計(jì)算機(jī)cpu由什么組成
計(jì)算機(jī)cpu由什么組成
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(tái)計(jì)算機(jī)的運(yùn)算核心和控制核心。下面是學(xué)習(xí)啦小編帶來的關(guān)于計(jì)算機(jī)cpu由什么組成的內(nèi)容，歡迎閱讀!
計(jì)算機(jī)cpu由什么組成：
中央處理器(CPU，Central Processing Unit)是一塊超大規(guī)模的集成電路，是一臺(tái)計(jì)算機(jī)的運(yùn)算核心(Core)和控制核心( Control Unit)。它的功能主要是解釋計(jì)算機(jī)指令以及處理計(jì)算機(jī)軟件中的數(shù)據(jù)。
中央處理器主要包括運(yùn)算器(算術(shù)邏輯運(yùn)算單元，ALU，Arithmetic Logic Unit)和高速緩沖存儲(chǔ)器(Cache)及實(shí)現(xiàn)它們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)(Data)、控制及狀態(tài)的總線(Bus)。它與內(nèi)部存儲(chǔ)器(Memory)和輸入/輸出(I/O)設(shè)備合稱為電子計(jì)算機(jī)三大核心部件。
物理結(jié)構(gòu)：
CPU包括運(yùn)算邏輯部件、寄存器部件和控制部件等。
邏輯部件：英文Logic components;運(yùn)算邏輯部件。可以執(zhí)行定點(diǎn)或浮點(diǎn)算術(shù)運(yùn)算操作、移位操作以及邏輯操作，也可執(zhí)行地址運(yùn)算和轉(zhuǎn)換。
寄存器：寄存器部件，包括寄存器、專用寄存器和控制寄存器。 通用寄存器又可分定點(diǎn)數(shù)和浮點(diǎn)數(shù)兩類，它們用來保存指令執(zhí)行過程中臨時(shí)存放的寄存器操作數(shù)和中間(或最終)的操作結(jié)果。 通用寄存器是中央處理器的重要部件之一。
控制部件：英文Control unit;控制部件，主要是負(fù)責(zé)對指令譯碼，并且發(fā)出為完成每條指令所要執(zhí)行的各個(gè)操作的控制信號(hào)。其結(jié)構(gòu)有兩種：一種是以微存儲(chǔ)為核心的微程序控制方式;一種是以邏輯硬布線結(jié)構(gòu)為主的控制方式。
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緩存大小也是CPU的重要指標(biāo)之一，而且緩存的結(jié)構(gòu)和大小對CPU速度的影響非常大，CPU內(nèi)緩存的運(yùn)行頻率極高，一般是和處理器同頻運(yùn)作，工作效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于系統(tǒng)內(nèi)存和硬盤。實(shí)際工作時(shí)，CPU往往需要重復(fù)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(jí)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(jié)構(gòu)對CPU的性能影響較大，不過高速緩沖存儲(chǔ)器均由靜態(tài)RAM組成，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，在CPU管芯面積不能太大的情況下，L1級(jí)高速緩存的容量不可能做得太大。一般服務(wù)器CPU的L1緩存的容量通常在32-256KB。
L2 Cache(二級(jí)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(jí)緩存運(yùn)行速度與主頻相同，而外部的二級(jí)緩存則只有主頻的一半。L2高速緩存容量也會(huì)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(dá)到2M，而服務(wù)器和工作站上用CPU的L2高速緩存更高，可以達(dá)到8M以上。
L3 Cache(三級(jí)緩存)，分為兩種，早期的是外置，內(nèi)存延遲，同時(shí)提升大數(shù)據(jù)量計(jì)算時(shí)處理器的性能。降低內(nèi)存延遲和提升大數(shù)據(jù)量計(jì)算能力對游戲都很有幫助。而在服務(wù)器領(lǐng)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(huì)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(duì)列長度。
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