3.2 中央处理器概述

中央处理器(Central Processing Unit, CPU)又称为微处理器(Microprocessor)。它是计算机中的核心配件,是一台计算机的运算核心和控制核心。

3.2.1 CPU概述

中央处理器是电子计算机的主要硬件设备之一,是把计算机早期功能独立的运算器、控制器等集成到一块芯片上而成的。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。所谓计算机的可编程性主要是指对CPU的编程。图3-1所示为Intel CPU。

图3-1 Intel CPU

随着半导体集成技术的发展与提高,现在的CPU体积越来越小,但集成的晶体管越来越多,功能也越来越强。CPU是计算机中的核心部件之一,计算机中的所有操作都由CPU负责读取指令、对指令译码并执行指令。

CPU、内部存储器和输入/输出设备是电子计算机的三大核心部件。

3.2.2 CPU的发展历史

20世纪70年代,由于半导体集成技术的发展,出现了现代意义上的CPU。其中Intel公司的CPU产品发展如表3-1所示。

表3-1 Intel公司CPU发展历史

续表

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在Intel CPU发展的过程中,AMD公司1995年推出了K5系列的CPU。它的频率一共有六种:75/90/100/120/133/166MHz。内部总线的频率和Pentium差不多,都是60MHz或者66MHz。虽然它在浮点运算方面比不上奔腾,但是由于K5系列CPU都内置了24KB的一级缓存,比奔腾内置的16KB多出了一半,因此在整数运算和系统整体性能方面甚至要高于同频率的Pentium。当前,AMD的CPU有Athlon(速龙)和Opteron(皓龙)两大系列。

3.2.3 CPU的主要生产厂家

1. Intel公司

Intel公司是生产CPU的老大。个人电脑市场中,它占有绝大部分的市场份额。Intel生产的CPU是事实上的x86 CPU技术规范和标准。个人电脑平台第七代Core处理器已成为市场主流,据悉,第九代处理器于2018年下半年上市,现时新一代主流级Core i7处理器将会升级至8核,在性能上也大幅领先于其他厂商的产品。图3-2所示为Intel产品的标志。

图3-2 Intel产品标志

2. AMD公司

AMD(超微)公司是世界上除Intel公司以外最大的CPU生产厂家,它是Intel公司有力的挑战者。图3-3所示为AMD产品的标志。

图3-3 AMD产品标志