處理器是非常重要的存在,很多系統(tǒng)里,處理器是不可缺少的組成部分。處理器對于機器而言,便相當于人類的大腦。為增進大家對處理器的認識,本文將對中央處理器的發(fā)展歷史以及中央處理器和微處理器的區(qū)別予以介紹。如果你對處理器具有興趣,不妨繼續(xù)往下閱讀哦。
一、中央處理器發(fā)展歷史
CPU出現于大規(guī)模集成電路時代,處理器架構設計的迭代更新以及集成電路工藝的不斷提升促使其不斷發(fā)展完善。從最初專用于數學計算到廣泛應用于通用計算,從4位到8位、16位、32位處理器,最后到64位處理器,從各廠商互不兼容到不同指令集架構規(guī)范的出現,CPU 自誕生以來一直在飛速發(fā)展。
CPU發(fā)展已經有40多年的歷史了。我們通常將其分成六個階段。
(1)第一階段(1971年-1973年)。這是4位和8位低檔微處理器時代,代表產品是Intel 4004處理器。
1971年,Intel生產的4004微處理器將運算器和控制器集成在一個芯片上,標志著CPU的誕生; 1978年,8086處理器的出現奠定了X86指令集架構, 隨后8086系列處理器被廣泛應用于個人計算機終端、高性能服務器以及云服務器中。
(2)第二階段(1974年-1977年)。這是8位中高檔微處理器時代,代表產品是Intel 8080。此時指令系統(tǒng)已經比較完善了。
(3)第三階段(1978年-1984年)。這是16位微處理器的時代,代表產品是Intel 8086。相對而言已經比較成熟了。
(4)第四階段(1985年-1992年)。這是32位微處理器時代,代表產品是Intel 80386。已經可以勝任多任務、多用戶的作業(yè)。
1989 年發(fā)布的80486處理器實現了5級標量流水線,標志著CPU的初步成熟,也標志著傳統(tǒng)處理器發(fā)展階段的結束。
(5)第五階段(1993年-2005年)。這是奔騰系列微處理器的時代。
1995 年11 月,Intel發(fā)布了Pentium處理器,該處理器首次采用超標量指令流水結構,引入了指令的亂序執(zhí)行和分支預測技術,大大提高了處理器的性能,因此,超標量指令流水線結構一直被后續(xù)出現的現代處理器,如AMD(Advanced Micro devices)的銳龍、Intel的酷睿系列等所采用。
(6)第六階段(2005年至2021年)。處理器逐漸向更多核心,更高并行度發(fā)展。典型的代表有英特爾的酷睿系列處理器和AMD的銳龍系列處理器。
為了滿足操作系統(tǒng)的上層工作需求,現代處理器進一步引入了諸如并行化、多核化、虛擬化以及遠程管理系統(tǒng)等功能,不斷推動著上層信息系統(tǒng)向前發(fā)展。
二、中央處理器與微處理器的區(qū)別
(一)什么是微處理器
另一方面,微處理器也稱為邏輯芯片,本質上是CPU的單芯片實現。微處理器包含CPU的所有功能,并且可以通過寄存器執(zhí)行算術和邏輯運算。但是,微處理器的功能在某些方面不同于CPU。例如,微處理器可以從一個區(qū)域到另一個區(qū)域相加,減去,比較和獲取系統(tǒng)中的數字。
當管理員打開計算機時,微處理器會從BIOS接收第一條指令。微處理器從那里接收來自BIOS的進一步指令,BIOS加載到計算機內存中的OS或驅動微處理器的應用程序。在現代IT中,默認情況下,大多數CPU傾向于是微處理器,因為它們具有執(zhí)行數據移動,執(zhí)行復雜的計算和提高系統(tǒng)速度的能力。
受到廣泛歡迎的兩個主要微處理器供應商是英特爾和Advanced Micro Devices。市場上的其他微處理器包括ARM,Sparc和PowerPC。
(二)CPU與微處理器
由于它們之間的相似性,因此很難理解CPU和微處理器之間的差異。許多管理員可以互換使用CPU和微處理器,但是現實是,盡管CPU本質上是微處理器,但并不是所有的微處理器都是CPU。
例如,許多系統(tǒng)都依賴GPU,GPU是專門通過優(yōu)化的幾何運算來渲染和管理圖像的微處理器。借助并行處理,GPU可以比CPU更快地渲染圖像。此外,還有專門用于加速機器學習算法的神經處理單元。這些類型的微處理器實際上從CPU上刪除了某些操作,例如圖形和網絡處理,以提高CPU速度和性能。
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