CPU科学文章: 5分钟让您了解CPU的结构和工作原理

CPU一直是一个热门话题. 吃瓜的普通人可能一无所知，只是CPU越贵越好. 我曾经对CPU感到困惑. 后来，我咨询了许多伟大的神灵，并咨询了许多信息以了解一些想法. 在这里，根据我自己的理解，我尝试使用最流行的语言来揭开CPU的神秘面纱，以便让更多的人能够理解CPU.

CPU的中文翻译被称为中央处理器，这实际上只是一个废话，但是对于这个很棒的翻译，我们也给了它一个很好的比喻，然后我们将CPU与一个国家的中央部分进行比较机构，那么我们将对它们进行逐一解释.

影响CPU性能的主要因素可以分为两个主要部分: 时钟速度和体系结构. 如果您在这里不了解它，然后再听编辑为您解释，都没关系.

CPU性能

主要频率可以理解为中央部门的工作能力，其结构可以理解为国家管理系统，主要用于协调中央组织各个部门之间的工作. 因此，整个中央组织的工作效率（CPU性能）主要受这两个方面的影响. 工作能力越高，各个部门之间的协调越好，自然而然地，整体工作效率就越高. 相反，如果任何一个方面不够好，都会对整体工作效率产生重大影响.

我们知道，市场上最大的PC处理器主要由英特尔和AMD这两个主要品牌所垄断，并且在大多数情况下，英特尔都在AMD的领导下进行竞争. 原因是尽管将主要频率与英特尔进行了比较，但AMD的体系结构并不好. 并没有落后，甚至没有领先，但是整体性能却被英特尔完全压制. 这是因为AMD中央组织各个部门的协调能力比英特尔差很多，因此，即使工作能力相似，协调性也不佳，因此总体工作绩效也无法与之相比.

AMD和Intel

谈论性能之后，让我们谈谈CPU的结构和工作原理.

CPU的结构主要由三个主要模块组成: 算术单元，控制器和寄存器.

①算术部门是负责中央组织工作的部门，专门负责工作；控制器是中央组织的领导小组，根据不同的需求向运算单元发出不同的命令. 寄存器可以理解为控制控制器和运算单元之间的接触组的主要工作是协调控制器和运算单元.

计算机是工作的部门，整个中央组织通常都想找到需要的部门. 例如，如果东部发生洪水，您可以去to灾；如果在西部发矿，则可以领导该矿；北方正在下雪，可以传递温暖；南部正在下雨，您可以转移洪水...

②控制器部门功能更强大. 他们不需要工作. 他们主要响应国家（整个计算机）的各种情况，然后让计算机很好地完成工作. 在这里，我们会发现一个大问题: 如果这个部门很忙并且要订购该怎么办？这很容易处理. 我们制定了行为准则，以限制它们并防止它们乱扔. 而这种行为准则就是CPU的指令集.

指令集是CPU的行为准则，必须严格按照该行为准则执行所有命令. 这里解释一下，不同类型的CPU指令集是不同的，其中最常见的是X86架构下的复杂指令集和ARM架构下的简单指令集. X86是我们通常的计算机CPU的体系结构，而ARM是手机CPU的体系结构.

由于计算机CPU的中央组织所在的国家（计算机）的面积大，人口众多且国情复杂，因此一切都可能发生，因此考虑到如何将规则和法规特别完善处理所有情况. 手机CPU是一个小国，人口少，面积小，因此规章制度很简单. 这就是复杂指令集和简单指令集之间的区别.

③寄存器部门稍微复杂一点，因为尽管它不如算术单元和控制器那么重要，但它有很多东西，并且控制器通常喜欢让寄存器向算术单元发送命令. 算术单元有时会担心过多的数据不能在一段时间内处理，因此让寄存器首先帮助它记住它，有时工作需要一些小工具，例如纸和笔，螺丝刀，并让寄存器帮助它保存它

CPU读取数据速度

了解寄存器的功能后，发现了另一个问题. 如果控制部门发出了太多命令，而计算部门没有那么快完成命令，或者算术单元要求它记住某件事或暂时保留它，那么这太多了，注册部门太小，而又太少了人. 我该怎么办？这很容易做到，可以扩大人员，但是这个部门的员工都在公司里，如果没有配额我该怎么办？它很容易处理，所以让我们雇用一些编外人员，这就是我们通常所说的临时工.

如果您雇用临时工，则应始终给他起一个名字，然后设置另一个名为Cache的部门. 为了反映紧密度和稀疏度之间的差异，该部门将临时工作人员分为三个级别，即第一级缓存，第二级缓存和第三级缓存. 无论如何，它也是临时工，所以随便叫它吧.

在CPU中，中央组织可能与新闻中针对临时工的说法和针对临时工的消息有所不同. 在这里cpu 工作原理，缓存的临时部门作为寄存器替代品存在，这意味着必须在寄存器中完成. 当工作量不足时，可以由缓存来完成. 在开始时，它将被移交给第一级缓存. 如果第一级无法完成，则将其提供给第二级，并且第二级不会完成. 这里还有另一个问题，就是如果您不能完成第三级怎么办？

这完全可以，并且将其移交给中央组织的下属部门，即记忆. 但是由于记忆毕竟不属于中央机构，因此工作能力不如中央机构人员强，效率也不高.

因此，当控制部门要发出命令或计算部门需要做某事时，首先想到的是寄存器. 如果寄存器太忙，请向缓存寻求帮助，如果缓存太忙，请向内存寻求帮助. 那么，内存无法通信？如果无法通信内存，则无事可做. 您只能让计算机陷入困境，然后等待计算部门首先处理最后的事情. 因此，当您购买计算机时，不能只看CPU，而是必须保持内存容量.

还有另一个问题，每个人都容易忽略. 让我在这里谈论它，那就是晶体管. 晶体管是构成CPU的最基本元素，可以理解为整个中央组织的员工. 随着科学技术的进步，CPU的生产过程变得越来越精细. 目前，手机的CPU（ARM体系结构）工艺已升级到7nm，计算机端也已达到14nm.

制造工艺的改善可以理解为减少每个上班族的办公面积. 过去，当技术不发达时，每个上班族都必须配备一个独立的办公室才能有效地完成工作. 如今，技术已得到改进，每个办公室工作人员仅需要一张办公桌即可完成工作. 因此，同一栋建筑物可以容纳更多的办公室工作人员（晶体管），并且工作量增加.

由于制造过程的落后，CPU只能容纳数千万或数亿个晶体管. 现在，过程得到了改进，相同大小的CPU可以容纳数十亿个晶体管，并且性能自然会提高.

那么，为什么晶体管数量增加了，但是CPU的功耗却没有增加？我们可以理解，每个员工都需要有足够的食物来努力工作. 这位前工作人员需要吃九道菜和一汤才能足够强壮. 现在已经变成一顿营养餐，每个工作人员只需要吃一份营养即可. 药丸可以起作用，因此尽管员工增加了，但总体食品成本（能耗）却没有增加.

最后，让我们谈谈CPU的核心和进程吗？我们可以理解cpu 工作原理，在单核时代，每个CPU只有一个核心，即只有一个中央组织，但是这个国家很大，东西太多了，中央组织无法完成加班工作每天25个小时. 那就没有办法，扩大中央组织. 因此，出现了双核，四核和多核CPU. 每个核心都是一个具有相同工作能力的独立中央组织.

已经建立了许多中央机构，因此，听取其意见的人以及分配给哪个中央机构来做事的人，必须知道其权利和职能是相同的. 此时，必须更改CPU体系结构，这是国家管理系统. 过去，该国只有一个中央机构，可以把所有东西都留给它. 现在它突然变成了几个中央机构. 我该怎么办？

这时，有必要为每个核心安排不同的事务. 该中央机构负责农业，另一个负责工业，其余负责税收，金融等.

什么是过程？流程实际上可以理解为中央组织人员的组成. 有时事情太多了，这些中央机构仍然很难应付它们. 但是，为了节省成本，我们不能再组建一个新的中央机构，因此我们必须妥协地解决它，而不要建立一个新的中央机构. 在最初的基础上，每个中央机构应组成两个相同的工作团队.

因此，一个4核CPU具有四个独立的中央组织，所有这些中央组织都具有相同的工作能力和权限，但是每个核将负责不同的事务. 4个核心和8个线程是四个独立的中央组织，每个中央组织都有两套完整的工作团队，而每组工作团队都具有相同的权限.

这时，问题再次出现. 例如，某个中央机构负责很多事情并且不能忙，而其他中央机构则负责很少的事情并且闲置. 我该怎么办？这时，我们的结构又出现了，易于处理！今天，您的核心负责很多事情，因此您将带头，让核心与其他工作一起协助您的工作. 明天，另一个核心将负责很多事情，因此它将领导它，另一个核心将协助它的工作.

在这里，编辑者想到了互联网上一个非常流行的文章: MTK的CPU有一个核心，但有九个核心. 这是由后向结构引起的. 它的管理体系不完善，无法调整每个中央机构之间的协调. 有事可做，一个核心习惯了死亡. 其他九个核心不过是美味. 瓜在看着.

因此，最后，我重复一遍，CPU体系结构非常重要！ ！ ！

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