【硬件介绍】分布式存储器之CPU

星际导航
CPU分布式存储器中的重要组成部件,那么到底什么是CPU?基本介绍如下:

什么是CPU

中央处理器(CPU),是电子计算机的主要设备之一,电脑中的核心配件。其功能主要是解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据。CPU是计算机中负责读取指令,对指令译码并执行指令的核心部件。中央处理器主要包括两个部分,即控制器、运算器,其中还包括高速缓冲存储器及实现它们之间联系的数据、控制的总线。

发展历史

CPU出现于大规模集成电路时代,处理器架构设计的迭代更新以及集成电路工艺的不断提升促使其不断发展完善。从最初专用于数学计算到广泛应用于通用计算,从4位到8位、16位、32位处理器,最后到64位处理器,从各厂商互不兼容到不同指令集架构规范的出现,CPU自诞生以来一直在飞速发展。

CPU发展已经有40多年的历史了。我们通常将其分成 六个阶段。

(1)第一阶段(1971年-1973年)

这是4位和8位低档微处理器时代,代表产品是Intel 4004处理器。

1971年,Intel生产的4004微处理器将运算器和控制器集成在一个芯片上,标志着CPU的诞生。

1978年,8086处理器的出现奠定了X86指令集架构,随后8086系列处理器被广泛应用于个人计算机终端、高性能服务器以及云服务器中。

(2)第二阶段(1974年-1977年)

这是8位中高档微处理器时代,代表产品是Intel 8080。此时指令系统已经比较完善了。

(3)第三阶段(1978年-1984年)

这是16位微处理器的时代,代表产品是Intel 8086。相对而言已经比较成熟了。

(4)第四阶段(1985年-1992年)

这是32位微处理器时代,代表产品是Intel 80386。已经可以胜任多任务、多用户的作业。

1989年发布的80486处理器实现了5级标量流水线,标志着CPU的初步成熟,也标志着传统处理器发展阶段的结束。

第五阶段(1993年-2005年)

这是奔腾系列微处理器的时代。

1995年11月,Intel发布了Pentium处理器,该处理器首次采用超标量指令流水结构,引入了指令的乱序执行和分支预测技术,大大提高了处理器的性能。因此,超标量指令流水线结构一直被后续出现的现代处理器,如AMD(Advanced Micro devices)的K9、 K10、Intel的Core系列等所采用。

第六阶段(2005年至今)

酷睿系列微处理器的时代,这是一款领先节能的新型微架构,设计的出发点是提供卓然出众的性能和能效。

为了满足操作系统的上层工作需求,现代处理器进一步引入了诸如并行化、多核化、虚拟化以及远程管理系统等功能,不断推动着上层信息系统向前发展。

相关品牌介绍

“龙芯”系列芯片

【硬件介绍】分布式存储器之CPU
“龙芯”系列芯片是由中国科学院中科技术有限公司设计研制的,采用MIPS体系结构,具有自主知识产权。2015年,新一代北斗导航卫星搭载着我国自主研制的龙芯1E和1F芯片,这两颗芯片主要用于完成星间链路的数据处理任务一。

Intel

【硬件介绍】分布式存储器之CPU
根据Intel产品线规划,目前Intel九代酷睿有三种产品:i9/i7/i5,除了具有高性价比优势外,Intel九代酷睿还能够使笔记本电脑更具便携性、更好的无线网络连接能力、更快的数据传输速度。

AMD

【硬件介绍】分布式存储器之CPU
AMD速龙X4 860K是AMD针对入门级市场推出的一款四核处理器,用于取代之前发布的760K。速龙X4 860K采用Kaveri架构,采用了模块化设计,两个核心共享一个浮点计算单元,和A10 APU如出一辙,我们可以简单地看成无GPU的A10。这款处理器采用原生四核设计,拥有4MB二级缓存,默认频率为3.7GHz, 可在高负荷下动态调整至4.0GHz。

分类

指令集的方式

CPU的分类还可以按照指令集的方式将其分为精简指令集计算机(RISC)和复杂指令集计算机(CISC)。

RISC 是基于集成电路进行设计的一种芯片,不过不同的是它对于指令的数目以及寻址的方式进行了改进,使得实现的更加的容易, 指令的并行的执行程度更加的好,并且编译器的效率也变得越来越高。而由于早期的集成技术还不够发达,因此早期的计算机往往是CISC架构,需要使用较少的机器语言来完成所需要的计算任务。由于人们的需求越来越多,因此将更多的相对复杂指令加入到了指令系统中,这样能够使得计算机变得更加的智能化, 同时这使得计算机的处理效率有着很大的提升,这也是RISC形成的原因。

嵌入式系统CPU

传统的嵌入式领域所指范畴非常广泛,是处理器除了服务器和PC领域之外的主要应用领域。所谓“嵌入式”是指在很多芯片中,其所包含的处理器就像嵌入在里面不为人知一样。

大型机CPU

大型机,或者称大型主机。大型机使用专用的处理器指令集、操作系统和应用软件。

CPU未来发展

通用中央处理器(CPU)芯片是信息产业的基础部件,也是武器装备的核心器件。我国缺少具有自主知识产权的CPU技术和产业,不仅造成信息产业受制于人,而且国家安全也难以得到全面保障。

“十五”期间,国家“863计划”开始支持自主研发 CPU。“十一五”期间,“核心电子器件、高端通用芯片及基础软件产品”(“核高基”)重大专项将“863计 划”中的CPU成果引入产业。从“十二五”开始,我国在多个领域进行自主研发CPU的应用和试点,在一定范围内形成了自主技术和产业体系,可满足武器装备、信息化等领域的应用需求。但国外CPU 垄断已久,我国自主研发CPU产品和市场的成熟还需要一定时间。

本文来源: 星际大陆 原文作者:星际大陆

温馨提示:本站所提供的资讯信息不代表任何投资暗示,本站所发布文章仅代表个人观点,与星际导航官方立场无关。
版权声明:星际导航 发表于 2020-09-12 9:16:30。
转载请注明:【硬件介绍】分布式存储器之CPU | IPFS导航 | IPFShub
广告也精彩

暂无评论

暂无评论...