¿Cuál es el nombre completo en inglés de CPU?
Antes de entrar en los detalles de una CPU, es importante asegurarse de comprender qué es una CPU. ¿Cuáles son los indicadores de desempeño importantes?
El nombre completo de CPU es Unidad Central de Procesamiento. Lo traducimos al chino como unidad central de procesamiento.
El proceso de crecimiento de la CPU (sistema de microcomputadora) desde su prototipo hasta el desarrollo actual (explicado a continuación). A medida que la tecnología de fabricación se vuelve cada vez más moderna, se integran cada vez más componentes electrónicos en ella. Incluso millones de pequeños transistores forman la estructura interna de la CPU. Decenas de miles o incluso millones de pequeños transistores conforman el funcionamiento interno de una CPU. Entonces, ¿cómo funcionan estos millones de transistores? Parece muy profundo, pero de hecho queda claro después de un breve análisis. La estructura interna de la CPU se puede dividir en tres partes: unidad de control, unidad lógica y unidad de almacenamiento. El principio de funcionamiento de la CPU es como el procesamiento de productos en una fábrica: las materias primas ingresan a la fábrica (instrucciones), son enviadas y distribuidas por el departamento de distribución de materiales (unidad de control), se envían a la línea de producción (unidad de operación lógica) , y producir productos terminados (datos procesados), luego almacenados en el almacén (almacenamiento) y finalmente a la espera de ser vendidos en el mercado (entregados a la solicitud de uso). Como núcleo de todo el sistema de microcomputadoras, la CPU es a menudo sinónimo de varios grados de microcomputadoras, como las 286, 386 y 486 en el pasado, y las actuales Pentium, Pentium II, K6, etc. refleja el rendimiento de la configuración de la microcomputadora, por lo que sus indicadores de rendimiento son muy importantes. A continuación te presentamos brevemente algunos de los principales indicadores de rendimiento de la CPU:
1. Frecuencia principal, multiplicador y FSB. A menudo escucho a la gente decir: "¿Cuál es la frecuencia de esta CPU...". De hecho, esta frecuencia general se refiere a la frecuencia principal de la CPU, que es la frecuencia de reloj de la CPU. El nombre completo en inglés es frecuencia de reloj de la CPU: CPU Clock Speed. En pocas palabras, es la frecuencia de funcionamiento de la CPU. En términos generales, cuanto mayor sea la frecuencia principal, más instrucciones se pueden completar en un ciclo de reloj y, por supuesto, más rápida será la velocidad de cálculo de la CPU. Sin embargo, debido a la gran variedad de CPU y sus diferentes estructuras internas, no todas las CPU con la misma frecuencia de reloj tienen el mismo rendimiento. En cuanto al FSB, es la frecuencia de funcionamiento del bus del sistema y el multiplicador de frecuencia es el múltiplo de la diferencia entre el FSB y la frecuencia principal de la CPU. La relación entre los tres es muy estrecha: frecuencia principal = frecuencia externa x multiplicador.
Segundo: Velocidad del bus de memoria, el nombre completo en inglés es Memory-Bus Speed. ¿De dónde provienen los datos procesados por la CPU? Los amigos que hayan aprendido algunos principios básicos de la informática sabrán que proviene de la memoria principal, y la memoria principal se refiere a lo que normalmente llamamos memoria. Generalmente, los datos que colocamos en un almacenamiento externo (disco o varios medios de almacenamiento) deben pasar por la memoria y luego ingresar a la CPU para su procesamiento. Por lo tanto, la velocidad del bus del canal entre la memoria y la memoria tiene un impacto muy importante en el rendimiento de todo el sistema. Debido a que la velocidad de ejecución entre la memoria y la CPU será más o menos diferente, habrá un caché de segundo nivel para coordinar entre ellos. dos, mientras que la velocidad del bus de memoria es la velocidad de comunicación entre la CPU y la caché y la memoria de nivel 2 (L2).
3. Velocidad del bus de expansión, el nombre completo en inglés es Velocidad del bus de expansión. El bus de expansión se refiere al bus local instalado en el sistema de la microcomputadora, como el bus VESA o PCI. Cuando encendemos la computadora, veremos algo así como ranuras de expansión, y el bus de expansión es la forma en que la CPU hace contacto con ellas. Dispositivos externos.
Cuarto: Voltaje de trabajo, el nombre completo en inglés es: Voltaje de suministro: cualquier aparato eléctrico necesita electricidad cuando funciona y, naturalmente, tendrá un voltaje nominal y, por supuesto, la CPU no es una excepción. para el funcionamiento normal de la CPU voltaje necesario para el funcionamiento. El voltaje de funcionamiento de las primeras CPU (era 286 a 486) era generalmente de 5 V. Esto se debía a que el proceso de fabricación estaba relativamente atrasado, lo que provocaba que la CPU generara demasiado calor, acortando así su vida útil. En los últimos años, con la mejora de la tecnología de fabricación de CPU y la frecuencia principal, el voltaje de funcionamiento de varias CPU ha disminuido gradualmente para resolver el problema de la generación excesiva de calor.
Quinto: Ancho del bus de direcciones. El ancho del bus de direcciones determina el espacio de direcciones físicas al que puede acceder la CPU. En pocas palabras, es la cantidad de memoria que puede utilizar la CPU. No necesitamos decir más sobre las microcomputadoras de 16 bits, pero para los sistemas de 386 microcomputadoras, el ancho de la línea de dirección es de 32 bits y se puede acceder directamente a hasta 4096 MB (4 GB) de espacio físico. Y ahora no mucha gente puede usar 1 GB de memoria (excepto los servidores).
Sexto: Ancho del bus de datos. El bus de datos es responsable del flujo de datos de todo el sistema. El ancho del bus de datos determina la cantidad de información en una única transferencia de datos entre la CPU y el caché de segundo nivel, la memoria y los dispositivos de entrada/salida.
Séptimo: Coprocesador. En las CPU anteriores al 486, no había coprocesadores integrados. Dado que la función principal del coprocesador es ser responsable de las operaciones de punto flotante, el rendimiento de las operaciones de punto flotante de las CPU de microcomputadoras como 386, 286 y 8088 está bastante atrasado. Creo que los amigos que han estado en contacto con el 386 saben que un. Se puede agregar un coprocesador externo adicional a la placa base, cuyo propósito es mejorar la función de las operaciones de punto flotante. Desde el 486, las CPU generalmente tienen coprocesadores incorporados. La función del coprocesador ya no se limita a operaciones mejoradas de punto flotante. Las CPU con coprocesadores incorporados pueden acelerar tipos específicos de cálculos numéricos y algunos sistemas de software que requieren cálculos complejos. , como las versiones superiores de AUTO CAD, requieren soporte de coprocesador.
Octava: Superescalar. Superescalar significa que la CPU puede ejecutar más de una instrucción por ciclo de reloj. Esto es difícil de imaginar en CPU de 486 o anteriores. Solo las CPU por encima del nivel Pentium tienen esta arquitectura superescalar. Las CPU por debajo de 486 son arquitecturas de bajo escalar, lo que significa que ejecutar una instrucción en dicha CPU requiere al menos uno o más relojes. ciclos.
Noveno: caché L1, a menudo llamado caché de primer nivel. El caché integrado de la CPU puede mejorar la eficiencia operativa de la CPU, razón por la cual el 486DLC es más rápido que el 386DX-40. La capacidad y la estructura de la caché L1 incorporada tienen un mayor impacto en el rendimiento de la CPU. Cuanto mayor sea la capacidad, el rendimiento mejorará relativamente, por eso algunas empresas trabajan arduamente para aumentar la capacidad de la caché L1. Sin embargo, las memorias caché están compuestas de RAM estática y tienen una estructura relativamente compleja. Cuando el área del núcleo de la CPU no puede ser demasiado grande, la capacidad de la memoria caché L1 no puede ser demasiado grande.
Décimo: Caché usando estructura de reescritura (Write Back). Funciona tanto para operaciones de lectura como de escritura y es más rápido. El almacenamiento en caché penetrante solo es efectivo para operaciones de lectura.
Undécimo: Procesamiento dinámico. El procesamiento dinámico es una nueva tecnología aplicada a los procesadores Pentium de alto rendimiento. Combina creativamente tres tecnologías para mejorar la eficiencia del procesador en el procesamiento de datos. Estas tres tecnologías son predicción de múltiples derivaciones, análisis de flujo de datos y ejecución especulativa. El procesamiento dinámico no se limita a ejecutar una secuencia de instrucciones, sino que manipula datos para mejorar la eficiencia del procesador.
El procesamiento dinámico incluye la fecha 1. Predicción de derivación multidireccional: al predecir múltiples ramas del flujo del programa y utilizar el algoritmo de predicción de derivación multidireccional, el procesador puede participar en saltos del flujo de instrucciones. Su precisión a la hora de predecir la ubicación de la siguiente instrucción en la memoria puede alcanzar un sorprendente 90% o más. Esto se debe a que mientras el procesador busca instrucciones, también buscará instrucciones en el programa que se ejecutarán en el futuro.
Esta técnica acelera la entrega de tareas al procesador: dejando de lado el orden del programa original, el procesador analiza y reorganiza las instrucciones para optimizar el orden de ejecución: El procesador lee la instrucción del software decodificada y determina si la instrucción puede procesarse o si necesita ser procesado con otras instrucciones. Luego, el procesador decide cómo optimizar el orden de ejecución para un procesamiento y ejecución eficientes de las instrucciones: aumentar la velocidad de ejecución leyendo y ejecutando las instrucciones del programa que puedan ser necesarias con anticipación: el procesador utiliza "ejecución de conjeturas" al ejecutar instrucciones (cinco a la vez). ) método. Esto permite que el procesador Pentium II aproveche al máximo su potencia de procesamiento extrema, mejorando el rendimiento del software. Las instrucciones del software que se procesan se basan en ramas supuestas, por lo que sus resultados se conservan como "resultados previstos". Una vez que se puede determinar su estado final, estas instrucciones pueden volver a su secuencia normal, manteniendo un estado permanente de la máquina.
Después de la introducción anterior, creo que todos tienen un concepto simple y un poco de comprensión de la CPU. Debes querer saber cómo se fabrica la CPU.