文章目录
- CPU功能：
- CPU的组成：
- CPU参数：
- 几个重要概念
- 计算机的存储层次：
- Register
- Cache
- 睿频加速技术：
- 超线程技术：
CPU功能：
要完成一个任务，先编写一段程序，然后存入计算机主存。程序的代码就会翻译成一条条指令或数据字。cpu就会执行这些指令得到最终结果。读取指令要通过地址读取，地址保存在程序计数器中，读取的某个任务的全部指令会放入指令寄存器等待处理，cpu每次从中读取一条指令或者数据字临时放入存储器数据寄存器等待计算，计算后的数据要写入主存，写入哪里要去存储器地址寄存器查找主存的地址。最终实现完成一次计算任务。
CPU的组成：
1.控制器：
负责指令地址、执行顺序等相关控制
2.运算器：
执行算术运算和逻辑运算并做逻辑测试
CPU参数：
cpu主要参数：
1.字长:
单位时间能同时处理的二进制的位数（常说的64、32位）
2.主频：（或称内频）
主频是CPU内数字脉冲信号的速度。
主频的倒数就是时钟周期，它是cpu最小时间元素。
3.外频：
主板提供基准时钟频率。
4.地址总线宽度：
址总线宽度决定了CPU可以访问的最大的物理地址空间，简单地说就是CPU到底能够使用多大容量的主存．例如，Pentium有32位地址线，可寻址的最大容量为232=4096MB（4GB）, Itantium有44位地址线，可寻址的最大容量为244=16TB. 最新的酷睿I7可以支持到64G内存。
5.数据总线宽度:
一次从主存读取的位数。
cache：
一般分为一级Cache(L1Cache)，二级Cache(L2Cache)，高端的还有三级缓存。
几个重要概念
寻址空间:
cpu能最多用到多少内存，通常认为，内存容量越大，处理数据的能力也就越强，但内存容量不可能无限的大，它要受到系统结构、硬件设计、制造成本等多方面因素的制约，一个最直接的因素取决于系统的地址总线的地址寄存器的宽度（位数）。
计算机的寻找范围由总线宽度（处理器的地址总线的位数）决定的，也可以理解为cpu寄存器位数，这二者一般是匹配的。
寄存器为什么比内存快？
计算机的存储层次（memory hierarchy）之中，寄存器（register）最快，内存其次，最慢的是硬盘。
寄存器很小，一般是和计算机的地址总线位数一致，但是有很多寄存器。比如31个64位寄存器，加上32个128位寄存器总共也就6000位，不到1k.
同样都是晶体管存储设备，为什么寄存器比内存快呢？
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距离cpu更近，电流的传播是需要时间的，这点必须考虑，虽然是光速级别的。
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硬件设计不同：而且因为寄存器很小，所以可以用更加高成本，高性能的硬件设计方案。而内存因为很大负担不起这样的设计成本。
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工作方式不同：寄存器一般先找到位，然后按位读取。而内存就复杂的多，包括指针，内存管理单元，内存控制单元等等繁琐的步骤。
计算机的存储层次：
Register
寄存器是CPU的内部组成单元,是CPU运算时取指令和数据的地方，速度很快，寄存器可以用来暂存指令、数据和地址。在CPU中，通常有通用寄存器，如指令寄存器IR；特殊功能寄存器，如程序计数器PC、sp等。
Cache
缓存即就是用于暂时存放内存中的数据，若果寄存器要取内存中的一部分数据时，可直接从缓存中取到，这样可以调高速度。高速缓存是内存的部分拷贝。
CPU <— > 寄存器<— > 缓存<— >内存
下面是AMD 八核心皓龙 6136参数：
睿频加速技术：
Intel在最新列cpu（i3除外）都加入睿频加速，使得cpu的主频可以在某一范围内根据处理数据需要自动调整主频。它是基于Nehalem架构的电源管理技术，通过分析当前CPU的负载情况，智能地完全关闭一些用不上的核心，把能源留给正在使用的核心，并使它们运行在更高的频率，进一步提升性能；相反，需要多个核心时，动态开启相应的核心，智能调整频率。这样，在不影响CPU的TDP情况下，能把核心工作频率调得更高。
超线程技术：
CPU生产商为了提高CPU的性能，通常做法是提高CPU的时钟频率和增加缓存容量。不过目前CPU的频率越来越快，如果再通过提升CPU频率和增加缓存的方法来提高性能，往往会受到制造工艺上的限制以及成本过高的制约。
尽管提高CPU的时钟频率和增加缓存容量后的确可以改善性能，但这样的CPU性能提高在技术上存在较大的难度。实际上在应用中基于很多原因，CPU的执行单元都没有被充分使用。如果CPU不能正常读取数据（总线/内存的瓶颈），其执行单元利用率会明显下降。另外就是目前大多数执行线程缺乏ILP（Instruction-Level Parallelism，多种指令同时执行）支持。这些都造成了目前CPU的性能没有得到全部的发挥。因此，Intel则采用另一个思路去提高CPU的性能，让CPU可以同时执行多重线程，就能够让CPU发挥更大效率，即所谓“超线程（Hyper-Threading，简称“HT”）”技术。