cpu架构-优快云博客

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/hm__2016/article/details/145212691

1、cpu（中央处理单元，处理器）

等于一个大脑：存储数据（存储非常少量数据，寄存器），处理数据（算术单元），控制返回（控制逻辑单元）。
在这里插入图片描述

2、cpu架构

cpu架构类似骨架，决定了一个人的大致轮廓。它决定了一个cpu他的指令系统（目前只要有两种，复杂指令集系统和精简指令集系统），加上各部门（存储，处理，控制）之间的协作方式。

3、主流的cpu架构

a、x86, x86-64 — 复杂指令集（CISC）----个人电脑和服务器 – 海光和兆芯
b、ARM— 精简指令集（RISC）---- 智能手机、平板电脑 — 华为鲲鹏和飞腾
c、MIPS— 精简指令集（RISC）---- 高性能计算
d、PowerPC— 精简指令集（RISC）----云计算和大数据处理
e、RISC-V— 精简指令集（RISC）-

简短地说一下复杂指令集和精简指令集的区别：
比如我想实现一个复杂的功能，我去超市买水果:
那么复杂指令集会直接用一个指令实现；
如果是精简指令集，就会把这个拆分成几个步骤，每个步骤做最小的事情（去超市 + 买水果 + 回来）, 而且这几个事情的粒度要保持差不多一致。
那么导致地结果就是复杂指令集他的指令长度是长短不一的，因为每个复杂的事情复杂程度并不是一样的；而精简指令集，他因为每个事情比较小，可以控制在一定的复杂度内，那么指令长度就比较短而且长度一致。

4、操作系统与cpu架构

首先我们买一台电脑回来，里面有cpu芯片，那么我们想用电脑时，我们必须安装操作系统或者商家已经安装好了。
那么可以理解为cpu芯片他是一个硬件资源，电脑里面还有别的一些硬件。而操作系统就像一个管家，它通过管理这些硬件资源来完成用户的命令。
可以从上面知道cpu就像一个大脑，而其他硬件就像手足，那么操作系统想要管理这些硬件，就需要和cpu沟通交流，而不同cpu他们有着不同的语言（指令集），那么我们的操作系统就要支持该语言（cpu架构对应的指令集）。
总而言之，我们操作系统要把用户的指令转化成机器代码，而该机器代码其实就就指令集合里的指令，这样cpu才能听明白并且执行相应的操作。
例如:
windows-x86系统和 Linux-x86，支持x86指令集，
windows-x86-64和linux-x86-64：支持x86-64指令集
linux-arm ：支持arm指令集

5、异构计算

异构计算(Heterogeneous Computing)是指在同一计算系统中，使用不同类型的处理器或计算单元(如 CPU、GPU、FPGA、DSP 等)来共同完成计算任务。这种方法旨在利用各类处理器的优势，以提高计算性能和能效。
GPU：图形处理器(俗称显卡)。
DSP（Digital Signal Processor，数字信号处理器），专门用于处理数字信号。
FPGA 是一种可让用户通过编程重新配置其内部逻辑功能的芯片，并用于特定功能。
有这么一个说法来理解cpu和gpu的区别：
cpu就像一个教授，而gpu像一群小学生，如果只是做简单重复的运算操作，选择gpu肯定是更快的，而cpu适合用来做复杂的操作。