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最短秃鹰


2020-4-5 15:13:28

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(文章来源:郭振于)

计算机从一屋子电子管到小得可以拿在手中,其实体积上的巨大变化都发生在CPU上,所说的超大规模集成电路也指CPU的集成规模。可以说,整个电脑上的几乎所有设备都是为了配合CPU而存在的,CPU才是电脑真正的核心。

一提到电脑,大家通常会说“我的电脑是酷睿2的"。那么这个“酷睿2"到底是什么呢?下面来讲一 讲电脑的核心一_CPU。上面提到的 “酷睿2”其实就是Intel公 司的CPU的名字。我们通常用CPU的名字来代表电脑名,这样别人很容易就可以从CPU家族中找到这个CPU的定位,从而对电脑的配置有一个大概的定位,这也不难看出CPU对电脑的重要程度。

CPU (Central Processing Unit,中央处理器)的作用是根据程序命令进行数据计算和控制整个电脑,就像人类的大脑可以根据眼见耳闻的信息来判断并控制手脚的动作一样,CPU也可以根据键盘和鼠标传来的信息来判断、控制和协调电脑上的所有设备。

虽然目前市场上的CPU不单单来自Intel公司和AMD公司,但这两家公司的产品占据了市场的绝大部分份额,所以下面的绍会以Intel和AMD为主对CPU进行深入的介绍。

CPU是由很多晶体管组合而成的,这些晶体管的材质是“半导体"。从名字上可以看出,半导体是介于导体和绝缘体之间的一种物质,在满足条件的情况下可以从导体变成绝缘体,也可以从绝缘体变成导体,这就足够让它具有两个状态,即导电的"1"和不导电的"0"。有了0和1状态的晶体管就构成了二进制语言中最基本的单元“位”(Bit) 。那么,如果有8个这样的晶体管并排排列,则可以同时表示8bit,也就是一个"字节”(Byte) ,比如"10101010"。 字节是电脑语言中最常用的单位。那么一个CPU中到底有多少个晶体管呢?最早期的CPU8086有近3万个晶体管,最先进的AMD推土机CPU则有20亿个晶体管。

大家可以想象,20亿个晶体管被集成在几毫米的底盘硅片上需要多高的精密度,即使一粒微小的浮尘都有可能损害CPU,因此CPU必须在绝对无尘的环境下用精密的仪器来制作。晶体管之间的相互连通靠的是金属金、铜、铝,早期的CPU中用的是铝,现在已经用铜代替了,金在导电性和低损耗上是最佳材料,但由于价格昂贵难以实现。

CPU主要由3个部分组成,即算术逻辑单元(Arithmetic LogicUnit, ALU)、控制单元(Control Unit)、 输入输出单元(Input/Output Unit)组成。为了让CPU正常工作,还有一些重要的组成部分,它们是内部缓存、寄存器、内部总线和外部总线。

算术逻辑单元:算术逻辑单元是执行所有运算和比较的功能模块。控制单元:控制单元是管理CPU所有动作的功能模块。输入/输出单元:输入/输出单元是管理进出CPU数据和命令的功能模块。寄存器:寄存器是与外部RAM相似的CPU内部的存储空间,存储的是ALU正在处理的计数器、数据、命令和地址等内容。
? ? ?(责任编辑:fqj)



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