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關于電腦CPU的詳細介紹

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  中央處理器(英文Central Processing Unit,CPU)是一臺計算機的運算核心和控制核心。CPU、內部存儲器和敲入/輸出設備是電子計算機三大核心部件。其功能主要是解釋計算機指令還有處理計算機軟件中的數據。CPU由運算器、控制器和寄存器及做的更好它們之間聯系的數據、控制及狀態(tài)的總線構成。對于對CPU不太了解的朋友,別擔心,下面學習啦小編就為大家介紹一下關于電腦CPU的詳細介紹,歡迎大家參考和學習。

  差不多所有的CPU的運作原理可分為四個階段:提取(Fetch)、解碼(Decode)、執(zhí)行(Execute)和寫回(Writeback)。 CPU根據存儲器或高速緩沖存儲器中取出指令,放入指令寄存器,并對指令譯碼,并執(zhí)行指令。所謂的計算機的可編程性主要是指對CPU的編程。

  一、CPU的工作原理

  CPU根據存儲器或高速緩沖存儲器中取出指令,放入指令寄存器,并對指令譯碼。它把指令分解成一系列的微操作,我們接著看發(fā)出各種控制命令,執(zhí)行微操作系列,根據而完成一條指令的執(zhí)行。

  指令是計算機規(guī)定執(zhí)行操作的類型和操作數的基本命令。指令是由一個字節(jié)或者多個字節(jié)組成,其中包括操作碼字段、一個或多個有關操作數地址的字段還有多數表征機器狀態(tài)的狀態(tài)字和特征碼。有的指令中也直接包含操作數本身。

  1.提取

  第一階段,提取,根據存儲器或高速緩沖存儲器中檢索指令(為數值或一系列數值)。由程序計數器(Program Counter)指定存儲器的位置,程序計數器保存供識別目前程序位置的數值。換言之,程序計數器記錄了CPU在目前程序里的蹤跡。

  提取指令之后,程序計數器根據指令長度增加存儲器單元。指令的提取必須常常根據比較較慢的存儲器尋找,所以導致CPU等候指令的送入。這種疑問主要被論及在現代處理器的快取和管線化架構。

  2.解碼

  CPU根據存儲器提取到的指令來決定其執(zhí)行行為。在解碼階段,指令被拆解為有意義的片斷。根據CPU的指令集架構(ISA)定義用數值解譯為指令。

  一部分的指令數值為運算碼(Opcode),其指示要進行哪些運算。別的的數值一般供給指令需要的信息,諸如一個加法(Addition)運算的運算目標。我們接著看的運算目標也許提供一個常數值(即立即值),或是一個空間的定址值:暫存器或存儲器位址,以定址模式決定。

  在舊的設計中,CPU里的指令解碼部分是不能夠改變的硬件設備。但是在眾多抽象且復雜的CPU和指令集架構中,一個微程序時經常使用來幫助轉換指令為各種形態(tài)的訊號。這些微程序在已成品的CPU中往往能夠重寫,方便變更解碼指令。

  3.執(zhí)行

  在提取和解碼階段之后,接著進入執(zhí)行階段。該階段中,連接到各種能夠進行所需運算的CPU部件。

  4.寫回

  最后階段,寫回,以必須格式用執(zhí)行階段的結果簡單的寫回。運算結果經常被寫進CPU內部的暫存器,以供隨后指令快速存取。在別的案例中,運算結果可能寫進速度較慢,但空間較大且較便宜的主記憶體中。某些類型的指令會操作程序計數器,而不直接產生結果。這些那么稱作“跳轉”(Jumps),并在程式中帶著循環(huán)行為、條件性執(zhí)行(透過條件跳轉)和函式。

  很多指令也會改變標志暫存器的狀態(tài)位元。這些標志可用來影響程式行為,因為它們時常顯出各種運算結果。

  二、CPU主頻

  主頻也叫時鐘頻率,單位是兆赫(MHz)或千兆赫(GHz),用來表示CPU的運算、處理數據的速度。

  CPU的主頻=外頻×倍頻系數。 主頻和實際的運算速度存在必須的關系,但并不可能一個簡單的線性關系. 所以,CPU的主頻與CPU實際的運算能力是沒有直接關系的,主頻表示在CPU內數字脈沖信號震蕩的速度。

  在Intel的處理器產品中,也能夠觀察我們接著看的例子:1 GHz Itanium芯片能夠表現得差不多跟2.66 GHz至強(Xeon)/Opteron一樣快,或是1.5 GHz Itanium 2大約跟4 GHz Xeon/Opteron一樣快。CPU的運算速度還要看CPU的流水線、總線等等各方面的能力指標。

  三、CPU外頻

  外頻是CPU的基準頻率,單位是MHz。CPU的外頻決定著整塊主板的運行速度。通俗地說,在臺式計算機中,所說的超頻,都是超CPU的外頻(當然那么情況下,CPU的倍頻都是被鎖住的)相信這點是非常非常好理解的。但對于服務器CPU來講,超頻是非常不允許的。

  前面說到CPU決定著主板的運行速度,兩者是同步運行的,可能把服務器CPU超頻了,改變了外頻,會產生異步運行,(臺式計算機好多主板都支持異步運行)我們接著看會造成整個服務器系統(tǒng)的不穩(wěn)定。

  目前的絕大面積計算機系統(tǒng)中外頻與主板前端總線不可能同步速度的,而外頻與前端總線(FSB)頻率又很簡單被混為一談。

  四、如何識別原裝的CPU

  對盒裝產品而言,網民能夠參照如下做法鑒別:

  1 . 根據CPU外包裝的開的小窗往里看,原裝產品CPU表面會有編號,根據小窗往里看是能夠觀察編號的,原裝CPU的編號清晰,而且與外包裝盒上貼的編號一致,好多翻包CPU會把CPU上的編號磨掉,這一點注意鑒別。

  2. 跟隨科技發(fā)展,造假技術越來越高,可能不能夠夠肯定所買CPU是不可能原裝,能夠按照包裝上的說明用Intel或AMD廠商提供的方式查詢所買CPU的真?zhèn)巍?/p>

  3. 除了編號之外,偽劣CPU的能力與原裝CPU的能力有必須的差距,這一點也能夠用來鑒別真假(這是最直接的做法,但最保險的做法或者上述的第二條)。

關于電腦CPU的詳細介紹

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