中央處理器

中央處理器，英文名：Central Processing Unit（簡稱：CPU）它是超大規(guī)模集成電路，是一臺計算機(jī)的運(yùn)算核心和控制核心。主要包括運(yùn)算器（ALU，算術(shù) 和邏輯 單位）和控制器（銅，控制 單元）兩大部件。此外，它還包括幾個寄存器和高速緩沖存儲器以及實(shí)現(xiàn)它們之間關(guān)系的數(shù)據(jù)、控制和狀態(tài)總線。它與內(nèi)存和輸入相關(guān)聯(lián)/輸出設(shè)備統(tǒng)稱為電子計算機(jī)的三大核心部件。它的主要功能是解釋計算機(jī)指令和處理計算機(jī)軟件中的數(shù)據(jù)。電腦的性能很大程度上是由CPU的性能決定的，而CPU的性能主要體現(xiàn)在它運(yùn)行程序的速度上。

中央處理器

中央處理器（CPU），是電子計算機(jī)的主要設(shè)備之一，也是計算機(jī)中的核心配件。它的主要功能是解釋計算機(jī)指令和處理計算機(jī)軟件中的數(shù)據(jù)。CPU是計算機(jī)中的核心部件，負(fù)責(zé)讀取解碼和執(zhí)行指令。中央處理器主要包括兩部分，即控制器、算術(shù)單元，它還包括高速緩沖存儲器和實(shí)現(xiàn)它們之間關(guān)系的數(shù)據(jù)、控制的總線。電子計算機(jī)的三個核心部件是中央處理器、內(nèi)部存儲器、輸入/輸出設(shè)備。中央處理器的功能主要是處理指令、執(zhí)行操作、控制時間、處理數(shù)據(jù)。

在計算機(jī)體系結(jié)構(gòu)中，CPU 是計算機(jī)的所有硬件資源（如存儲器、輸入輸出單元）進(jìn)行控制調(diào)配、一種執(zhí)行一般操作的核心硬件部件。CPU 是計算機(jī)的計算和控制核心。計算機(jī)系統(tǒng)中所有軟件層的操作最終都會通過指令集映射到CPU的操作上。

CPU 包括一個算術(shù)邏輯單元、寄存器單元和控制單元等

邏輯部件

英文邏輯組件；運(yùn)算邏輯部件。您可以執(zhí)行定點(diǎn)或浮點(diǎn)算術(shù)運(yùn)算、還可以執(zhí)行移位操作和邏輯操作地址操作和轉(zhuǎn)換。

寄存器

包括寄存器的寄存器單元、特殊寄存器和控制寄存器。通用寄存器可分為定點(diǎn)數(shù)和浮點(diǎn)數(shù)，用于存儲指令執(zhí)行過程中臨時存儲的寄存器操作數(shù)（或最終）的操作結(jié)果。通用寄存器是中央處理器的重要組成部分之一。

控制部件

英文控制單元；控制單元主要負(fù)責(zé)解碼指令，并為每個指令要執(zhí)行的每個操作發(fā)出控制信號。

其結(jié)構(gòu)有兩種：一種是以微存儲器為核心的微程序控制方式；一種是基于邏輯硬接線結(jié)構(gòu)的控制模式。

微存儲器保存微碼，每個微碼對應(yīng)一個最基本的微操作，也稱為微指令；每條指令由不同的微碼序列組成，這些微碼序列構(gòu)成一個微程序。指令解碼后，中央處理器發(fā)出一定時序的控制信號，以一個微周期為節(jié)拍，按照給定的順序執(zhí)行這些微碼確定的若干微操作，從而完成一條指令的執(zhí)行。簡單指令是由（3～5）一個微操作，復(fù)雜的指令是由幾十個甚至上百個微操作組成的。

處理指令

英文處理 指令；這是指控制程序中指令的執(zhí)行順序。程序中的指令之間有嚴(yán)格的順序，必須嚴(yán)格按照程序中規(guī)定的順序執(zhí)行，以保證計算機(jī)系統(tǒng)的正確性。

執(zhí)行操作

英文執(zhí)行 和 操作；指令的功能通常由計算機(jī)中的組件執(zhí)行的一系列操作來實(shí)現(xiàn)。根據(jù)指令的功能，CPU會產(chǎn)生相應(yīng)的操作控制信號并發(fā)送給相應(yīng)的部件，從而控制這些部件按照指令的要求動作。

控制時間

英文控件 時間；時間控制是各種操作的計時。在一條指令的執(zhí)行過程中，應(yīng)該嚴(yán)格控制在什么時間做什么。只有這樣，計算機(jī)才能有條不紊地工作。

處理數(shù)據(jù)

即對數(shù)據(jù)進(jìn)行算術(shù)和邏輯運(yùn)算，或其他信息處理。

它的主要功能是解釋計算機(jī)指令，處理計算機(jī)軟件中的數(shù)據(jù)并執(zhí)行指令。在微型計算機(jī)中，又稱微處理器，計算機(jī)的所有操作都由CPU控制，CPU的性能指標(biāo)直接決定了微型計算機(jī)系統(tǒng)的性能指標(biāo)。CPU有以下四個基本功能：數(shù)據(jù)通信，資源共享，分布式處理，提供系統(tǒng)可靠性。操作原理基本可以分為四個階段：提?。‵etch）解碼（Decode）執(zhí)行（Execute）和寫回（寫回）

CPU從內(nèi)存或緩存中獲取指令，將它們放入指令寄存器，并對指令進(jìn)行解碼。它將一條指令分解成一系列微操作，然后發(fā)出各種控制命令執(zhí)行微操作系列，從而完成一條指令的執(zhí)行。指令是計算機(jī)指定運(yùn)算類型和操作數(shù)的基本命令。指令由一個或多個字節(jié)組成，包括操作碼字段、與操作數(shù)地址有關(guān)的一個或多個字段，以及一些表示機(jī)器狀態(tài)的狀態(tài)字和特征代碼。有些指令還直接包含操作數(shù)本身。

提取

第一階段是從內(nèi)存或高速緩存中獲取和檢索指令（是一個數(shù)值或一系列數(shù)值）由程序計數(shù)器（程序 計數(shù)器）指定內(nèi)存的位置。程序計數(shù)器保存用于識別程序位置的數(shù)值。換句話說，程序計數(shù)器記錄了CPU在程序中的蹤跡。

解碼

解碼線路

CPU根據(jù)從存儲器中提取的指令確定其執(zhí)行行為。在解碼階段，指令被分解成有意義的片段。根據(jù)CPU的指令集體系結(jié)構(gòu)（ISA）定義如何將值解釋為指令。部分指令值是操作碼（Opcode），指示要執(zhí)行的操作。其他值通常為指令提供必要的信息，如加法（添加）運(yùn)算的運(yùn)算目標(biāo)。

執(zhí)行

在提取和解碼階段之后，它立即進(jìn)入執(zhí)行階段。在這個階段，它被連接到能夠執(zhí)行所需操作的各種CPU組件。

例如，需要加法運(yùn)算和算術(shù)邏輯單元（算術(shù)邏輯單元）將連接到一組輸入和一組輸出。輸入提供要相加的值，輸出將包含求和的結(jié)果。ALU包含電路系統(tǒng)，使得輸出端很容易完成簡單的普通運(yùn)算和邏輯運(yùn)算（例如加法和位運(yùn)算）如果加法運(yùn)算產(chǎn)生的結(jié)果太大，CPU無法處理，則可能會在標(biāo)志寄存器中設(shè)置運(yùn)算溢出（算術(shù) 溢出）標(biāo)志。

寫回

在最后一個階段，寫回，執(zhí)行階段的結(jié)果只是以某種格式寫回。運(yùn)算結(jié)果通常被寫入CPU的內(nèi)部寄存器，以便后續(xù)指令快速訪問。在其他情況下，可以將運(yùn)算結(jié)果寫入速度較慢但容量較大成本較低的主存儲器。一些類型的指令操作程序計數(shù)器而不直接產(chǎn)生結(jié)果。這些一般稱作“跳轉(zhuǎn)”Jumps）并在程序中引入循環(huán)行為、條件性執(zhí)行（透過條件跳轉(zhuǎn)）和函式。許多指令會改變標(biāo)志寄存器的狀態(tài)位。這些標(biāo)志可以用來影響程序行為，因?yàn)樗鼈兘?jīng)常顯示各種操作結(jié)果。例如，以一個“比較”該指令判斷兩個值的大小，并根據(jù)比較結(jié)果在標(biāo)志寄存器上設(shè)置一個值。該標(biāo)志可用于通過后續(xù)跳轉(zhuǎn)指令確定程序趨勢。執(zhí)行完指令寫回結(jié)果后，程序計數(shù)器值會增加，重復(fù)整個過程，在下一個指令周期正常取下一條順序指令。

電腦的性能很大程度上是由CPU的性能決定的，而CPU的性能主要體現(xiàn)在它運(yùn)行程序的速度上。影響運(yùn)行速度的性能指標(biāo)包括CPU的工作頻率、Cache容量、指令系統(tǒng)和邏輯結(jié)構(gòu)等參數(shù)。

主頻

主頻也叫時鐘頻率，單位是兆赫（MHz）或千兆赫（GHz）一個，表示CPU的操作、處理數(shù)據(jù)的速度。一般來說，主頻越高，CPU處理數(shù)據(jù)的速度越快。

CPU主頻=外部頻率×倍頻系數(shù)。主頻和實(shí)際運(yùn)行速度有一定的關(guān)系，但不是簡單的線性關(guān)系。所以CPU的主頻和CPU的實(shí)際運(yùn)算能力沒有直接關(guān)系，主頻表示的是CPU中數(shù)字脈沖信號振蕩的速度。你也可以在英特爾 的處理器產(chǎn)品：1GHzItanium芯片的行為幾乎可以像2.66GHz至強(qiáng)（Xeon）Opteron一樣快，還是1.5GHzItanium2大約跟4gz至強(qiáng)/Opteron也一樣快。CPU的運(yùn)行速度取決于CPU的流水線、總線和其他性能指標(biāo)。

外頻

外部頻率是CPU的參考頻率，單位是MHz。CPU的外接頻率決定了整個主板的運(yùn)行速度。一般來說，在臺式機(jī)中，超頻就是超級CPU的外頻（當(dāng)然，一般情況下，CPU的倍頻是鎖定的）我相信這個很好理解。但是對于服務(wù)器CPU來說，超頻是絕對不允許的。前面說過，CPU決定主板的運(yùn)行速度，兩者是同步運(yùn)行的如果服務(wù)器CPU超頻，改變外部頻率，就會出現(xiàn)異步運(yùn)行（桌面很多主板都支持異步操作）這會造成整個服務(wù)器系統(tǒng)的不穩(wěn)定。

在大多數(shù)計算機(jī)系統(tǒng)中，外部頻率并不與主板的前端總線同步，而是與前端總線同步（FSB）頻率又容易混淆。

總線頻率

AMD 驍龍II X4 955黑匣子

前端總線（FSB)是連接CPU和北橋芯片的總線。前端總線（FSB）頻率（即總線頻率）它直接影響CPU和內(nèi)存直接數(shù)據(jù)交換的速度。有一個公式可以計算，就是數(shù)據(jù)帶寬=（總線頻率×數(shù)據(jù)位寬度）8數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖畲髱捜Q于同時傳輸?shù)乃袛?shù)據(jù)的寬度和傳輸頻率。比如支持64位的Xeon Nocona，前端總線800MHz根據(jù)公式，其最大數(shù)據(jù)傳輸帶寬為6.4GB/秒。

外頻與前端總線（FSB）頻率的區(qū)別：前端總線的速度是指數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣龋獠款l率是指CPU和主板同步運(yùn)行的速度。也就是說，100MHz的外部頻率是指每秒振蕩1億次的數(shù)字脈沖信號；100MHz前端總線是指CPU每秒可接受的數(shù)據(jù)傳輸能力為100MHz×64bit÷8bit/字節(jié)=800MB/s。

倍頻系數(shù)是指CPU主頻與外部頻率的相對比例關(guān)系。在外部頻率相同的情況下，倍頻越高，CPU頻率越高。但其實(shí)在外頻不變的前提下，高頻CPU本身意義不大。這是因?yàn)镃PU和系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)傳輸速度是有限的，盲目追求高頻率，得到高倍頻的CPU會明顯出現(xiàn)“瓶頸”效應(yīng)－CPU從系統(tǒng)獲取數(shù)據(jù)的極限速度無法滿足CPU的運(yùn)算速度。一般來說，除了英特爾 s CPU，倍頻被鎖定少數(shù)CPU如奔騰雙核E6500K帶Intel Core 2 core和一些extreme版本不鎖頻，而AMD沒有 之前不要上鎖AMD推出了CPU的黑盒版本（即用戶可以在不鎖定倍頻版本的情況下自由調(diào)節(jié)倍頻，調(diào)節(jié)倍頻的超頻模式比調(diào)節(jié)外頻要穩(wěn)定得多）

緩存

緩存大小也是CPU的重要指標(biāo)之一，緩存的結(jié)構(gòu)和大小對CPU的速度影響很大CPU中的緩存運(yùn)行頻率非常高，通常與處理器同頻，工作效率遠(yuǎn)大于系統(tǒng)內(nèi)存 和硬盤。在實(shí)際工作中，CPU經(jīng)常需要重復(fù)讀取同一個數(shù)據(jù)塊，緩存容量的增加可以大大提高CPU內(nèi)部讀取數(shù)據(jù)的命中率，而無需在內(nèi)存或硬盤中尋找，從而提高系統(tǒng)性能。但是由于CPU芯片面積和成本的因素，緩存很小。

L1Cache(一級緩存）它是CPU的第一層緩存，分為數(shù)據(jù)緩存和指令緩存。內(nèi)置L1緩存的容量和結(jié)構(gòu)對CPU的性能有很大影響然而，高速緩沖存儲器都是由靜態(tài)RAM構(gòu)成的，并且結(jié)構(gòu)復(fù)雜在CPU芯片面積不能太大的情況下，L1級緩存的容量不能做得太大。通常，服務(wù)器CPU的L1緩存容量通常為32－256KB。

L2Cache（二級緩存）它是CPU的第二層緩存，分為內(nèi)部和外部芯片。內(nèi)部芯片二級緩存運(yùn)行速度與主頻相同，而外部二級緩存只有主頻的一半。L2緩存容量也會影響CPU的性能原則是CPU越大越好以前國內(nèi)最大的CPU容量是512KB，在筆記本電腦上也能達(dá)到2M，而服務(wù)器和工作站使用的CPU L2緩存更高，達(dá)到8M以上。

L3Cache(三級緩存），分為兩種，早期是外置，內(nèi)存延遲，同時提高處理器在計算大量數(shù)據(jù)時的性能。降低內(nèi)存延遲，提高大數(shù)據(jù)的計算能力，對游戲很有幫助。但是，通過在服務(wù)器領(lǐng)域添加L3緩存，性能仍有顯著提高。例如，具有較大L3緩存的配置將更有效地使用物理內(nèi)存，因此它比較慢的磁盤I更有效/o子系統(tǒng)可以處理更多的數(shù)據(jù)請求。具有更大L3緩存的處理器提供了更高效的文件系統(tǒng)緩存行為以及更短的消息和處理器隊列長度。

其實(shí)最早的L3緩存應(yīng)用在AMD發(fā)布的K6上-在III處理器上，當(dāng)時的L3緩存受制造工藝限制，沒有集成到芯片中，而是集成在主板上。L3緩存，只能和系統(tǒng)總線頻率同步，和主存區(qū)別不大。后來，英特爾 面向服務(wù)器市場的安騰處理器。然后是P4EE和至強(qiáng)MP。英特爾還計劃在未來推出9MBL3緩存的Itanium2處理器和24MBL3緩存的雙核Itanium2處理器。

但是L3緩存對于提高處理器的性能并不是很重要比如配備1MBL3緩存的XeonMP處理器仍然不是驍龍的對手，這說明前端總線的增加會比緩存的增加帶來更有效的性能提升。

CPU制造工藝的微米是指IC中電路之間的距離。制造技術(shù)的趨勢是向更高密度發(fā)展。IC電路設(shè)計的密度越高，就意味著在同樣尺寸和面積的IC中，你可以擁有更高的密度、功能更復(fù)雜的電路設(shè)計。主180nm、130nm、90nm、65nm、45納米、22納米，英特爾已經(jīng)在2010年發(fā)布了采用32納米制造工藝的酷睿i3/酷睿i5/酷睿i7系列，并于2012年4月發(fā)布了22納米酷睿i3/i5/i7系列。此外，我們還計劃推出14納米產(chǎn)品（據(jù)新聞報道，14納米將于2013年下半年在筆記本電腦處理器中推出。而AMD則表示、自己的產(chǎn)品會直接跳過32nm工藝（2010年第三季度生產(chǎn)了一些32納米產(chǎn)品、如Orochi、Llano）在2011年中期和早期發(fā)布28納米產(chǎn)品（APU）TrinityAPU于2012年10月2日正式發(fā)布，工藝還是32nm，28nm工藝代號Kaveri一再推遲。2013年推出的28納米Apu只有用于平板電腦和筆記本的低端處理器，代號為Kabini。而且鮮為人知，市場反應(yīng)正常。據(jù)可靠消息稱，2014年上半年可能會發(fā)布一款28nm桌面Apu，其gpu將采用GCN架構(gòu)，與高端a卡相同。

CPU依賴于來自計算和控制系統(tǒng)的指令，每個CPU都設(shè)計有一系列與其硬件電路相匹配的指令系統(tǒng)。指令的強(qiáng)弱也是CPU的重要指標(biāo)，指令集是提高微處理器效率最有效的工具之一。

從目前的主流架構(gòu)來看，指令集可以分為兩部分復(fù)雜指令集和簡化指令集（有四種類型的指令集）以及來自特定應(yīng)用，例如英特爾MMX（Multi Media Extended，是AMD 的猜測，英特爾沒有解釋詞源）SSE、SSE2（流動-單個 指令多個 數(shù)據(jù)-分機(jī) 2）SSE3、SSE4系列和AMD s 3DNow！等等都是CPU的擴(kuò)展指令集，分別增強(qiáng)了CPU的多媒體、圖形圖像互聯(lián)網(wǎng)等處理能力。

CPU的擴(kuò)展指令集通常被稱為”CPU的指令集”SSE3指令集也是最小的指令集以前，MMX包含57個命令，SSE包含50個命令，SSE2包含144個命令，SSE3包含13個命令。

從586CPU開始，CPU的工作電壓分為核心電壓和I/o電壓，通常CPU的核心電壓小于等于I/O電壓。其中，內(nèi)核電壓的大小取決于CPU的生產(chǎn)工藝一般生產(chǎn)工藝越小，內(nèi)核的工作電壓越低；I/o電壓一般在1.6~5V。低電壓可以解決功耗過大和發(fā)熱量過大的問題。

CISC

CISC指令集，也稱為復(fù)雜指令集，在英語中被稱為CISC（復(fù)雜 指令集 計算的縮寫）在CISC微處理器中，程序的指令是順序串行執(zhí)行的，每個指令中的操作也是順序串行執(zhí)行的。順序執(zhí)行的優(yōu)點(diǎn)是控制簡單，但計算機(jī)各部分利用率不高，執(zhí)行速度慢。其實(shí)就是Intel生產(chǎn)的x86系列（也就是IA-32架構(gòu)）CPU及其兼容CPU，如AMD、VIA的。即使是新的X86-64（也稱為AMD64）都屬于CISC的范疇。

要知道什么是指令集，我們應(yīng)該從今天開始s X86架構(gòu)CPU。X86指令集是Intel 的第一個16位CPU(i8086）特別開發(fā)，世界上的 IBM1981年推出的第一臺個人電腦－i8088(I8086簡化版）還使用了X86指令，在計算機(jī)中加入了X87芯片，提高了浮點(diǎn)數(shù)據(jù)處理能力從現(xiàn)在開始，X86指令集和X87指令集將統(tǒng)稱為X86指令集。

雖然隨著CPU技術(shù)的不斷發(fā)展，Intel已經(jīng)陸續(xù)開發(fā)出了新型的i80386.I80486直到過去的PII至強(qiáng)、PIII至強(qiáng)、奔騰 3，奔騰 4系列，最后是today s Core 2系列、至強(qiáng)（不包括Xeon Nocona）但是，為了保證計算機(jī)能夠繼續(xù)運(yùn)行過去開發(fā)的各種應(yīng)用程序，以保護(hù)和繼承豐富的軟件資源，英特爾公司生產(chǎn)的所有CPU仍然使用X86指令集，因此其CPU仍然屬于X86系列。因?yàn)镮ntel X86系列及其兼容的CPU（如amd   thlon   MP、他們都使用X86指令集，所以今天 形成了龐大的X86系列和兼容的CPU陣容。X86CPU主要包括intel 的服務(wù)器CPU和AMD 的服務(wù)器CPU。

RISC

中央處理器

RISC是英文“簡化 指令 集合 計算 ” 的縮寫quot中文和英文quot意味著“精簡指令集”他是由約翰 科克（約翰·科克）指出約翰 科克 他在IBM的第一個項(xiàng)目是研究拉伸計算機(jī)（世界上第一個“超級計算機(jī)”型號）他很快成為了大型機(jī)專家。1974年，Cocke和他的研究小組開始嘗試開發(fā)一種每秒能處理300個電話的電話交換網(wǎng)絡(luò)。為了實(shí)現(xiàn)這個目標(biāo)，他必須找到一種方法來提高現(xiàn)有交換系統(tǒng)架構(gòu)的交換速率。1975年約翰 科克研究了IBM370 CISC（復(fù)雜 指令 集 計算,復(fù)雜指令集計算）系統(tǒng)，對CISC的測試表明，各種指令出現(xiàn)的頻率差別很大，最常用的是一些簡單的指令，它們只占指令總數(shù)的20%，但是程序中的頻率是80%

復(fù)雜的指令系統(tǒng)必然增加微處理器的復(fù)雜度，導(dǎo)致開發(fā)時間長，成本高。而且復(fù)雜的指令需要復(fù)雜的運(yùn)算，必然會拖慢計算機(jī)的速度?；谝陨显?，RISC CPU于80年代誕生與CISC CPU相比，RISC CPU不僅簡化了指令系統(tǒng)，而且采用了一種稱為“超標(biāo)量和超級流水線結(jié)構(gòu)”，大大增加了并行處理能力。RISC指令集是高性能CPU的發(fā)展方向。它不同于傳統(tǒng)的CISC（復(fù)雜指令集）相對。相比之下，RISC比復(fù)雜指令集有統(tǒng)一的指令格式更少的類型和更少的尋址方式。當(dāng)然處理速度要高很多。這種指令系統(tǒng)的CPU廣泛應(yīng)用于中高端服務(wù)器，尤其是高端服務(wù)器，都采用RISC指令系統(tǒng)CPU。RISC指令系統(tǒng)更適合高端服務(wù)器操作系統(tǒng)Windows 7，Linux類似于Windows OS(UNIX)的操作系統(tǒng)。RISC CPU在軟件和硬件上與Intel和AMD CPU不兼容。

在高端服務(wù)器中，使用RISC指令的CPU主要包括以下幾類：PowerPC處理器、SPARC處理器、PA-RISC處理器、MIPS處理器、阿爾法處理器。

IA-64

EPIC（顯式并行計算機(jī),精確并行指令計算機(jī)）關(guān)于它是否是RISC和CISC系統(tǒng)的繼承者，一直有很多爭論單說EPIC系統(tǒng)，更像是英特爾處理器走向RISC系統(tǒng)的重要一步。理論上，在相同的主機(jī)配置下，EPIC系統(tǒng)設(shè)計的CPU比基于Unix的應(yīng)用軟件要好得多。

英特爾 采用EPIC技術(shù)的服務(wù)器CPU是安騰的安騰（開發(fā)代碼是Merced）它是86位處理器和IA－64系列的第一款。微軟還開發(fā)了一個代號為Win64的操作系統(tǒng)，由軟件支持。英特爾采用X86指令集后，轉(zhuǎn)向更先進(jìn)的86-Bit微處理器，Intel這么做是因?yàn)樗麄兿霐[脫龐大的x86架構(gòu)，引入精力充沛功能強(qiáng)大的指令集，所以采用了帶有EPIC指令集的IA-64(x92)架構(gòu)便誕生了。IA-(64 )x92)在很多方面，它比x86有了很大的進(jìn)步。它突破了傳統(tǒng)IA32架構(gòu)在數(shù)據(jù)處理能力系統(tǒng)穩(wěn)定性等方面的諸多限制、安全性、可用性、相當(dāng)?shù)暮侠硇缘确矫鎸?shí)現(xiàn)了突破性的提升。

IA-64微處理器最大的缺點(diǎn)是不兼容x86，而英特爾正在努力解決IA的問題-64處理器可以更好的運(yùn)行兩個朝代的軟件，而且是在IA-64處理器上（Itanium、鈦2 …引入了x86-to-IA-64解碼器，使x86指令可以翻譯成IA-64指令。這個解碼器不是最高效的解碼器，也不是運(yùn)行x86代碼的最佳方式（最好的辦法是直接在x86處理器上運(yùn)行x86代碼）所以運(yùn)行x86應(yīng)用時，Itanium 和Itanium2的性能很差。這也成為X86-64的根本原因。

在解釋超級流水線和超標(biāo)量之前，先了解一下流水線（管道）流水線是英特爾第一次開始在486芯片中使用。裝配線就像工業(yè)生產(chǎn)中的裝配線一樣工作。在CPU中由5－六個不同功能的電路單元組成一條指令處理流水線，然后將一條X86指令分成5條－六個步驟之后，這些電路單元會分別執(zhí)行，這樣一個CPU時鐘周期就可以完成一條指令，從而提高CPU的運(yùn)行速度。經(jīng)典奔騰的每個整數(shù)流水線分為四個階段，即指令預(yù)取、譯碼、執(zhí)行、寫回結(jié)果，浮點(diǎn)流水線分八個階段。

超標(biāo)量是通過建立多條流水線來同時執(zhí)行多個處理器，其本質(zhì)是以空間換時間。而超級管道就是通過細(xì)化流量、提高主頻使一個機(jī)器周期內(nèi)完成一個甚至多個操作成為可能，其本質(zhì)是以時間換取空間。比如奔騰4的流水線就長達(dá)20級。管道設(shè)計的步驟（級）它越長，完成一條指令的速度就越快，因此可以適應(yīng)工作頻率更高的CPU。但是長流水線也帶來了一些副作用，很可能高頻率的CPU實(shí)際運(yùn)行速度會更低，就像Intel s奔騰4，雖然它的主頻可以高達(dá)1.超過4G，但計算性能遠(yuǎn)不及AMD1.2G Athlon甚至奔騰III。

CPU封裝是將CPU芯片或CPU模塊用特定的材料固化在里面，防止損壞的一種保護(hù)措施一般CPU只有包裝好才能交付給用戶。CPU的封裝方式取決于CPU的安裝形式和器件的一體化設(shè)計從大的分類來說，通常Socket插座安裝的CPU使用的是PGA（柵格陣列）Mode封裝，Slotx插槽安裝的CPU都采用SEC（單邊接插盒）的形式封裝。還有PLGA(塑料格柵陣列）OLGA(OrganicLandGridArray）等封裝技術(shù)。由于市場競爭日益激烈，CPU封裝技術(shù)的發(fā)展方向主要是節(jié)約成本。

多線程

同時多線程同時多線程,簡稱超小型電子管。SMT通過復(fù)制處理器上的結(jié)構(gòu)狀態(tài)，使同一處理器上的多個線程同步執(zhí)行，共享處理器的執(zhí)行資源，可以最大化的實(shí)現(xiàn)寬發(fā)射、亂序超標(biāo)量處理可以提高處理器運(yùn)算部件的利用率，緩解因數(shù)據(jù)相關(guān)性或緩存缺失而導(dǎo)致的訪存延遲。當(dāng)沒有多線程可用時，SMT處理器幾乎與傳統(tǒng)的寬發(fā)射超標(biāo)量處理器相同。SMT最吸引人的地方在于，只需小范圍改變處理器內(nèi)核的設(shè)計，幾乎不增加額外成本，就能顯著提升性能。多線程技術(shù)可以為高速計算核心準(zhǔn)備更多的待處理數(shù)據(jù)，減少計算核心的空閑時間。這對于桌面低端系統(tǒng)來說無疑是很有吸引力的。Intel從3.從06 GHz的奔騰4開始，一些處理器將支持SMT技術(shù)。

多核心

多核，也指芯片多處理器（芯片多處理器,簡稱金屬波紋管金屬波紋管）CMP是由美國斯坦福大學(xué)提出的它的想法是在大規(guī)模并行處理器中結(jié)合SMP（對稱多處理器）集成到同一個芯片中，每個處理器并行執(zhí)行不同的進(jìn)程。多個CPU同時并行運(yùn)行程序是實(shí)現(xiàn)超高速計算的一個重要方向，稱為并行處理。與CMP相比，SMT處理器結(jié)構(gòu)的靈活性更加突出。然而，當(dāng)半導(dǎo)體工藝進(jìn)入0.18微米以后，線延遲已經(jīng)超過門延遲，這就要求微處理器的設(shè)計要更小，把它分成很多部分、局部性較好的基本單元結(jié)構(gòu)。相比之下，CMP結(jié)構(gòu)被劃分為多個處理器核，每個核相對簡單，有利于優(yōu)化設(shè)計，因此更有發(fā)展前景。IBM 的Power4芯片和Sun s MAJC5200芯片采用CMP結(jié)構(gòu)。多核處理器可以共享處理器內(nèi)部的緩存，提高了緩存利用率，簡化了多處理器系統(tǒng)設(shè)計的復(fù)雜度。但是，這并不意味著內(nèi)核越多，性能越高比如16核CPU沒有8核CPU快，因?yàn)楹颂?，無法合理分配，所以運(yùn)行速度變慢。買電腦請酌情選擇。2005年下半年，英特爾和AMD的新處理器也將集成到CMP結(jié)構(gòu)中。全新安騰處理器的開發(fā)代號為Montecito，采用雙核設(shè)計，擁有至少18MB片上緩存，采用90nm工藝制造。它的每個內(nèi)核都有獨(dú)立的L1L2和L3cache，包含大約10億個晶體管。

SMP

SMP（對稱多重-處理）對稱多處理架構(gòu)symmetric multi processing architecture的縮寫，意思是在一臺計算機(jī)上組裝一組處理器（多CPU）CPU共享內(nèi)存子系統(tǒng)和總線結(jié)構(gòu)。在這項(xiàng)技術(shù)的支持下，服務(wù)器系統(tǒng)可以同時運(yùn)行多個處理器，并共享內(nèi)存和其他主機(jī)資源。像雙至強(qiáng)，也就是所謂的雙路，這是對稱處理器系統(tǒng)中最常見的一種（至強(qiáng)MP可以支持四個通道，AMDOpteron可以支持一個通道-8路）還有幾輛16路公共汽車。不過一般來說，SMP結(jié)構(gòu)的機(jī)器擴(kuò)展性很差，很難做到100個以上的處理器，一般是8到16個，但這對于大部分用戶來說已經(jīng)足夠了。它在高性能服務(wù)器和工作站級主板架構(gòu)中最為常見，例如可以支持多達(dá)256個CPU的系統(tǒng)的UNIX服務(wù)器。

構(gòu)建SMP系統(tǒng)的必要條件如下：支持SMP的硬件包括主板和CPU；支持SMP的系統(tǒng)平臺，然后是支持SMP的應(yīng)用軟件。為了使SMP系統(tǒng)高效運(yùn)行，操作系統(tǒng)必須支持SMP系統(tǒng)，如WINNT、LINUX、以及UNIX和其他32位操作系統(tǒng)。也就是說，可以執(zhí)行多任務(wù)和多線程。多任務(wù)意味著操作系統(tǒng)可以讓不同的CPU同時完成不同的任務(wù)；多線程是指操作系統(tǒng)讓不同的CPU并行完成同一任務(wù)。

搭建一個SMP系統(tǒng)，對選擇的CPU有很高的要求首先，、APIC必須內(nèi)置在CPU中（高級編程中斷控制器）單元。英特爾多處理規(guī)范的核心是高級可編程中斷控制器（高級編程中斷控制器–APICs）的使用；再次，相同的產(chǎn)品型號，相同類型的CPU核心，完全相同的運(yùn)行頻率；最后，盡量保持相同的產(chǎn)品序列號，因?yàn)楫?dāng)兩個生產(chǎn)批次的CPU作為雙處理器運(yùn)行時，可能會出現(xiàn)一個CPU過載，另一個CPU負(fù)擔(dān)輕的情況，無法發(fā)揮最大性能，更嚴(yán)重的可能會導(dǎo)致死機(jī)。

NUMA技術(shù)

NUMA是一種非均勻訪問分布式共享存儲技術(shù)，它是由若干個獨(dú)立的節(jié)點(diǎn)通過高速專用網(wǎng)絡(luò)連接而成的系統(tǒng)，每個節(jié)點(diǎn)可以是單個CPU或SMP系統(tǒng)。在NUMA，有許多解決緩存一致性的方法通常使用硬件技術(shù)來維護(hù)緩存的一致性，這通常需要操作系統(tǒng)來解決NUMA訪問和內(nèi)存的不一致性（本地存儲器和遠(yuǎn)程存儲器之間訪問延遲和帶寬的差異）進(jìn)行專門的優(yōu)化來提高效率，或者采用專門的軟件編程方法來提高效率。NUMA系統(tǒng)的例子。有三個SMP模塊通過一個高速專用網(wǎng)絡(luò)連接起來組成一個節(jié)點(diǎn)，每個節(jié)點(diǎn)可以有12個CPU。像Sequent這樣的系統(tǒng)最多可以有64個甚至256個CPU。顯然，這是SMP和NUMA技術(shù)的結(jié)合。

亂序執(zhí)行

亂序執(zhí)行（out-of-訂單執(zhí)行），指的是CPU允許多條指令不按程序規(guī)定的順序開發(fā)，并發(fā)送到相應(yīng)的電路單元進(jìn)行處理的技術(shù)。這樣可以提前執(zhí)行的指令會根據(jù)每個電路單元的狀態(tài)和每個指令是否可以提前執(zhí)行的具體情況，立即發(fā)送到相應(yīng)的電路單元執(zhí)行在此期間，指令不會按照指定的順序執(zhí)行，然后由重排單元按照指令的順序重新排列每個執(zhí)行單元的結(jié)果。采用亂序執(zhí)行技術(shù)的目的是使CPU內(nèi)部電路滿負(fù)荷運(yùn)行，相應(yīng)提高CPU運(yùn)行程序的速度。

分枝技術(shù)

branch）指令操作時，需要等待結(jié)果一般無條件分支只需要按照指令的順序執(zhí)行，而條件分支則必須根據(jù)處理結(jié)果決定是否按照原來的順序進(jìn)行。

控制器

許多應(yīng)用程序有更復(fù)雜的閱讀模式（幾乎是隨機(jī)的，尤其是cachehit不可預(yù)測的時候），帶寬得不到有效利用。一個典型的應(yīng)用程序是業(yè)務(wù)處理軟件，即使它有亂序執(zhí)行（無序執(zhí)行）這種CPU特性也受到內(nèi)存延遲的限制。這樣，CPU必須等到操作所需的數(shù)據(jù)被除數(shù)加載后才能執(zhí)行指令（不管這些數(shù)據(jù)是來自CPUcache還是主存系統(tǒng)）目前低端系統(tǒng)的內(nèi)存延遲在120左右－150ns，而CPU速度已經(jīng)達(dá)到4GHz以上，單個內(nèi)存請求可能浪費(fèi)200－300個CPU周期。即使在高速緩存命中率方面（cachehitrate）達(dá)到99.9%在的情況下，CPU也可能花費(fèi)50%等待內(nèi)存請求的結(jié)束－例如，由于存儲器延遲。

將內(nèi)存控制器集成到處理器內(nèi)部將使北橋芯片變得不那么重要，改變處理器訪問主內(nèi)存的方式，并有助于提高帶寬、減少存儲器延遲和提高處理器性能制造工藝：英特爾 s I5可以達(dá)到28 nm，未來的CPU制造工藝可以達(dá)到22 nm。

CPU應(yīng)用

在ICT的應(yīng)用中，我們可以簡單地把CPU的內(nèi)部結(jié)構(gòu)看成一個黑匣子，這很好理解。它的行為模式是，向它輸入指令，經(jīng)過它的內(nèi)部運(yùn)算和處理，就可以輸出想要的結(jié)果（數(shù)據(jù)或控制信號）

核數(shù)選擇

如果玩游戲的話，我個人認(rèn)為四核也是必須的。因?yàn)榘凑?0%并行計算，雙核加速比在1左右.6倍，而四核至少可以有2倍.2倍（它永遠(yuǎn)不會翻兩番，除非你的游戲沒有我不需要顯卡和it 就像國際象棋一樣）這樣看來，只要支持四核游戲，四核還是比雙核游戲有優(yōu)勢的。

看編號

這種方法對Intel和AMD處理器也有效每個真正的盒裝處理器都有一個唯一的編號產(chǎn)品包裝盒和處理器表面的條形碼都會標(biāo)明這個數(shù)字，相當(dāng)于手機(jī)的IMEI碼如果你在購買處理器后發(fā)現(xiàn)這兩個數(shù)字不一樣，可以確定你買的產(chǎn)品被不法商人更換了。

看包裝

不法商人利用包裝偷龍轉(zhuǎn)鳳是慣用手法，主要在Intel 的CPU英特爾和英特爾的區(qū)別s盒裝處理器和散裝處理器在于三年質(zhì)保，價格差幾十到幾百元不等。當(dāng)然AMD盒裝產(chǎn)品也是假貨滿滿，尤其是閃龍2500和E6 3000。由于不法商人的技術(shù)水平有限，雖然假包裝已經(jīng)成為一個小規(guī)模的產(chǎn)業(yè)，但在包裝盒的印刷和生產(chǎn)中，仍然無法達(dá)到正品包裝盒的標(biāo)準(zhǔn)所以可以從包裝盒的印刷入手，鑒別真假。

以AMD s包裝盒為例未開封的包裝盒上貼有標(biāo)簽如果沒有標(biāo)簽，那一定是假貨。而這個標(biāo)簽也是鑒別包裝盒真?zhèn)蔚囊粋€起點(diǎn)。從圖中可以看到，正品標(biāo)簽是機(jī)器刻上去的“十”撕裂后字形的切割痕跡會被破壞失效。假盒子上也有這個貼紙，這個也有“十”雕文有刪減，但請注意正版“十”鋸齒形的切口中間并不相連，切口的長度和深度都非常均勻，而且假貨的標(biāo)簽往往是造假者自己用刀片切割的如果消費(fèi)者發(fā)現(xiàn)這一點(diǎn)，“十”字形上的切口長短不一，中間相連，可以肯定被篡改過。

此外，由于這種方法的鑒別非常簡單，一些無良商家就在包裝盒上貼上新的號碼，以假亂真。識別真?zhèn)蔚男蛄刑栆惨陀∷^(qū)分開來。正規(guī)產(chǎn)品的序列號條碼是點(diǎn)陣噴碼機(jī)，字跡清晰，可以清楚的看到數(shù)字是由一個個組成的“點(diǎn)”組成。假條碼一般都是打印出來的，而且字跡模糊黏黏的，用的字體也不一樣。如果你發(fā)現(xiàn)這個條碼印刷太差，字跡模糊，你 最好不要買它。

看風(fēng)扇

這種方法主要針對Intel處理器打開CPU的包裝后，可以查看原廠風(fēng)扇中央的防偽標(biāo)簽真正的英特爾盒子CPU的防偽標(biāo)簽是立體的，除了底部圖案的變化，還會有立體“Intel”標(biāo)志。而假盒子CPU，它的防偽標(biāo)識只改變了底部的圖案，沒有“Intel”標(biāo)志，而且散熱片很稀疏。

計算機(jī)的發(fā)展主要表現(xiàn)在其核心部件——微處理器的發(fā)展上每當(dāng)一種新的微處理器出現(xiàn)，都會帶動計算機(jī)系統(tǒng)其他組件的相應(yīng)發(fā)展，比如計算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步優(yōu)化，內(nèi)存訪問能力的不斷增加、訪問速度的不斷提高，外圍設(shè)備的不斷完善，新設(shè)備的不斷涌現(xiàn)。

根據(jù)微處理器的字長和功能，其發(fā)展可分為以下幾個階段。

第1階段

第1階段（19713541973）現(xiàn)在是4位和8位低端微處理器的時代，通常稱為第一代其典型產(chǎn)品分別是Intel4004和Intel8008微處理器以及由它們組成的MCS-4和MCS-8微機(jī)?；咎攸c(diǎn)是采用PMOS工藝，集成度低（4000個晶體管/片）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和指令系統(tǒng)比較簡單，主要使用機(jī)器語言或者簡單的匯編語言，指令數(shù)量少（20多條指令）基本指令周期為20~50μs，用于簡單的控制場合。

1969年，英特爾開始為日本計算機(jī)制造商Busicom的一個項(xiàng)目開發(fā)第一個微處理器，并為一系列可編程計算機(jī)開發(fā)了多種芯片。最后，在1971年11月15日，英特爾向全球市場推出了4004微處理器當(dāng)時每個Intel 4004處理器的價格是200美元。4004 是英特爾 s的第一個微處理器，為未來系統(tǒng)智能功能和個人電腦的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)它的晶體管數(shù)量大約是2300。

第2階段

第2階段（19743541977）是8位中高檔微處理器的時代，通常稱為第二代，其典型產(chǎn)品是Intel8080/8085、摩托羅拉公司、Zilog公司的Z80等。它們的特點(diǎn)是采用了NMOS技術(shù)，集成度提高了約4倍，運(yùn)算速度提高了約10~15倍（基本指令的執(zhí)行時間為1 ~ 2 μ s）指令系統(tǒng)比較完善，有典型的計算機(jī)架構(gòu)和中斷、DMA等控制功能。軟件方面，除了匯編語言，還有BASIC、后期出現(xiàn)了FORTRAN等高級語言，相應(yīng)的解釋器和編譯器，以及操作系統(tǒng)。

1974年，英特爾推出了8080處理器，作為Altair個人電腦的計算核心牛郎星是《星艦奇航》電視劇中企業(yè)號飛船的目的地。當(dāng)時，電腦愛好者可以花395美元購買一套Altair套件。幾個月就賣出了幾萬套，成為歷史上第一款下單后制造的機(jī)型。Intel 8080的晶體管數(shù)量大約是6千個。

第3階段

第3階段（19773541984）是16位微處理器時代，通常稱為第三代，其典型產(chǎn)品是Intel s 8086/8088，摩托羅拉的M68000，Zilog的Z8000等微處理器。它的特點(diǎn)是HMOS技術(shù)和集成（2萬~7萬個晶體管/片）和運(yùn)算速度（基本指令執(zhí)行時間為0.5μs）比第二代高一個數(shù)量級。指令系統(tǒng)更加豐富、完美，使用多級中斷、多種尋址方式、段式存儲機(jī)構(gòu)、硬件乘除部件，并配置了軟件系統(tǒng)。這一時期著名的微機(jī)產(chǎn)品包括IBM 的個人電腦。1981年，IBM推出的個人電腦采用了8088CPU。然后在1982年，一臺擴(kuò)展的個人計算機(jī)IBM PC問世/XT，它擴(kuò)展了內(nèi)存并增加了硬盤驅(qū)動器。

80286（也被稱為286）它是英特爾 它是第一個可以執(zhí)行舊處理器所有專有軟件的處理器這種軟件兼容性后來成為英特爾 全系列的微處理器在六年的銷售期內(nèi)，估計全世界已安裝了1500萬臺286個人計算機(jī)。Intel 80286處理器的晶體管數(shù)量是134000個。1984年，IBM推出了以80286處理器為核心的16位增強(qiáng)型個人電腦IBM PC/AT。由于IBM在開發(fā)個人電腦時采取了開放技術(shù)的策略，個人電腦風(fēng)靡全球。

第4階段

第4階段（19853541992）現(xiàn)在是32位微處理器的時代，也被稱為第四代。其典型產(chǎn)品是英特爾 s 80386/摩托羅拉80486號公司的M69030/68040等。其特點(diǎn)是采用HMOS或CMOS工藝，集成度高達(dá)100萬個晶體管/具有32位地址線和32位數(shù)據(jù)總線的芯片。每秒可以完成600萬條指令（每秒百萬條指令）微型計算機(jī)的功能已經(jīng)達(dá)到甚至超過了超級微型計算機(jī)，完全有能力進(jìn)行多任務(wù)處理、多用戶的作業(yè)。在同一時期，其他一些微處理器制造商（如AMD、TEXAS等）也推出了80386/80486系列芯片。

80386DX具有32位內(nèi)外數(shù)據(jù)總線和32位地址總線，可尋址4GB內(nèi)存，管理64TB虛擬存儲空間。除了實(shí)模式和保護(hù)模式，它的運(yùn)行模式還增加了一個“虛擬86”多任務(wù)能力可以通過同時模擬多個8086微處理器來提供。80386SX是Intel為了擴(kuò)大市場份額而推出的一款廉價且受歡迎的CPU其內(nèi)部數(shù)據(jù)總線為32位，外部數(shù)據(jù)總線為16位它可以接受為80286開發(fā)的16位輸入/輸出接口芯片，降低整機(jī)成本。80386SX推出后，受到了市場的廣泛歡迎，因?yàn)?0386SX的性能比80286好很多，而價格只有80386的三分之一。Intel 80386 微處理器包含275，000 個晶體管—比原來的4004多100多倍，這款32位處理器首次支持多任務(wù)設(shè)計，可以同時執(zhí)行多個程序。Intel 80386晶體管的數(shù)量約為275萬個。

1989年，我們都很熟悉的80486芯片由英特爾推出。這款歷時四年研發(fā)投資3億美元的芯片的偉大之處在于，它實(shí)際上第一次打破了100萬個晶體管的界限，集成了120萬個晶體管，并采用了1微米的制造工藝。80486的時鐘頻率從25MHz逐漸增加到33MHz、40MHz、50MHz。

80486在一個芯片上集成了80386數(shù)學(xué)協(xié)處理器80387和8KB緩存。80486中集成的80487的數(shù)字運(yùn)算速度是之前80387的兩倍，內(nèi)部緩存縮短了微處理器和慢速DRAM的等待時間。而且80x86系列首次采用RISC（精簡指令集）技術(shù)，可以在一個時鐘周期內(nèi)執(zhí)行一條指令。它還采用了突發(fā)總線模式，大大提高了與內(nèi)存的數(shù)據(jù)交換速度。由于這些改進(jìn)，80486的性能比帶有80387數(shù)學(xué)協(xié)處理器的80386 DX高4倍。

第5階段

處理器芯片

第5階段（1993-2005年）是奔騰（pentium）系列微處理器時代，通常稱為第五代。典型的產(chǎn)品是英特爾奔騰系列芯片以及與之兼容的AMD K6、K7系列微處理器芯片。內(nèi)部采用超標(biāo)量指令流水線結(jié)構(gòu)，有獨(dú)立的指令和數(shù)據(jù)緩存。隨著MMX（多媒體 媒體 擴(kuò)展）微處理器的出現(xiàn)使微機(jī)的發(fā)展網(wǎng)絡(luò)化、多媒體和智能化達(dá)到了更高的水平。

1997年推出的Pentium II處理器結(jié)合Intel MMX技術(shù)，可以高效處理電影、音效、和繪圖數(shù)據(jù)，第一次使用單個 邊 觸點(diǎn)3356(S.E.C) 盒裝，內(nèi)置高速緩存。計算機(jī)用戶可以使用這種芯片、編輯、以及通過互聯(lián)網(wǎng)與朋友和親戚分享數(shù)碼照片、編輯與新增文字、音樂或制作家庭電影的過渡效果、通過使用可視電話和通過標(biāo)準(zhǔn)電話線和互聯(lián)網(wǎng)傳輸電影，Intel Pentium II處理器中的晶體管數(shù)量為750萬。

1999年推出的Pentium III處理器增加了70條新指令，并增加了一個名為MMX的互聯(lián)網(wǎng)流SIMD擴(kuò)展集，可以大大改善高級圖像、3D、串流音樂、影片、語音識別和其他應(yīng)用程序的性能可以大大改善使用互聯(lián)網(wǎng)的體驗(yàn)，允許用戶瀏覽逼真的在線博物館和商店，并下載高質(zhì)量的電影英特爾首次推出0.采用25微米技術(shù)，Intel Pentium III中的晶體管數(shù)量約為950萬。

同年，英特爾還發(fā)布了奔騰 IIIXeon處理器。作為Pentium II Xeon的繼任者，它不僅在內(nèi)核架構(gòu)上采用了全新的設(shè)計，還繼承了Pentium III處理器增加的70個指令集，更好地執(zhí)行多媒體、流媒體應(yīng)用軟件。除了面向企業(yè)市場，Pentium III Xeon加強(qiáng)了電子商務(wù)應(yīng)用和高級業(yè)務(wù)計算的能力。在緩存速度和系統(tǒng)總線結(jié)構(gòu)方面也有許多改進(jìn)，這大大提高了性能，并為更好的多處理器合作而設(shè)計。

2000年，英特爾發(fā)布了奔騰 4處理器。用戶可以使用基于奔騰 4處理器的個人電腦來制作專業(yè)質(zhì)量的電影，通過互聯(lián)網(wǎng)傳輸電視質(zhì)量的圖像，并進(jìn)行實(shí)時語音、圖像通信實(shí)時3D渲染快速M(fèi)P3編碼和解碼操作，以及在連接到互聯(lián)網(wǎng)時運(yùn)行多個多媒體軟件。

奔騰 4處理器集成了4200萬個晶體管，改進(jìn)的奔騰 4(諾斯伍德)它還集成了5500萬個晶體管；并且開始采用0.18微米，初速達(dá)到1.5GHz。

Pentium 4還提供SSE2指令集，增加了144條全新的指令在SSE中，128bit壓縮的數(shù)據(jù)只能以四個單精度浮點(diǎn)值的形式進(jìn)行處理，而在SSE2指令集中，數(shù)據(jù)可以以各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理：

4個單精度浮點(diǎn)數(shù)(SSE)對應(yīng)于兩個雙精度浮點(diǎn)數(shù)(SSE2)對應(yīng)16字節(jié)數(shù)(SSE2)對應(yīng)8個字?jǐn)?shù)(word)對應(yīng)4個雙字?jǐn)?shù)(SSE2)對應(yīng)2個四字?jǐn)?shù)(SSE2)對應(yīng)于128位整數(shù)(SSE2) 。

2003年，英特爾發(fā)布了奔騰 M(mobile)處理器。雖然過去有移動版的Pentium II，、三甚至是奔騰 4-m產(chǎn)品，但這些產(chǎn)品仍然基于臺式計算機(jī)處理器的設(shè)計，并增加了一些節(jié)能和管理的新功能。即便如此，奔騰 III-M和奔騰 4-m比專門為移動計算設(shè)計的CPU，如全美達(dá) 的處理器。

英特爾奔騰 M處理器結(jié)合了855芯片組家族和英特爾 PRO/無線2100網(wǎng)絡(luò)連接技術(shù)成為英特爾迅馳(迅馳)移動計算技術(shù)最重要的部分。奔騰 M處理器最多可提供1.60GHz主頻速度，并包括各種性能增強(qiáng)功能，例如：用于優(yōu)化電源的400MHz系統(tǒng)總線、微處理操作的融合(Micro-視覺融合)和專用堆棧管理器(專用 堆棧 管理器)這些工具可以快速執(zhí)行指令集并節(jié)省電力。

2005年，英特爾推出了兩款雙核處理器，奔騰 D和奔騰 至尊3356版，同時推出了945/955/965/975芯片組，以支持新推出的雙核處理器新推出的兩款90nm工藝生產(chǎn)的雙核處理器采用LGA 775接口，無引腳，但處理器底部的片電容數(shù)量有所增加，排列方式也有所不同。

桌面平臺的處理器代號為Smithfield，官方命名為Pentium D處理器除了去掉阿拉伯?dāng)?shù)字，用英文字母代表雙核處理器的世代交替，字母D也更讓人聯(lián)想到Dual-核心雙核的含義。

英特爾 的雙核架構(gòu)更像是雙CPU平臺，奔騰 D處理器繼續(xù)使用Prescott架構(gòu)和90nm生產(chǎn)工藝。實(shí)際上，Pentium D內(nèi)核由兩個獨(dú)立的Prescott內(nèi)核組成每個內(nèi)核都有獨(dú)立的1MB L2緩存和執(zhí)行單元，兩個內(nèi)核加起來2MB但由于處理器中的兩個內(nèi)核都有獨(dú)立的緩存，所以需要保證每個二級緩存中的信息完全一致，否則會出現(xiàn)操作錯誤。

為了解決這個問題，Intel把兩個內(nèi)核之間的協(xié)調(diào)交給了外部的MCH（北橋）芯片，雖然緩存之間的數(shù)據(jù)傳輸和存儲并不龐大，但是由于需要外部MCH芯片來協(xié)調(diào)處理，毫無疑問會給整個處理速度帶來一定的延遲，從而影響處理器的整體性能。

因?yàn)槠绽姿箍铺貎?nèi)核，奔騰 D也支持EM64T技術(shù)、XD bit位安全技術(shù)。值得一提的是，奔騰 D處理器將不支持Hyper-穿線技術(shù)。原因很明顯：在多個物理處理器和多個邏輯處理器之間正確分配數(shù)據(jù)流、平衡運(yùn)營的任務(wù)并不容易。比如一個應(yīng)用需要兩個計算線程，顯然每個線程對應(yīng)一個物理內(nèi)核，但是如果有三個計算線程呢？因此，為了降低雙核Pentium D架構(gòu)的復(fù)雜度，英特爾決定取消面向主流市場的Pentium D中的Hyper-支持線程技術(shù)。

都來自Intel，而且奔騰 D和奔騰  Extreme 3356 Edition名稱的不同也說明了這兩款處理器的規(guī)格不同。它們之間最大的區(qū)別在于超線程（Hyper-穿線）技術(shù)的支持。奔騰 D不支持超線程技術(shù)，而奔騰 至尊3356版則沒有此限制。開啟超線程技術(shù)時，雙核奔騰 至尊3356版處理器可以模擬另外兩個邏輯處理器，可以被系統(tǒng)識別為四核系統(tǒng)。

Pentium EE系列以Pentium EE8xx或9xx的形式標(biāo)有三位數(shù)，如Pentium EE840等數(shù)字越大，規(guī)格越高或支持的功能越多。

奔騰 EE 8x0：意味著這是史密斯菲爾德核心、每核1MB L2高速緩存、800MHzFSB產(chǎn)品與奔騰 D 8x0系列的唯一區(qū)別是只增加了對超線程技術(shù)的支持，其他技術(shù)特性和參數(shù)完全相同。

奔騰 EE 9x5：意味著這是普雷斯勒核心、每核2MB L2高速緩存、1066MHzFSB的產(chǎn)品與奔騰 D 9x0系列的區(qū)別僅在于增加了對超線程技術(shù)的支持，并將前端總線改進(jìn)為1066MHzFSB，其他技術(shù)特性和參數(shù)完全相同。

單核奔騰 4、奔騰 4 EE、Celeron D雙核奔騰 D和奔騰 EE CPU采用LGA775封裝。與之前Socket 478接口CPU不同的是，LGA 775接口CPU底部沒有傳統(tǒng)的引腳，而是775觸點(diǎn)代替，即觸點(diǎn)式代替引腳式，通過與相應(yīng)LGA 775插槽中的775觸點(diǎn)引腳接觸來傳輸信號。LGA 775接口不僅可以有效提高處理器的信號強(qiáng)度、提高處理器頻率的同時，也提高了處理器生產(chǎn)的良率、降低生產(chǎn)成本。

第6階段

第6階段（2005年至今）是酷睿（core）系列微處理器時代，通常稱為第6代。酷?！笔且环N新型領(lǐng)先的節(jié)能微建筑設(shè)計的出發(fā)點(diǎn)是提供出色的性能和能效，提高每瓦性能，也就是所謂的能效比。早期的酷睿是基于筆記本處理器的?？犷?：英文名稱為Core 2 Duo，是英特爾于2006年推出的基于酷睿微架構(gòu)的新一代產(chǎn)品系統(tǒng)的總稱。發(fā)表于2006年7月27日。Core 2是一個跨平臺架構(gòu)，包括服務(wù)器版本、桌面版、移動版三大領(lǐng)域。其中服務(wù)器版開發(fā)代碼為Woodcrest，桌面版開發(fā)代碼為Conroe，移動版開發(fā)代碼為Merom。

酷睿2處理器的酷睿微體系結(jié)構(gòu)是英特爾公司改進(jìn)的新一代英特爾體系結(jié)構(gòu)基于Yonah微架構(gòu)的美國以色列設(shè)計團(tuán)隊。最顯著的變化在于各個關(guān)鍵部位的強(qiáng)化。為了提高兩個內(nèi)核之間的內(nèi)部數(shù)據(jù)交換效率，采用了共享二級緩存設(shè)計，兩個內(nèi)核共享一個高達(dá)4MB的二級緩存。

繼LGA775接口之后，英特爾首次推出LGA1366平臺，定位高端旗艦系列。首款采用LGA 1366接口的處理器代號為Bloomfield，采用了改進(jìn)的Nehalem內(nèi)核，基于45nm工藝和原生四核設(shè)計，內(nèi)置8-12MB三級高速緩存。LGA1366平臺再次引入了英特爾超線程技術(shù)，QPI總線技術(shù)取代了自Pentium 4時代以來一直使用的前端總線設(shè)計。最重要的是LGA1366平臺支持三通道內(nèi)存設(shè)計，大大提升了實(shí)際性能，這也是LGA1366旗艦平臺與其他平臺在定位上的一大區(qū)別。

作為高端旗艦的代表，早期LGA1366接口的處理器主要有45nm Bloomfield Core i7四核處理器。隨著2010年英特爾進(jìn)入32nm工藝，高端旗艦的代表被酷睿i7奪走-換成980X處理器，全新的32nm工藝解決了六核技術(shù)，性能最強(qiáng)大。對于準(zhǔn)備搭建高端平臺的用戶來說，LGA1366依然占據(jù)高端市場，酷睿i7-980X和酷睿i7-950還是不錯的選擇。

Core i5是一款基于Nehalem架構(gòu)的四核處理器，采用集成內(nèi)存控制器，三級緩存模式，L3達(dá)到8MB，支持Turbo Boost等技術(shù)的全新處理器電腦配置。It 與Core i7相同（布盧姆菲爾德）最主要的區(qū)別是，大巴不用QPI，而是用成熟的DMI（直接 媒體 接口），并且只支持雙通道DDR3內(nèi)存。結(jié)構(gòu)上采用LGA1156 接口，i5有turbo技術(shù)，在一定條件下可以超頻。LGA1156接口的處理器覆蓋了從入門級到高端的不同用戶，32nm工藝帶來了更低的功耗和更好的性能。主流級別以酷睿i5為代表-650/760，高端代表是酷睿i7-870/870K等。我們可以清楚的看到英特爾在產(chǎn)品命名上的定位區(qū)分。但總的來說，高端LGA1156處理器比低端入門更值得購買面對AMD 的低成本戰(zhàn)略，英特爾酷睿i3系列處理器可以 性價比上比不上。LGA1156中高端產(chǎn)品在性能上更為搶眼。

Core i3可以看作是Core i5的進(jìn)一步簡化版本（或閹割版）會有32nm工藝版本（R d代碼是Clarkdale，基于Westmere架構(gòu)）這種版本。Core i3最大的特點(diǎn)就是GPU的集成（圖形處理器）換句話說，Core i3將由CPU和GPU兩個核心封裝。由于集成GPU的性能有限，如果用戶想要獲得更好的3D性能，可以添加顯卡。值得注意的是，即使在克拉克代爾，顯示器核心的制造工藝仍將是45納米。i3 i5 最大的區(qū)別就是 i3沒有渦輪技術(shù)。代表有酷睿i3-530/540。

2010年6月，英特爾再次發(fā)布了革命性的處理器——，第二代酷睿 i3/i5/i7。第二代酷睿 i3/i5/I7屬于第二代智能酷睿家族，全部基于全新的Sandy Bridge微架構(gòu)與第一代產(chǎn)品相比，i7主要帶來了五大重要創(chuàng)新：1、采用全新32nm Sandy Bridge微架構(gòu)，功耗更低、更強(qiáng)性能。2、內(nèi)置高性能GPU（核芯顯卡），視頻編碼、圖形性能更強(qiáng)。( 3)睿頻加速技術(shù)2.0，更智能、更高效能。4、引入新的環(huán)形架構(gòu)，帶來更高的帶寬和更低的延遲。5、全新的AVX、AES指令集，加強(qiáng)浮點(diǎn)運(yùn)算和加密解密運(yùn)算。

SNB(Sandy Bridge橋橋）它是英特爾在2011年初發(fā)布的新一代處理器微架構(gòu)這個架構(gòu)最大的意義就是重新定義了它“整合平臺”處理器的概念“無縫融合”的“核芯顯卡”終結(jié)了“集成顯卡”的時代。這一舉措得益于全新的32納米制造工藝。由于Sandy Bridge 框架下的處理器采用了比之前45nm工藝更先進(jìn)的32nm制造工藝，CPU功耗進(jìn)一步降低，電路尺寸和性能理論上顯著優(yōu)化，也就是集成了圖形核心（核芯顯卡）與CPU封裝在同一基板上創(chuàng)造了有利條件。此外，第二代酷睿還加入了全新的高清視頻處理單元。視頻轉(zhuǎn)換和解碼的速度與處理器直接相關(guān)由于增加了高清視頻處理單元，新一代酷睿處理器的視頻處理時間比舊款處理器至少長30倍%新一代Sandy Bridge處理器采用了全新的LGA1155接口設(shè)計，不兼容LGA1156接口。Sandy Bridge是一種新的微架構(gòu)，將取代Nehalem，但仍將采用32納米工藝。更吸引人的是，這次英特爾不再使用CPU核和GPU核“膠水”粘在一起，但真正做到兩者在一個核心。

2012年4月24日下午，北京天文館，英特爾正式發(fā)布Ivy Bridge（IVB）處理器。22 nm 22nm Ivy Bridge將執(zhí)行單元數(shù)量翻倍至最多24個，自然會帶來性能的進(jìn)一步飛躍。Ivy Bridge將增加一個支持DX11的集成顯卡。此外，新增加的XHCI USB 3.0控制器共享四個通道，因此最多提供四個USB 3.0以支持本機(jī)USB3.cpu采用3D晶體管技術(shù)，CPU功耗會降低一半。Ivy Bridge架構(gòu)產(chǎn)品采用22nm工藝，將延續(xù)LGA1155平臺的壽命，所以打算購買LGA1155平臺的用戶不要 至少一年內(nèi)不用擔(dān)心界面升級。

2013年6月4日，intel 發(fā)布四代CPU“Haswell”，第四代CPU引腳(CPU接槽)它叫Intel LGA1150，主板名是Z87、H87、對于Q87等8系列芯片組，Z87是超頻玩家和高端客戶群體，H87是中低端通用級，Q87是企業(yè)級使用。Haswell CPU 將用于筆記本電腦、臺式CEO套件電腦和 DIY組件CPU已經(jīng)逐漸取代了目前的第三代Ivy Bridge。

CPU 的蓬勃發(fā)展也帶來了很多安全問題。 FDIV bug出現(xiàn)在1994年的奔騰處理器上（奔騰浮點(diǎn)除錯誤）會造成浮點(diǎn)數(shù)除法的錯誤；1997年，奔騰處理器上的F00F異常指令可能導(dǎo)致CPU死機(jī)；2011年英特爾處理器的可信執(zhí)行技術(shù)(TXT，可信 執(zhí)行 技術(shù))存在緩沖區(qū)溢出問題，攻擊者可以利用該問題提升權(quán)限；2017  英特爾管理引擎(我,管理 引擎)組件中的漏洞會導(dǎo)致遠(yuǎn)程未經(jīng)授權(quán)的任意代碼執(zhí)行；2018年，Meltdown 和Spectre兩個CPU漏洞影響了過去20年制造的幾乎每一臺計算設(shè)備，使得數(shù)十億臺設(shè)備上存儲的隱私信息面臨被泄露的風(fēng)險。這些安全問題嚴(yán)重危及國家網(wǎng)絡(luò)安全、關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施的安全和重要行業(yè)的信息安全已經(jīng)或者將要造成巨大損失。

GPU就是圖像處理器CPU和GPU的工作流程和物理結(jié)構(gòu)都差不多相對于CPU，GPU的工作更加單一。在大多數(shù)個人電腦中，GPU僅用于繪制圖像。如果CPU想要繪制二維圖形，只需要向GPU發(fā)送一個指令，GPU就可以快速計算出圖形的所有像素，并在顯示器上的指定位置繪制出相應(yīng)的圖形。因?yàn)镚PU會產(chǎn)生大量的熱量，所以顯卡上通常會有獨(dú)立的散熱裝置。

設(shè)計結(jié)構(gòu)

CPU有強(qiáng)大的 元的算術(shù)運(yùn)算單，可以在幾個時鐘周期內(nèi)完成算術(shù)運(yùn)算。同時還有一個很大的緩存，里面可以裝很多數(shù)據(jù)。此外，還有一個復(fù)雜的邏輯控制單元，當(dāng)程序有多個分支時，它可以通過提供分支預(yù)測的能力來減少延遲。GPU是基于大吞吐量設(shè)計的，運(yùn)算單元多，緩存少。同時，GPU支持大量線程同時運(yùn)行如果他們需要訪問相同的數(shù)據(jù)，緩存會將這些訪問合并，自然會導(dǎo)致延遲的問題。雖然存在延遲，但由于算術(shù)運(yùn)算單元的數(shù)量巨大，它可以實(shí)現(xiàn)非常大的吞吐量。

使用場景

顯然，CPU非常擅長邏輯控制，因?yàn)樗写罅康木彺婧蛷?fù)雜的邏輯控制單元、串行的運(yùn)算。相比較而言，GPU由于擁有大量的算術(shù)運(yùn)算單元，可以同時進(jìn)行大量的計算工作擅長大規(guī)模并發(fā)計算，計算量大但是沒有技術(shù)含量，而且要重復(fù)很多次。這樣，很明顯我們可以利用GPU來提高程序運(yùn)行的速度。用CPU做復(fù)雜的邏輯控制，用GPU做簡單但海量的算術(shù)運(yùn)算，可以大大提高程序的運(yùn)行速度。

通用中央處理器(CPU)芯片是信息產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)部件，是武器裝備的核心器件。我國缺乏具有自主知識產(chǎn)權(quán)的CPU技術(shù)和產(chǎn)業(yè)，不僅導(dǎo)致信息 產(chǎn)業(yè)受制于人，也難以充分保障國家安全。 “十五”期間，國家“863計劃”開始支持自主研發(fā) CPU。十一五”期間，“核心電子器件、高端通用芯片和基礎(chǔ)軟件產(chǎn)品”核高基”重大專項(xiàng)將“863， 筆”2000年的CPU成果被引入業(yè)界。從“十二五”起初，我國在多個領(lǐng)域開展了自研CPU的應(yīng)用和試點(diǎn)，并在一定范圍內(nèi)形成了獨(dú)立的技術(shù)和工業(yè)體系，能夠滿足武器裝備的要求、信息化等領(lǐng)域的應(yīng)用需求。而國外的CPU 已經(jīng)壟斷很久了，中國自主研發(fā)CPU產(chǎn)品和市場成熟還需要一段時間

龍芯”系列芯片

龍芯”系列芯片由中科院中科科技有限公司設(shè)計研發(fā)，采用MIPS架構(gòu)，擁有自主知識產(chǎn)權(quán)現(xiàn)在的產(chǎn)品包括龍芯1號小型CPU、龍芯二號有三個系列的CPU，龍芯三號有大CPU，還包括龍芯7A1000橋片。龍芯一號系列32/64位處理器是專門為嵌入式領(lǐng)域設(shè)計的，主要用于云終端、工業(yè)控制、數(shù)據(jù)采集、手持終端、網(wǎng)絡(luò)安全、消費(fèi)電子等領(lǐng)域，功耗低、高集成度，高性價比。其中，龍芯lA 32位處理器和龍芯1C 64位處理器穩(wěn)定工作在266~300 MHz，龍芯1B處理器為輕量級32位芯片。龍芯1D處理器是一種超聲波熱量表、水表氣表專用芯片。2015年新一代北斗導(dǎo)航衛(wèi)星搭載我國自主研發(fā)的龍芯1E和1F芯片，主要用于完成星間鏈路的數(shù)據(jù)處理任務(wù)1。

龍芯2系列是一款面向桌面和高端嵌入式應(yīng)用的64位高性能低功耗處理器。龍芯2號產(chǎn)品包括龍芯2E、2F、2H和2K1000芯片。龍芯2E首次實(shí)現(xiàn)對外生產(chǎn)銷售授權(quán)。龍芯2F的平均性能比龍芯 2E高20%以上，可用于個人電腦、行業(yè)終端、工業(yè)控制、數(shù)據(jù)采集、網(wǎng)絡(luò)安全等領(lǐng)域。龍芯2H在2012年推出了官方產(chǎn)品，適用于電腦、云終端、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、消費(fèi)電子等領(lǐng)域，也可作為HT或 PCI使用-E接口全功能套的使用。2018年，龍芯推出龍芯2K1000處理器，主要是網(wǎng)絡(luò)安全和移動智能領(lǐng)域的雙核處理芯片，主頻可達(dá)1 GHz，可滿足工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展、自主可控工業(yè)安全系統(tǒng)的需求。

龍芯3系列面向高性能計算機(jī)、面向服務(wù)器和高端桌面應(yīng)用的多核處理器具有高帶寬高性能低功耗的特點(diǎn)。龍芯3A3000/383000處理器采用獨(dú)立微結(jié)構(gòu)設(shè)計，主頻可達(dá)1.5 GHz以上；計劃于2019年上市的龍芯3A4000是龍芯 s第三代產(chǎn)品 該芯片基于28 nm工藝，采用最新研發(fā)的GS464V 64位高性能處理器核心架構(gòu)，實(shí)現(xiàn) 256位矢量指令，同時優(yōu)化片內(nèi)互聯(lián)和內(nèi)存訪問通道，集成64位DDR3/4內(nèi)存控制器，集成片上安全機(jī) 系統(tǒng)，主頻和性能將再次大幅提升。

龍芯7A1000橋是龍芯第一款專用橋組產(chǎn)品目標(biāo)是替代AMD RS780 SB710橋組，為龍芯處理器提供南北橋功能。2018年2月發(fā)布，目前應(yīng)用在一個高性能網(wǎng)絡(luò)平臺上，采用龍芯3A3000和紫光4G DDR3內(nèi)存。與3A3000 780e平臺相比，該方案的整體性能有了很大的提升，并且具有較高的國產(chǎn)率、高性能、高可靠性等特點(diǎn)。

Intel

根據(jù)英特爾 的產(chǎn)品線規(guī)劃，到2021年，英特爾 s第11代消費(fèi)級酷睿將有五大類產(chǎn)品：i9/i7/i5/i3/奔騰/賽揚(yáng)。服務(wù)器也有至強(qiáng)白金級/金牌/銀牌/HEDT平臺銅牌和至強(qiáng)W系列。

AMD

根據(jù)AMD產(chǎn)品線規(guī)劃，到2021年，AMD銳龍5000系列處理器將擁有ryzen9/ryzen7/ryzen5/Ryzen3四個消費(fèi)產(chǎn)品系列。此外，還有面向服務(wù)器市場的第三代驍龍EPYC處理器和面向HEDT平臺的thread ripper系列。

上海兆芯

上海趙信集成電路有限公司是成立于2013年的國有控股公司其處理器采用x86架構(gòu)，產(chǎn)品主要有先鋒ZX-A、ZX-c/ZX-C+、 ZX-D、讓 讓我們從KX的33565000英鎊和KX的6000英鎊開始吧；開勝ZX—C+、ZX—D、KH I 20000 等。其中，開縣KX5000系列處理器采用28 nm工藝，并提供4核或8核版本，整體性能較上一代提升140%，達(dá)到國際主流通用處理器的性能水平，完全可以滿足黨政桌面辦公應(yīng)用，以及包括4K超高清視頻觀看在內(nèi)的多種娛樂應(yīng)用的需求。開勝KH-20000系列處理器是Megacore為服務(wù)器和其他設(shè)備推出的CPU產(chǎn)品。開先KX-6000系列處理器的主頻高達(dá)3.0 GHz，兼容全系列Windows操作系統(tǒng)和中科方得、中標(biāo)麒麟、國產(chǎn)自主可控操作系統(tǒng)如普華，性能與Intel s第七代酷睿i5。

上海申威

申威處理器簡稱“Sw處理器”來自DEC的Alpha 21164，采用Alpha架構(gòu)，擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)其產(chǎn)品包括單核軟件-1、雙核Sw-2、四核Sw-410、十六核SW-1600/SW-1610等。神威藍(lán)光超級計算機(jī)采用8704 SW1600，搭載神威銳思操作系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)軟硬件全部國產(chǎn)化。而基于Sw-建于26010年“神威·太湖之光”自2016 年6月發(fā)布以來，超算已連續(xù)四次占據(jù)全球超算TOP 500榜單第一名“神威·太湖之光”全球兩個1000萬 核心機(jī)應(yīng)用已經(jīng)接管了2016年、2017年世界 高性能計算應(yīng)用的最高獎項(xiàng)“戈登·貝爾”獎。