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cpu是用什麼技術

發布時間:2023-04-15 13:30:06

A. cpu是運用了什麼技術才發明出來

當然是【集成電路】了

CPU是整個電腦的核心部件,簡單點說,就是電腦圓橡亮每一個指令都會通過CPU處理橘寬如纖,在這樣龐大的數據面前,只有超級「電子電路技術」才能處理,

電腦經過很長時間的發展才濃縮為現在的一個箱子大小,當然是採用了【集成電路】了,

B. CPU的主要技術指標是什麼

CPU即是中央處理器,它是一塊超大規模的輪敏集成電路,是一台計算機的運算核心(Core)和控制核心(Control Unit)。它的功能主要是解釋計算機指令以及處理計算機軟體中的數據。

它的主要技術指標如下:

  1. 主頻,外頻和倍頻。主頻是CPU的時鍾頻率,即CPU的工作頻率。一般來說,一個時鍾周期完成的指令數是臘歲枝固定的,所以主頻越高,CPU的速度也就越快。外頻及CPU和周邊傳輸數據的頻率,具體是指CPU到晶元組之間的匯流排速度。CPU的外頻決定著整塊主板的運行速度。倍頻和外頻相乘就是主頻。

  2. 地址匯流排寬度。地址匯流排寬雀敏度決定了CPU可以訪問的物理地址空間,例如32位的地址匯流排,最多可以直接訪問4GB的物理空間。

  3. 數據匯流排寬度。數據匯流排寬度決定了CPU與內存以及輸入/輸出設備之間一次數據傳輸的信息量。

  4. 工作電壓。工作電壓指的是CPU正常工作所需的電壓。低電壓能夠解決耗電多和發熱過高的問題,使CPU工作時的溫度降低,工作狀態穩定。

  5. 高速緩沖存儲器。它是一種速度比內存更快的存儲設備,用於緩解CPU和主存儲器之間速度不匹配的矛盾,進而改善整個計算機系統的性能。很多大型、中型、小型以及微型計算機中都採用高速緩存器。

  6. 除上述性能指標外,CPU還有其他如製造工藝、介面類型、多媒體指令集、裝封形式、整數單元和浮點單元強弱等性能指標。

C. cpu是什麼

CPU是中央處理器,是計算機的運算器與控制器。

CPU,全稱Central Processing Unit,中央計算單元,核心技術是利用硅的半導體特性,製作出極其微小密集的大規模集成電路,從而實現禪埋計算。

最簡單的理解方式就是,計算器,你輸入1+1的時候他會幫你算出2,電腦也是這樣的過程,你滑鼠進行操作,他反饋出你想要的結果,內部過程非常賀森螞復雜,但歸根結底都是CPU來計算的。

CPU物理結構

CPU包括運算邏輯部件、寄存器部件和控制部件等。

1、邏輯部件

運算邏輯部件可以執行定點或浮點算術運算操作、移位操作以及邏輯操作,也可執行地址運算和轉換。

2、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春脊數和浮點數兩類,它們用來保存指令執行過程中臨時存放的寄存器操作數和中間(或最終)的操作結果。通用寄存器是中央處理器的重要部件之一。

3、控制部件

主要是負責對指令解碼,並且發出為完成每條指令所要執行的各個操作的控制信號。其結構有兩種:一種是以微存儲為核心的微程序控制方式;一種是以邏輯硬布線結構為主的控制方式。

D. 目前CPU有哪些技術

一.CPU技術問題
1 CPU的介面技術
總的來說,CPU介面分為 SCOKET 類型和SLOT 類型。
SOCKET 是最早。最普遍的接品方式。它是方形我針腳零插拔力插座,插座一側有一根拉桿,在更換CPU時只要將拉桿下壓,然後向外錯開,向上抬起,就可以輕易地取出CPU晶元。
CPU對應的SOCKET 類型介面有SOCKET370,SOCKETA,SOCKET423,以及SCOKET478。
SLOT類型的介面有SLOT1,SLOT2和SLOTA。
2 .CPU製造工藝
目前,CPU 主要採用CMOS技亂念術進行生產,在生產過程中用"光刀"加工各種電路和元器件,並採用金屬鋁或銅沉澱在硅材料上以連接更多的元件,加工出的連接線越細,生產出的CPU集成度也越高。光刻的精度一般用微米表示,數值越小表示工藝越先進。
3.緩存技術
緩存是位於CPU與內存之間的容量較小但速度很快的存儲器,因為它在高速的CPU和低速的內存之間起緩沖作用,幫稱之為緩存。緩存分為一級緩存和二級緩存。
4.指令集
指令集是指為了提高計算機在多媒體,3D圖形界面的應用能力而增加的計算機多春爛媒體指令技術。最有名的三種是INTEL的MMX,SSE,和AMD的3D NOW!指令集。
5.CPU的性能指標
(1) 主頻,倍頻,外頻
(2) 內存匯流排速度或系統前端匯流排速度。
(3) 工作電壓。
(4) 地址匯流排寬度。
(5) 數據匯流排寬度。
(6) L1緩存。
二.根據購機目的選嘩森困購CPU,購買時要心明眼亮,認清型號。

E. CPU的處理技術有哪些

CPU,被稱為中央處理器,那麼一定就是處理各種數據操作的,那麼,CPU處理那麼龐大的數據,採用了哪些技術呢?我帶你了解CPU的處理技術。

多線程

同時多線程Simultaneous Multithreading,簡稱SMT。SMT可通過復制處理器上的結構狀態,讓同一個處理器上的多個線程同步執行並共享處理器的執行資源,可最大限度地實現寬發射、亂序的超標量處理,提高處理器運算部件的利用率,緩和由於數據相關或Cache未命中帶來的訪問內存延時。當臘握沒有多個線程可用時,SMT處理器幾乎和傳統的寬發射超標量處理器一樣。SMT最具吸引力的是只需小規模改變處理器核心的設計,幾乎不用增加額外的成本就可以顯著地提升效能。多線程技術則可以為高速的運算核心准備更多的待處理數據,減少運算核心的閑置時間。這對於桌面低端系統來說無疑十分具有吸引力。Intel從3.06GHz Pentium 4開始,部分處理器將支持SMT技術。

多核心

多核心,也指單晶元多處理器(Chip Multiprocessors,簡稱CMP)。CMP是由美國斯坦福大學提出的,其思想是將大規模並行處理器中的SMP(對稱多處理器)集成到同一晶元內,各個處理器並行執行不同的進程。這種依靠多個CPU同時並行地運行程序是實現超高速計算的一個重要方向,稱為並行處理。與CMP比較,SMT處理器結構的靈活性比較突出。但是,當半導體工藝進入0.18微米以後,線延時已經超過了門延遲,要求微處理器的設計通過劃分許多規模更小、局部性更好的基本單元結構來進行。相比之下,由於CMP結構已經被劃分成多個處理器核來設計,每個核都比較簡單,有利於優輪升慶化設計,因此更有發展前途。IBM 的Power 4晶元和Sun的MAJC5200晶元都採用了CMP結構。多核處理器可以在處理器內部共享緩存,提高緩存利用率,同時簡化多處理器系統設計的復雜度。但這並不是說明,核心越多,性能越高,比如說16核的CPU就沒有8核的CPU運算速度快,因為核心太多,而不能合理進行分配,所以導致運算速度減慢。在買電腦時請酌情選擇。2005年下半年,Intel和AMD的新型處理器也將融入CMP結構。新安騰處理器開發代碼為Montecito,採用雙核心設計,擁有最少18MB片內緩存,採取90nm工藝製造。它的每個單獨的核心都擁有獨立的L1,L2和L3 cache,包含大約10億支晶體管。

SMP

SMP(Symmetric Multi-Processing),對稱多處理結構的簡稱,是指在一個計算機上匯集了一組處理器(多CPU),各CPU之間共享內存子系統以及匯流排結構。在這種技術的支持下,一個伺服器系統可以同時運行多個處理器,並共享內存和其他的主機資源。像雙至強,也就是所說的二路,這是在對稱處理器系統中最常見的.一種(至強MP可以支持到四路,AMD Opteron可以支持1-8路)。也有少數是16路的。但是一般來講,SMP結構的機器可擴展性較差,笑脊很難做到100個以上多處理器,常規的一般是8個到16個,不過這對於多數的用戶來說已經夠用了。在高性能伺服器和工作站級主板架構中最為常見,像UNIX伺服器可支持最多256個CPU的系統。

構建一套SMP系統的必要條件是:支持SMP的硬體包括主板和CPU;支持SMP的系統平台,再就是支持SMP的應用軟體。為了能夠使得SMP系統發揮高效的性能,操作系統必須支持SMP系統,如WINNT、LINUX、以及UNIX等等32位操作系統。即能夠進行多任務和多線程處理。多任務是指操作系統能夠在同一時間讓不同的CPU完成不同的任務;多線程是指操作系統能夠使得不同的CPU並行的完成同一個任務。

要組建SMP系統,對所選的CPU有很高的要求,首先、CPU內部必須內置APIC(Advanced Programmable Interrupt Controllers)單元。Intel 多處理規范的核心就是高級可編程中斷控制器(Advanced Programmable Interrupt Controllers–APICs)的使用;再次,相同的產品型號,同樣類型的CPU核心,完全相同的運行頻率;最後,盡可能保持相同的產品序列編號,因為兩個生產批次的CPU作為雙處理器運行的時候,有可能會發生一顆CPU負擔過高,而另一顆負擔很少的情況,無法發揮最大性能,更糟糕的是可能導致死機。

NUMA技術

NUMA即非一致訪問分布共享存儲技術,它是由若干通過高速專用網路連接起來的獨立節點構成的系統,各個節點可以是單個的CPU或是SMP系統。在NUMA中,Cache 的一致性有多種解決方案,一般採用硬體技術實現對cache的一致性維護,通常需要操作系統針對NUMA訪存不一致的特性(本地內存和遠端內存訪存延遲和帶寬的不同)進行特殊優化以提高效率,或採用特殊軟體編程方法提高效率。NUMA系統的例子。這里有3個SMP模塊用高速專用網路聯起來,組成一個節點,每個節點可以有12個CPU。像Sequent的系統最多可以達到64個CPU甚至256個CPU。顯然,這是在SMP的基礎上,再用NUMA的技術加以擴展,是這兩種技術的結合。

亂序執行

亂序執行(out-of-orderexecution),是指CPU允許將多條指令不按程序規定的順序分開發送給各相應電路單元處理的技術。這樣將根據個電路單元的狀態和各指令能否提前執行的具體情況分析後,將能提前執行的指令立即發送給相應電路單元執行,在這期間不按規定順序執行指令,然後由重新排列單元將各執行單元結果按指令順序重新排列。採用亂序執行技術的目的是為了使CPU內部電路滿負荷運轉並相應提高了CPU的運行程序的速度。

分枝技術

(branch)指令進行運算時需要等待結果,一般無條件分枝只需要按指令順序執行,而條件分枝必須根據處理後的結果,再決定是否按原先順序進行。

控制器

許多應用程序擁有更為復雜的讀取模式(幾乎是隨機地,特別是當cache hit不可預測的時候),並且沒有有效地利用帶寬。典型的這類應用程序就是業務處理軟體,即使擁有如亂序執行(out of order execution)這樣的CPU特性,也會受內存延遲的限制。這樣CPU必須得等到運算所需數據被除數裝載完成才能執行指令(無論這些數據來自CPUcache還是主內存系統)。當前低段系統的內存延遲大約是120-150ns,而CPU速度則達到了4GHz以上,一次單獨的內存請求可能會浪費200-300次CPU循環。即使在緩存命中率(cache hit rate)達到99.9%的情況下,CPU也可能會花50%的時間來等待內存請求的結束-比如因為內存延遲的緣故。

在處理器內部整合內存控制器,使得北橋晶元將變得不那麼重要,改變了處理器訪問主存的方式,有助於提高帶寬、降低內存延時和提升處理器性製造工藝:Intel的I5可以達到28納米,在將來的CPU製造工藝可以達到22納米。

F. cpu的核心技術是什麼

CPU核心技術主要以動態執行技術為主,主要有兩大技術

  1. 分枝預測(branch prediction);

  2. 推測執行(speculatlon execution)。

  3. 動態執行是目前CPU主要採用的先進技術之一。

  4. 採用分枝預測和動態執行的主要目的是為了提高CPU的運算速度。

  5. 推測執行是依託於分枝預測基礎上的,在分枝預測程序是否分枝後所進行的處理也就是推測執行。

  6. 由於程序中的條件分枝是根據程序指令在流水線處理後結果再執行的,所以當CPU等待指令結果時,流水線的前級電路也處於空閑狀態等待分枝指令,這樣必然出現時鍾周期的浪費。

  7. 如果CPU能在前條指令結果出來之前就能預測到分枝是否轉移、那麼就可以提前執行相應的指令,這樣就避免了流水線的空閑等待、相應也就提高了CPU的運算速度。但另一方面一旦前指令結果出來後證明分技預測錯誤,那麼就必須將已經裝人流水線執行的指令和結果全部清除,然後再裝人正確指令重新處理,這樣就比不進行分枝預測等待結果後再執行新指令還慢了( 所以IDT公的WIN C6就沒有採用分枝預測技術)。

  8. 現在的Pentium和pentium II系列CPU的分枝預測正確率分別達到了80%和90%,這樣雖然可能會有2O%和10%分枝預測錯誤但平均以後的結果仍然可以提高CPU的運算速度。

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