📜  中央处理器

📅  最后修改于: 2020-11-07 04:04:05             🧑  作者: Mango

中央处理器(CPU)

中央处理单元也称为处理器,中央处理器或微处理器。它执行计算机的所有重要功能。它从硬件和活动软件接收指令,并相应地产生输出。它存储所有重要程序,例如操作系统和应用程序软件。 CPU还帮助输入和输出设备相互通信。由于CPU的这些功能,它通常被称为计算机的大脑。

CPU已安装或插入主板上的CPU插槽中。此外,它还配备有一个散热器,用于吸收和散发热量,以保持CPU凉爽并正常运行。

通常,CPU具有三个组件:

  • ALU(算术逻辑单元)
  • 控制单元
  • 内存或存储单元

控制单元:控制单元中的电路,它利用电信号指示计算机系统执行已存储的指令。它从内存中获取指令,然后解码并执行这些指令。因此,它可以控制和协调计算机各部分的功能。控制单元的主要任务是维护和调节处理器上的信息流。它不参与处理和存储数据。

ALU:它是算术逻辑单元,执行算术和逻辑功能。算术功能包括加法,减法,乘法除法和比较。逻辑功能主要包括选择,比较和合并数据。一个CPU可能包含多个ALU。此外,ALU可用于维护有助于运行计算机的计时器。

内存或存储单元/寄存器:称为随机存取存储器(RAM)。它临时存储数据,程序以及中间和最终处理结果。因此,它充当临时存储数据的临时存储区,用于运行计算机。

什么是CPU时钟速度?

CPU或处理器的时钟速度是指它在一秒钟内可以处理的指令数。单位为千兆赫。例如,时钟频率为4.0 GHz的CPU意味着它可以在一秒钟内处理40亿条指令。

CPU类型:

CPU主要由Intel和AMD制造,它们各自制造自己的CPU类型。在现代,市场上有很多CPU类型。一些基本类型的CPU如下所述:

单核CPU:单核是最早的计算机CPU类型,在1970年代使用。它只有一个核心来处理不同的操作。一次只能启动一个操作;当运行多个程序时,CPU在不同的数据流集之间来回切换。因此,它不适合多任务处理,因为如果运行多个应用程序,性能将会降低。这些CPU的性能主要取决于时钟速度。它仍然用于各种设备,例如智能手机。

双核CPU:顾名思义,双核CPU在单个集成电路(IC)中包含两个核。尽管每个内核都有自己的控制器和缓存,但它们链接在一起以作为单个单元工作,因此比单核处理器执行得更快,并且比单核处理器可以更有效地处理多任务。

四核CPU:这种类型的CPU在一个集成电路(IC)或芯片中带有两个双核处理器。因此,四核处理器是一种包含四个称为核的独立单元的芯片。这些内核读取并执行CPU的指令。内核可以同时运行多个指令,从而提高了与并行处理兼容的程序的整体速度。

四核CPU使用的技术允许四个独立的处理单元(核心)在单个芯片上并行运行。因此,通过在单个CPU中集成多个内核,可以在不提高时钟速度的情况下产生更高的性能。但是,仅当计算机的软件支持多处理时,性能才会提高。支持多处理的软件可在多个处理器之间分配处理负载,而不是一次使用一个处理器。

CPU历史:

自从其发明至今,CPU发展中的一些重要事件如下:

  • 1823年,男爵Jons Jackob Berzelius发明了硅,这是迄今为止CPU的主要组成部分。
  • 1903年,尼古拉·特斯拉(Nikola Tesla)获得了电子逻辑电路的门或开关的专利。
  • 1947年12月,John Bardeen,William Shockley和Walter Brattain在Bell实验室发明了首个晶体管,并于1948年获得了专利。
  • 1958年,Robert Noyce和Jack Kilby开发了第一个工作的集成电路。
  • 1960年,IBM在纽约建立了第一家晶体管批量生产工厂。
  • 1968年,Robert Noyce和Gordon Moore创立了英特尔公司。
  • AMD(高级微设备)成立于1969年5月。
  • 1971年,在Ted Hoff的帮助下,Intel推出了第一款微处理器Intel 4004。
  • 1972年,英特尔推出了8008处理器。 1976年推出了Intel 8086,1979年6月发布了Intel 8088。
  • 1979年,发布了16/32位处理器Motorola 68000。后来,它被用作Apple Macintosh和Amiga计算机的处理器。
  • 1987年,Sun推出了SPARC处理器。
  • 1991年3月,AMD推出了AM386微处理器系列。
  • 1993年3月,英特尔发布了奔腾处理器。 1995年,Cyrix推出了Cx5x86处理器,以与Intel Pentium处理器竞争。
  • 在1999年1月,英特尔推出了Celeron 366 MHz和400 MHz处理器。
  • 2005年4月,AMD推出了首款双核处理器。
  • 2006年,英特尔推出了Core 2 Duo处理器。
  • 2007年,英特尔推出了不同类型的Core 2 Quad处理器。
  • 2008年4月,英特尔推出了第一批Intel Atom处理器Z5xx系列。它们是带有200 MHz GPU的单核处理器。
  • 2009年9月,英特尔发布了首款具有四个内核的Core i5台式机处理器。
  • 2010年1月,英特尔发布了许多处理器,例如Core 2 Quad处理器Q9500,首批Core i3和i5移动处理器,首批Core i3和i5台式机处理器。同年7月,它发布了首款具有六核的Core i7台式机处理器。
  • 2017年6月,英特尔推出了首款Core i9台式机处理器。
  • 2018年4月,英特尔发布了首款Core i9移动处理器。