学计算机几年了,常常会听及关于CPU、指令集、体系结构以及操作系统的相关概念,你中有我我中有你,听时似懂非懂,听完迷迷糊糊。终于受不了了,决定好好整理一下。
一、先从CPU开始,从图灵提出图灵机的概念至今,CPU从产生到发展不断进步。
1. CPU本身的性能指标
包括主频、总线速度、工作电压、协处理器、流水线、超线程、制程技术、三阶缓存等。为了更好地理解上面的几项技术指标,我来分别解释一下。
主频通俗的说就是CPU跑的速度,主频越高跑得越快,其绩效自然越好;
总线速度则是CPU和别的部件交互的速度,这里指CPU产入和产出的速度,总线速度快,CPU与外面交互的快自然产量高,总线速度和主频是组成一个水桶的两块木板,少了谁都不行。
工作电压是说CPU的能耗,电压大了根据P=U^2/R的公式,功率自然高。
协处理器,顾名思义为协助处理器工作的芯片,通常是按照功能来分的,比如说是数字协处理器、图形协处理器之类的,一个CPU可以有多个协处理器,因厂家不同而不同。协处理器帮助CPU处理一些特殊的功能,就像一个皇上会有各种各样的老婆一样,CPU为了完成任务也会有好多个协处理器,俗话说一起干活不累嘛!
下面的几个性能指标值得CPU工作的内部特征了。
流水线,CPU运行时需要分几步来完成,流水线就是对这几步进行了时间上的排列和重叠实现快速执行;
超线程,则指CPU中有一个实体核心两个逻辑核心,提供硬件辅助实现两个逻辑线程的运行,实现两个线程的快速切换。
制程技术,则是指制作工艺上的技术,几百、几十微米级,纳米级等。
三阶缓存,则是为了减缓CPU主频和总线速度的差异造成的巨大沟壑而才去的一种补救措施。
2.CPU架构(指令集)
CPU架构是人为定义出的一种规范,以区分CPU类型。按指令级分类CISC的代表是Intel 和AMD的X86,RISC的为IBM(PowerPC) 和ARM(ARM架构),以及MIPS指令集。
X86是Intel提出公司的架构,又分为X86-32 ,X86-64 ,IA-32。X86-32,IA-32这两种是Intel的32位架构(其区别还不太清楚),X86-64是AMD开发的对IA-32扩展得到的64位架构。---------IA-64则为Intel公司提出的64位的全新处理器架构。
3.CPU产品
各公司的采用的CPU架构再加上CPU本身的性能指标表现的不同就构成了各公司发布的不同的CPU版本。这里就不再赘述。