Der chinesische Name für CPU ist Zentraleinheit, auch bekannt als Zentraleinheit und Mikroprozessor. Sie ist der Rechen- und Steuerungskern des Computersystems und die letzte Ausführungseinheit für die Informationsverarbeitung und Programmausführung Computeranweisungen und Datenverarbeitung in Computersoftware. Die CPU besteht im Wesentlichen aus zwei Teilen, nämlich dem Controller und der Recheneinheit, zu denen auch der Cache-Speicher und der Daten- und Steuerbus gehören, der die Verbindung zwischen ihnen herstellt.
Die Betriebsumgebung dieses Tutorials: Windows 7-System, Dell G3-Computer.
Der chinesische Name der CPU ist Central Processing Unit, auch bekannt als Zentraleinheit und Mikroprozessor. Sie besteht im Allgemeinen aus einer logischen Operationseinheit, einer Steuereinheit und einer Speichereinheit.
Als Rechen- und Steuerungskern des Computersystems ist die CPU die letzte Ausführungseinheit für die Informationsverarbeitung und Programmausführung. Seit seiner Gründung hat die CPU große Fortschritte in Bezug auf logische Struktur, Betriebseffizienz und Funktionserweiterung gemacht.
Die Zentraleinheit (CPU) ist eines der Hauptgeräte elektronischer Computer und die Kernkomponente des Computers. Seine Funktion besteht hauptsächlich darin, Computeranweisungen zu interpretieren und Daten in Computersoftware zu verarbeiten. Die CPU ist die Kernkomponente des Computers, die dafür verantwortlich ist, Anweisungen zu lesen, sie zu dekodieren und auszuführen. Die Zentraleinheit besteht im Wesentlichen aus zwei Teilen, nämlich dem Controller und der Recheneinheit, zu denen auch der Cache-Speicher und der Daten- und Steuerbus gehören, der die Verbindung zwischen ihnen herstellt. Die drei Kernkomponenten eines elektronischen Computers sind die CPU, der interne Speicher und die Eingabe-/Ausgabegeräte. Die Funktionen der Zentraleinheit bestehen hauptsächlich darin, Anweisungen zu verarbeiten, Operationen auszuführen, die Zeit zu steuern und Daten zu verarbeiten.
In der Computerarchitektur ist die CPU die Kernhardwareeinheit, die alle Hardwareressourcen des Computers (wie Speicher, Eingabe- und Ausgabeeinheiten) steuert und zuweist und allgemeine Vorgänge ausführt. Die CPU ist der Rechen- und Steuerungskern des Computers. Die Operationen aller Softwareschichten im Computersystem werden schließlich über den Befehlssatz auf CPU-Operationen abgebildet.
Funktionsprinzip
Die Von-Neumann-Architektur ist die Grundlage moderner Computer. Bei dieser Architektur werden Programme und Daten einheitlich gespeichert. Anweisungen und Daten müssen über denselben Speicherplatz abgerufen und über denselben Bus übertragen werden und können nicht überlappend ausgeführt werden. Gemäß dem von Neumann-System ist die Arbeit der CPU in die folgenden fünf Phasen unterteilt: Phase des Befehlsabrufs, Phase der Befehlsdekodierung, Phase der Befehlsausführung, Speicherzugriff und Zurückschreiben der Ergebnisse.
Befehlsabruf (IF, Befehlsabruf) ist der Vorgang des Abrufens eines Befehls aus dem Hauptspeicher in das Befehlsregister. Der Wert im Programmzähler gibt den Speicherort der aktuellen Anweisung im Hauptspeicher an. Wenn ein Befehl abgerufen wird, wird der Wert im Programmzähler (PC) automatisch entsprechend der Befehlswortlänge erhöht.
Befehlsdekodierungsphase (ID, Befehlsdekodierung): Nach dem Abrufen des Befehls teilt und interpretiert der Befehlsdecoder den abgerufenen Befehl gemäß dem vorgegebenen Befehlsformat und identifiziert und unterscheidet verschiedene Befehlskategorien und verschiedene Methoden zum Abrufen des Operanden. Moderne CISC-Prozessoren nutzen Splitting, um Parallelität und Effizienz zu verbessern.
Ausführungsanweisungsphase (EX, ausführen), insbesondere die Funktion der Anweisung erkennen. Verschiedene Teile der CPU sind miteinander verbunden, um die erforderlichen Vorgänge auszuführen.
Zugriffs- und Zugriffsphase (MEM, Speicher). Entsprechend der Anweisung muss auf den Hauptspeicher zugegriffen und der Operand gelesen werden. Die CPU erhält die Adresse des Operanden im Hauptspeicher und liest den Operanden aus dem Hauptspeicher für den Betrieb. Einige Anweisungen erfordern keinen Zugriff auf den Hauptspeicher, daher kann dieser Schritt übersprungen werden.
Ergebnisrückschreibstufe (WB, Write Back), als letzte Stufe „schreibt“ die Ergebnisrückschreibstufe die laufenden Ergebnisdaten der Ausführungsanweisungsstufe in eine Speicherform zurück. Die Ergebnisdaten werden im Allgemeinen in das interne Register der CPU geschrieben, damit nachfolgende Befehle schnell darauf zugreifen können. Viele Befehle ändern auch den Status der Flag-Bits im Programmstatuswortregister. Diese Flag-Bits identifizieren unterschiedliche Operationsergebnisse Wird verwendet, um Programmaktionen zu beeinflussen.
Wenn nach der Ausführung des Befehls und dem Zurückschreiben der Ergebnisdaten keine unerwarteten Ereignisse (z. B. Ergebnisüberlauf usw.) auftreten, erhält der Computer die nächste Befehlsadresse vom Programmzähler und startet einen neuen Zyklus Der Befehlszyklus ruft nacheinander den nächsten Befehl ab. Viele komplexe CPUs können mehrere Anweisungen gleichzeitig abrufen, dekodieren und gleichzeitig ausführen.
Die wichtigsten Leistungsindikatoren der CPU sind:
Die Hauptfrequenz ist die Taktfrequenz der CPU (CPU Clock Speed). Das ist es, worüber wir uns am meisten Sorgen machen. Was wir als 233, 300 usw. bezeichnen, bezieht sich im Allgemeinen darauf, dass die CPU umso schneller und die Gesamtleistung höher ist.
Die Taktfrequenz ist die externe Taktfrequenz der CPU, die vom Computer-Motherboard bereitgestellt wird. Früher betrug sie 66 MHz, einige Motherboards unterstützen jedoch 75 und 83 MHz. Derzeit verwendet Intels neuester Chipsatz BX eine Taktfrequenz von 100 MHz. Darüber hinaus unterstützen einige Chipsätze, die nicht von Intel stammen, wie MVP3 und MVP4 von VIA, ebenfalls 100-MHz-FSB. Das BX-Motherboard von Elite unterstützt sogar 133 MHz FSB, was für Übertakter die erste Wahl ist.
Interner Cache (L1-Cache): Der im CPU-Chip enthaltene Cache wird zum vorübergehenden Speichern einiger Anweisungen und Daten während des CPU-Betriebs verwendet. Die Zugriffsgeschwindigkeit entspricht im Allgemeinen der CPU-Hauptfrequenz. Je größer der L1-Cache ist, desto seltener tauscht die CPU im Betrieb Daten mit dem langsameren L2-Cache und Speicher aus, was die Rechengeschwindigkeit des Computers erhöhen kann.
Externer Cache (L2-Cache): Ein Cache außerhalb der CPU. Der L2 des PentiumPro-Prozessors läuft mit der gleichen Frequenz wie die CPU, ist aber teuer, sodass der Pentium II mit der halben CPU-Frequenz und einer Kapazität läuft von 512K. Um die Kosten zu senken, hat Inter Corporation eine CPU ohne L2 namens Celeron produziert, die eine gute Leistung bietet und sich ideal zum Übertakten eignet.
MMX-Technologie ist die Abkürzung für „Multimedia Extension Instruction Set“. MMX ist eine neue Technologie, die 1996 von Intel eingeführt wurde, um die Pentium-CPU in audiovisuellen, Grafik- und Kommunikationsanwendungen zu verbessern. Der CPU werden 57 MMX-Anweisungen hinzugefügt. Zusätzlich zum Hinzufügen von MMX-Anweisungen zum Befehlssatz wird der L1-Cache im CPU-Chip von ursprünglich 16 KB auf 32 KB erhöht (16 KB Anweisungen + 16 KB Daten). Wenn das Programm mehr als normale CPUs ausführt, erhöht sich die Fähigkeit, Multimedia zu verarbeiten, um etwa 60 %. Derzeit verfügen CPUs grundsätzlich über MMX-Technologie. Neben P55C- und Pentium II-CPUs gibt es auch K6, K6 3D, MII usw.
Herstellungsprozess: Der aktuelle CPU-Herstellungsprozess beträgt 0,35 Mikrometer, die neueste PII kann 0,28 Mikrometer erreichen und der zukünftige CPU-Herstellungsprozess kann 0,18 Mikrometer erreichen.
CPU-Hersteller
Intel ist der große Bruder bei der Herstellung von CPUs. Die von Intel produzierten CPUs sind zu den technischen Spezifikationen und Standards der x86-CPU geworden . Der neueste PII wird zur CPU der Wahl.
2. AMD-Unternehmen
Es gibt derzeit mehrere Unternehmen, die CPU-Produkte verwenden. Der leistungsstärkste Herausforderer ist AMD. Die neuesten Modelle K6 und K6-2 nutzen die 3DNOW-Technologie funktionieren gut in 3D.
3. IBM und Cyrix
Nach der Fusion von IBM und Cyrix verfügt das US-amerikanische National Semiconductor Company endlich über eine eigene Chip-Produktionslinie und seine fertigen Produkte werden immer vollständiger und vollständiger. Auch die aktuelle Leistung des MII ist gut, vor allem der Preis ist sehr niedrig.
4.IDT Company
IDT ist ein aufsteigender Stern unter den Prozessorherstellern, aber noch nicht ausgereift. 5. VIA VIA Corporation Staatliche unabhängige Allzweckprozessoren sind lediglich Eigentumsrechte. Es gibt bereits 2 Generationen von Produkten, und sie können nur mit der P2-Ära von INTEL mithalten. Weitere relevante Informationen finden Sie in der Spalte „FAQs“.
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