推動(dòng)著上層信息系統(tǒng)向前發(fā)展。

性能衡量指標(biāo)
對(duì)于CPU而言，影響其性能的指標(biāo)主要有主頻、 CPU的位數(shù)、CPU的緩存指令集、CPU核心數(shù)和IPC（每周期指令數(shù)）。所謂CPU的主頻，指的就是時(shí)鐘頻率，它直接的決定了CPU的性能，可以通過超頻來(lái)提高CPU主頻來(lái)獲得更高性能。而CPU的位數(shù)指的就是處理器能夠一次性計(jì)算的浮點(diǎn)數(shù)的位數(shù)，通常情況下，CPU的位數(shù)越高，CPU 進(jìn)行運(yùn)算時(shí)候的速度就會(huì)變得越快。21世紀(jì)20年代后個(gè)人電腦使用的CPU一般均為64位，這是因?yàn)?4位處理器可以處理范圍更大的數(shù)據(jù)并原生支持更高的內(nèi)存尋址容量，提高了人們的工作效率。而CPU的緩存指令集是存儲(chǔ)在CPU內(nèi)部的，主要指的是能夠?qū)PU的運(yùn)算進(jìn)行指導(dǎo)以及優(yōu)化的硬程序。一般來(lái)講，CPU 的緩存可以分為一級(jí)緩存、二級(jí)緩存和三級(jí)緩存，緩存性能直接影響CPU處理性能。部分特殊職能的CPU可能會(huì)配備四級(jí)緩存。 [4]
CPU結(jié)構(gòu)
通常來(lái)講，CPU的結(jié)構(gòu)可以大致分為運(yùn)算邏輯部件、寄存器部件和控制部件等。所謂運(yùn)算邏輯部件，主要能夠進(jìn)行相關(guān)的邏輯運(yùn)算，如：可以執(zhí)行移位操作以及邏輯操作，除此之外還可以執(zhí)行定點(diǎn)或浮點(diǎn)算術(shù)運(yùn)算操作以及地址運(yùn)算和轉(zhuǎn)換等命令，是一種多功能的運(yùn)算單元。而寄存器部件則是用來(lái)暫存指令、數(shù)據(jù)和地址的?？刂撇考t是主要用來(lái)對(duì)指令進(jìn)行分析并且能夠發(fā)出相應(yīng)的控制信號(hào)。
對(duì)于中央處理器來(lái)說(shuō)，可將其看作一個(gè)規(guī)模較大的集成電路，其主要任務(wù)是加工和處理各種數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)的儲(chǔ)存容量相對(duì)較小，其對(duì)大規(guī)模數(shù)據(jù)的處理過程中具有一定難度，且處理效果相對(duì)較低。隨著我國(guó)信息技術(shù)水平的迅速發(fā)展，隨之出現(xiàn)了高配置的處理器計(jì)算機(jī)，將高配置處理器作為控制中心，對(duì)提高計(jì)算機(jī)CPU的結(jié)構(gòu)功能發(fā)揮重要作用。中央處理器中的核心部分就是控制器、運(yùn)算器，其對(duì)提高計(jì)算機(jī)的整體功能起著重要作用，能夠?qū)崿F(xiàn)寄存控制、邏輯運(yùn)算、信號(hào)收發(fā)等多項(xiàng)功能的擴(kuò)散，為提升計(jì)算機(jī)的性能奠定良好基礎(chǔ)。 [2]
集成電路在計(jì)算機(jī)內(nèi)起到了調(diào)控信號(hào)的作用，根據(jù)用戶操作指令執(zhí)行不同的指令任務(wù)。中央處理器是一塊超大規(guī)模的集成電路。它由運(yùn)算器、控制器、寄存器等組成，如下圖，關(guān)鍵操作在于對(duì)各類數(shù)據(jù)的加工和處理。 [5]

傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)容量較小，面對(duì)大規(guī)模數(shù)據(jù)集的操作效率偏低。新一代計(jì)算機(jī)采用高配置處理器作為控制中心，CPU在結(jié)構(gòu)功能方面有了很大的提升空間。中央處理器以運(yùn)算器、控制器為主要裝置，逐漸擴(kuò)散為邏輯運(yùn)算、寄存控制、程序編碼、信號(hào)收發(fā)等多項(xiàng)功能。這些都加快了CPU調(diào)控性能的優(yōu)化升級(jí)。 [5]
CPU總線
CPU總線是在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中最快的總線，同時(shí)也是芯片組與主板的核心。人們通常把和CPU直接相連的局部總線叫做CPU總線或者稱之為內(nèi)部總線，將那些和各種通用的擴(kuò)展槽相接的局部總線叫做系統(tǒng)總線或者是外部總線。在內(nèi)部結(jié)構(gòu)比較單一的CPU中，往往只設(shè)置一組數(shù)據(jù)傳送的總線即CPU內(nèi)部總線，用來(lái)將CPU內(nèi)部的寄存器和算數(shù)邏輯運(yùn)算部件等連接起來(lái)，因此也可以將這一類的總線稱之為ALU總線。而部件內(nèi)的總線，通過使用一組總線將各個(gè)芯片連接到一起，因此可以將其稱為部件內(nèi)總線，一般會(huì)包含地址線以及數(shù)據(jù)線這兩組線路。系統(tǒng)總線指的是將系統(tǒng)內(nèi)部的各個(gè)組成部分連接在一起的線路，是將系統(tǒng)的整體連接到一起的基礎(chǔ)；而系統(tǒng)外的總線，是將計(jì)算機(jī)和其他的設(shè)備連接到一起的基礎(chǔ)線路。