CPU的功能結構由什么組成
CPU的功能結構由什么組成
CPU對大多數(shù)人來講都不陌生,里面的結構,大多數(shù)人還是很陌生,現(xiàn)在讓我們一起去看看CPU的結構。
CPU的功能結構由什么組成:
從功能上看,一般CPU的內部結構可分為:控制單元、邏輯運算單元、存儲單元(包括內部總線和緩沖器)三大部分。其中控制單元完成數(shù)據(jù)處理整個過程中的調配工作,邏輯單元則完成各個指令以便得到程序最終想要的結果,存儲單元就負責存儲原始數(shù)據(jù)以及運算結果。渾然一體的配合使得CPU擁有了強大的功能,可以完成包括浮點、多媒體等指令在內的眾多復雜運算,也為數(shù)字時代加入了更多的活力。
CPU的邏輯單元
更細一點,從實現(xiàn)的功能方面看,CPU大致可分為如下八個邏輯單元:
指令高速緩存,俗稱指令寄存器 : 它是芯片上的指令倉庫,有了它CPU就不必停下來查找計算機內存中的指令,從而大幅提高了CPU的運算速度。
譯碼單元,俗稱指令譯碼器 : 它負責將復雜的機器語言指令解譯成運算邏輯單元(ALU)和寄存器能夠理解的簡單格式,就像一位外交官。
控制單元 : 既然指令可以存入CPU,而且有相應指令來完成運算前的準備工作,背后自然有一個扮演推動作用的角色——它便是負責整個處理過程的操作控制器。根據(jù)來自譯碼單元的指令,它會生成控制信號,告訴運算邏輯單元(ALU)和寄存器如何運算、對什么進行運算以及對結果進行怎樣的處理。
寄存器 : 它對于CPU來說非常的重要,除了存放程序的部分指令,它還負責存儲指針跳轉信息以及循環(huán)操作命令,是運算邏輯單元(ALU)為完成控制單元請求的任務所使用的數(shù)據(jù)的小型存儲區(qū)域,其數(shù)據(jù)來源可以是高速緩存、內存、控制單元中的任何一個。
邏輯運算單元(ALU) : 它是CPU芯片的智能部件,能夠執(zhí)行加、減、乘、除等各種命令。此外,它還知道如何讀取邏輯命令,如或、與、非。來自控制單元的訊息將告訴運算邏輯單元應該做些什么,然后運算單元會從寄存器中間斷或連續(xù)提取數(shù)據(jù),完成最終的任務。
預取單元 : CPU效能發(fā)揮對其依賴非常明顯,預取命中率的高低直接關系到CPU核心利用率的高低,進而帶來指令執(zhí)行速度上的不同。根據(jù)命令或要執(zhí)行任務所提出的要求,何時時候,預取單元都有可能從指令高速緩存或計算機內存中獲取數(shù)據(jù)和指令。當指令到達時,預取單元最重要的任務就是確保所有指令均排列正確,然后發(fā)送給譯碼單元。
總線單元 : 它就像一條高速公路,快速完成各個單元間的數(shù)據(jù)交換,也是數(shù)據(jù)從內存流進和流出CPU的地方。
數(shù)據(jù)高速緩存 : 存儲來自譯碼單元專門標記的數(shù)據(jù),以備邏輯運算單元使用,同時還準備了分配到計算機不同部分的最終結果。
通過以上介紹可以看出CPU雖小,方寸之地卻能容納大世界,內部更像一個發(fā)達的裝配工廠,環(huán)環(huán)相扣,層層相套。正因為有了相互間的協(xié)作配合,才使得指令最終得以執(zhí)行,才構成了圖文并茂、影像結合的神奇數(shù)字世界。