第9课：高级CPU设置 benben Posted on Jan 20 2023 Crash cource in computer science ##0、概念梳理 * 缓存：在CPU中的小块RAM，用于存储批量指令。 * 缓存命中：想要的数据已经在缓存里 * 缓存未命中：想要的数据不在缓存里 * 赃位：缓存里每块空间，有个特殊标记，叫赃位，用于检测缓存内的数据是否与RAM一致。 * 多核处理器：一个CPU芯片中，有多个独立处理单元。 ##1、现代CPU如何提升性能： 早期通过**加快晶体管速度**，来提升CPU速度。但很快该方法到达了极限。 后来给CPU设计了**专门除法电路+其他电路**来做复杂操作：如游戏、视频解码。 ##2、缓存 为了不让CPU空等数据，在CPU内部设置了一小块内存，称为缓存，让RAM可以一次传输一批数据到CPU中。(不加缓存，CPU没位置放大量数据) 缓存也可以当临时空间，存一些中间值，适合长/复杂的运算。 赃位：储存在缓存中与RAM不一致的数据。 空等原因：从RAM到CPU的数据传输有延迟(要通过总线，RAM还要时间找地址、取数据、配置、输出数据)。 ##3、缓存同步： 缓存同步一般发生在CPU缓存已满，但CPU仍需往缓存中输入数据。此时，被标记的赃位数据会优先传输回RAM，腾出位置以免被覆盖，导致计算结果有误。 ##4、指令流水线： 作用：让取址→解码→执行三个步骤同时进行。并行执行指令，提升CPU性能。 原本需要3个时钟周期执行1个指令，现在只需要1个时钟周期。 设计难点：数据具有依赖性 跳转程序 数据依赖性解决方法： 乱序运行、预测分支(高端CPU)  ##5、一次性处理多条指令  ##6、同时运行多个指令流(多核CPU) 多核处理器：一个CPU芯片中，有多个独立处理单元。但因为它们整合紧密，可以共享一些资源。 ##7、超级计算机(多个CPU) 在一台计算机中，用无数个CPU，做怪兽级的复杂运算，如模拟宇宙形成。 赠人玫瑰，手留余香 赏 Wechat Pay Alipay 第1课：计算机早期历史 第12课：编程基础—语句和函数
