電腦硬件認(rèn)識：什么是電腦的CPU

　　中央處理器（英文Central Processing Unit，CPU）是一臺計算機(jī)的運(yùn)算核心和控制核心。CPU、內(nèi)部存儲器和敲入/輸出設(shè)備是電子計算機(jī)三大核心部件。其功能主要是解釋計算機(jī)指令還有處理計算機(jī)軟件中的數(shù)據(jù)。CPU由運(yùn)算器、控制器和寄存器及做的更好它們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)、控制及狀態(tài)的總線構(gòu)成。差不多所有的CPU的運(yùn)作原理可分為四個階段：提取（Fetch）、解碼（Decode）、執(zhí)行（Execute）和寫回（Writeback）。 CPU根據(jù)存儲器或高速緩沖存儲器中取出指令，放入指令寄存器，并對指令譯碼，并執(zhí)行指令。所謂的計算機(jī)的可編程性主要是指對CPU的編程。

　　一、CPU的工作原理

　　CPU根據(jù)存儲器或高速緩沖存儲器中取出指令，放入指令寄存器，并對指令譯碼。它把指令分解成一系列的微操作，我們接著看發(fā)出各種控制命令，執(zhí)行微操作系列，根據(jù)而完成一條指令的執(zhí)行。

　　指令是計算機(jī)規(guī)定執(zhí)行操作的類型和操作數(shù)的基本命令。指令是由一個字節(jié)或者多個字節(jié)組成，其中包括操作碼字段、一個或多個有關(guān)操作數(shù)地址的字段還有多數(shù)表征機(jī)器狀態(tài)的狀態(tài)字和特征碼。有的指令中也直接包含操作數(shù)本身。

　　1.提取

　　第一階段，提取，根據(jù)存儲器或高速緩沖存儲器中檢索指令（為數(shù)值或一系列數(shù)值）。由程序計數(shù)器（Program Counter）指定存儲器的位置，程序計數(shù)器保存供識別目前程序位置的數(shù)值。換言之，程序計數(shù)器記錄了CPU在目前程序里的蹤跡。

　　提取指令之后，程序計數(shù)器根據(jù)指令長度增加存儲器單元。指令的提取必須常常根據(jù)比較較慢的存儲器尋找，所以導(dǎo)致CPU等候指令的送入。這種疑問主要被論及在現(xiàn)代處理器的快取和管線化架構(gòu)。

　　2.解碼

　　CPU根據(jù)存儲器提取到的指令來決定其執(zhí)行行為。在解碼階段，指令被拆解為有意義的片斷。根據(jù)CPU的指令集架構(gòu)（ISA）定義用數(shù)值解譯為指令。

　　一部分的指令數(shù)值為運(yùn)算碼（Opcode），其指示要進(jìn)行哪些運(yùn)算。別的的數(shù)值一般供給指令需要的信息，諸如一個加法（Addition）運(yùn)算的運(yùn)算目標(biāo)。我們接著看的運(yùn)算目標(biāo)也許提供一個常數(shù)值（即立即值），或是一個空間的定址值：暫存器或存儲器位址，以定址模式?jīng)Q定。

　　在舊的設(shè)計中，CPU里的指令解碼部分是不能夠改變的硬件設(shè)備。但是在眾多抽象且復(fù)雜的CPU和指令集架構(gòu)中，一個微程序時經(jīng)常使用來幫助轉(zhuǎn)換指令為各種形態(tài)的訊號。這些微程序在已成品的CPU中往往能夠重寫，方便變更解碼指令。

　　3.執(zhí)行

　　在提取和解碼階段之后，接著進(jìn)入執(zhí)行階段。該階段中，連接到各種能夠進(jìn)行所需運(yùn)算的CPU部件。

　　4.寫回

　　最后階段，寫回，以必須格式用執(zhí)行階段的結(jié)果簡單的寫回。運(yùn)算結(jié)果經(jīng)常被寫進(jìn)CPU內(nèi)部的暫存器，以供隨后指令快速存取。在別的案例中，運(yùn)算結(jié)果可能寫進(jìn)速度較慢，但空間較大且較便宜的主記憶體中。某些類型的指令會操作程序計數(shù)器，而不直接產(chǎn)生結(jié)果。這些那么稱作“跳轉(zhuǎn)”（Jumps），并在程式中帶著循環(huán)行為、條件性執(zhí)行（透過條件跳轉(zhuǎn)）和函式。

　　很多指令也會改變標(biāo)志暫存器的狀態(tài)位元。這些標(biāo)志可用來影響程式行為，因為它們時常顯出各種運(yùn)算結(jié)果。

　　二、CPU主頻

　　主頻也叫時鐘頻率，單位是兆赫（MHz）或千兆赫（GHz），用來表示CPU的運(yùn)算、處理數(shù)據(jù)的速度。

　　CPU的主頻=外頻×倍頻系數(shù)。 主頻和實際的運(yùn)算速度存在必須的關(guān)系，但并不可能一個簡單的線性關(guān)系.所以，CPU的主頻與CPU實際的運(yùn)算能力是沒有直接關(guān)系的，主頻表示在CPU內(nèi)數(shù)字脈沖信號震蕩的速度。在Intel的處理器產(chǎn)品中，也能夠觀察我們接著看的例子：1 GHz Itanium芯片能夠表現(xiàn)得差不多跟2.66 GHz至強(qiáng)（Xeon）/Opteron一樣快，或是1.5 GHz Itanium 2大約跟4 GHz Xeon/Opteron一樣快。CPU的運(yùn)算速度還要看CPU的流水線、總線等等各方面的能力指標(biāo)。

　　三、CPU外頻

　　外頻是CPU的基準(zhǔn)頻率，單位是MHz。CPU的外頻決定著整塊主板的運(yùn)行速度。通俗地說，在臺式計算機(jī)中，所說的超頻，都是超CPU的外頻（當(dāng)然那么情況下，CPU的倍頻都是被鎖住的）相信這點是非常非常好理解的。但對于服務(wù)器CPU來講，超頻是非常不允許的。前面說到CPU決定著主板的運(yùn)行速度，兩者是同步運(yùn)行的，可能把服務(wù)器CPU超頻了，改變了外頻，會產(chǎn)生異步運(yùn)行，（臺式計算機(jī)好多主板都支持異步運(yùn)行）我們接著看會造成整個服務(wù)器系統(tǒng)的不穩(wěn)定。

　　目前的絕大面積計算機(jī)系統(tǒng)中外頻與主板前端總線不可能同步速度的，而外頻與前端總線(FSB)頻率又很簡單被混為一談。

　　四、如何識別原裝的CPU

　　對盒裝產(chǎn)品而言，網(wǎng)民能夠參照如下做法鑒別：

　　1 . 根據(jù)CPU外包裝的開的小窗往里看，原裝產(chǎn)品CPU表面會有編號，根據(jù)小窗往里看是能夠觀察編號的，原裝CPU的編號清晰，而且與外包裝盒上貼的編號一致，好多翻包CPU會把CPU上的編號磨掉，這一點注意鑒別。

　　2. 跟隨科技發(fā)展，造假技術(shù)越來越高，可能不能夠夠肯定所買CPU是不可能原裝，能夠按照包裝上的說明用Intel或AMD廠商提供的方式查詢所買CPU的真?zhèn)巍?/p>

　　3. 除了編號之外，偽劣CPU的能力與原裝CPU的能力有必須的差距，這一點也能夠用來鑒別真假（這是最直接的做法，但最保險的做法或者上述的第二條）。

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