搁置
第零章 计算器概论
0.1 计算机:辅助人脑的好工具
0.1.2 一切设计的起点: CPU 的架构
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精简指令集精简指令集 (Reduced Instruction Set Computer, RISC):
微指令集较为精简,每个指令的运行时间都很短,完成的动作也很单纯,指令的执行效能较佳; 但是若要做复杂的事情,就要由多个指令来完成。常见的 RISC 微指令集 CPU 主要例如甲骨文 (Oracle) 公司的 SPARC 系列、 IBM 公司的 Power Architecture (包括 PowerPC) 系列、与安谋公司 (ARM Holdings) 的 ARM CPU 系列等。
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复杂指令集复杂指令集(Complex Instruction Set Computer, CISC):
CISC 在微指令集的每个小指令可以执行一些较低阶的硬件操作,指令数目多而且复杂, 每条指令的长度并不相同。因为指令执行较为复杂所以每条指令花费的时间较长, 但每条个别指令可以处理的工作较为丰富。常见的 CISC 微指令集 CPU 主要有 AMD、Intel、VIA 等的 x86架构的 CPU。
0.2 个人计算机架构与相关设备组件
0.2.1 执行脑袋运算与判断的 CPU
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CPU 的工作频率:外频与倍频
频率就是 CPU 每秒钟可以进行的工作次数。
早期的 CPU 架构主要透过北桥来链接系统最重要的 CPU、主存储器与显示适配器装置。因为所有的设备都得掉透过北桥来连结,因此每个设备的工作频率应该要相同。 于是就有所谓的前端总线 (FSB) 这个东西的产生。但因为 CPU 的指令周期比其他的设备都要来的快,又为了要满足 FSB 的频率,因此厂商就在 CPU 内部再进行加速, 于是就有所谓的外频与倍频了。
如此一来所有的数据都被北桥卡死了,北桥又不可能比 CPU 更快,因此这家伙常常是系统效能的瓶颈。为了解决这个问题,新的 CPU 设计中, 已经将内存控制器整合到 CPU 内部,而链接 CPU 与内存、显示适配器的控制器的设计,在 Intel 部份使用 QPI (Quick Path Interconnect) 与 DMI技术,而 AMD 部份则使用 Hyper Transport 了,这些技术都可以让 CPU 直接与主存储器、显示适配等设备分别进行沟通,而不需要透过外部的链接芯片了。