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計算機cpu什么功能

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計算機cpu什么功能

  中央處理器(CentralProcessingUnit)的縮寫,即CPU,CPU是電腦中的核心配件,只有火柴盒那么大,幾十張紙那么厚,但它卻是一臺計算機的運算核心和控制核心。下面是學習啦小編帶來的關于計算機cpu什么功能的內(nèi)容,歡迎閱讀!

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  中央處理器(英文CentralProcessingUnit,CPU)是一臺計算機的運算核心和控制核心。CPU、內(nèi)部存儲器和輸入/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以及處理計算機軟件中的數(shù)據(jù)。CPU由運算器、控制器和寄存器及實現(xiàn)它們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)、控制及狀態(tài)的總線構成。

  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從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。簡介計算機求解問題是通過執(zhí)行程序來實現(xiàn)的。程序是由指令構成的序列,英特爾和AMD主流CPU和CPU插槽執(zhí)行程序就是按指令序列逐條執(zhí)行指令。一旦把程序裝入主存儲器(簡稱主存)中,就可以由CPU自動地完成從主存取指令和執(zhí)行指令的任務。CPU具有以下4個方面的基本功能:數(shù)據(jù)通信,資源共享,分布式處理,提供系統(tǒng)可靠性。指令控制,操作控制,時間控制,數(shù)據(jù)加工,提取解碼執(zhí)行寫回。

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  緩存大小也是CPU的重要指標之一,而且緩存的結構和大小對CPU速度的影響非常大,CPU內(nèi)緩存的運行頻率極高,一般是和處理器同頻運作,工作效率遠遠大于系統(tǒng)內(nèi)存和硬盤。實際工作時,CPU往往需要重復讀取同樣的數(shù)據(jù)塊,而緩存容量的增大,可以大幅度提升CPU內(nèi)部讀取數(shù)據(jù)的命中率,而不用再到內(nèi)存或者硬盤上尋找,以此提高系統(tǒng)性能。但是由于CPU芯片面積和成本的因素來考慮,緩存都很小。

  L1 Cache(一級緩存)是CPU第一層高速緩存,分為數(shù)據(jù)緩存和指令緩存。內(nèi)置的L1高速緩存的容量和結構對CPU的性能影響較大,不過高速緩沖存儲器均由靜態(tài)RAM組成,結構較復雜,在CPU管芯面積不能太大的情況下,L1級高速緩存的容量不可能做得太大。一般服務器CPU的L1緩存的容量通常在32-256KB。

  L2 Cache(二級緩存)是CPU的第二層高速緩存,分內(nèi)部和外部兩種芯片。內(nèi)部的芯片二級緩存運行速度與主頻相同,而外部的二級緩存則只有主頻的一半。L2高速緩存容量也會影響CPU的性能,原則是越大越好,以前家庭用CPU容量最大的是512KB,筆記本電腦中也可以達到2M,而服務器和工作站上用CPU的L2高速緩存更高,可以達到8M以上。

  L3 Cache(三級緩存),分為兩種,早期的是外置,內(nèi)存延遲,同時提升大數(shù)據(jù)量計算時處理器的性能。降低內(nèi)存延遲和提升大數(shù)據(jù)量計算能力對游戲都很有幫助。而在服務器領域增加L3緩存在性能方面仍然有顯著的提升。比方具有較大L3緩存的配置利用物理內(nèi)存會更有效,故它比較慢的磁盤I/O子系統(tǒng)可以處理更多的數(shù)據(jù)請求。具有較大L3緩存的處理器提供更有效的文件系統(tǒng)緩存行為及較短消息和處理器隊列長度。

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