CPU的主要功能編輯

CPU包括運(yùn)算邏輯部件、寄存器部件和控制部件等,英文Logic components；運(yùn)算邏輯部件，可以執(zhí)行定點(diǎn)或浮點(diǎn)算術(shù)運(yùn)算操作、移位操作以及邏輯操作，也可執(zhí)行地址運(yùn)算和轉(zhuǎn)換
寄存器部件，包括通用寄存器、寄存器和控制寄存器。
通用寄存器又可分定點(diǎn)數(shù)和浮點(diǎn)數(shù)兩類，它們用來(lái)保存指令執(zhí)行過(guò)程中臨時(shí)存放的寄存器操作數(shù)和中間（或*終）的操作結(jié)果。
通用寄存器是中央處理器的重要組成部分，大多數(shù)指令都要訪問(wèn)到通用寄存器。通用寄存器的寬度決定計(jì)算機(jī)內(nèi)部的數(shù)據(jù)通路寬度，其端口數(shù)目往往可影響內(nèi)部操作的并行性。
寄存器是為了執(zhí)行一些特殊操作所需用的寄存器。
控制寄存器（CR0～CR3）用于控制和確定處理器的操作模式以及當(dāng)前執(zhí)行任務(wù)的特性。CR0中含有控制處理器操作模式和狀態(tài)的系統(tǒng)控制標(biāo)志；CR1保留不用；CR2含有導(dǎo)致頁(yè)錯(cuò)誤的線性地址；CR3中含有頁(yè)目錄表物理內(nèi)存基地址，因此該寄存器也被稱為頁(yè)目錄基地址寄存器PDBR（Page-Directory Base address Regis）。 [1] 
英文Control unit；控制部件，主要是負(fù)責(zé)對(duì)指令譯碼，并且發(fā)出為完成每條指令所要執(zhí)行的各個(gè)操作的控制信號(hào)。
其結(jié)構(gòu)有兩種：一種是以微存儲(chǔ)為核心的微程序控制方式；一種是以邏輯硬布線結(jié)構(gòu)為主的控制方式。
微存儲(chǔ)中保持微碼，每一個(gè)微碼對(duì)應(yīng)于一個(gè)*基本的微操作，又稱微指令；各條指令是由不同序列的微碼組成，這種微碼序列構(gòu)成微程序。中央處理器在對(duì)指令譯碼以后，即發(fā)出一定時(shí)序的控制信號(hào)，按給定序列的順序以微周期為節(jié)拍執(zhí)行由這些微碼確定的若干個(gè)微操作，即可完成某條指令的執(zhí)行。
簡(jiǎn)單指令是由（3～5）個(gè)微操作組成，復(fù)雜指令則要由幾十個(gè)微操作甚至幾百個(gè)微操作組成。
主要功能編輯 [1] 
英特爾和AMD主流CPU和CPU插槽
英文Processing instructions；這是指控制程序中指令的執(zhí)行順序。程序中的各指令之間是有嚴(yán)格順序的，必須嚴(yán)格按程序規(guī)定的順序執(zhí)行，才能保證計(jì)算機(jī)系統(tǒng)工作的正確性。 [1] 
英文Perform an action；一條指令的功能往往是由計(jì)算機(jī)中的部件執(zhí)行一序列的操作來(lái)實(shí)現(xiàn)的。CPU要根據(jù)指令的功能，產(chǎn)生相應(yīng)的操作控制信號(hào)，發(fā)給相應(yīng)的部件，從而控制這些部件按指令的要求進(jìn)行動(dòng)作。 [1] 
英文Control time；時(shí)間控制就是對(duì)各種操作實(shí)施時(shí)間上的定時(shí)。在一條指令的執(zhí)行過(guò)程中，在什么時(shí)間做什么操作均應(yīng)受到嚴(yán)格的控制。只有這樣，計(jì)算機(jī)才能有條不紊地工作。 [1] 
即對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算，或進(jìn)行其他的信息處理。
其功能主要是解釋計(jì)算機(jī)指令以及處理計(jì)算機(jī)軟件中的數(shù)據(jù)， 并執(zhí)行指令。在微型計(jì)算機(jī)中又稱微處理器，計(jì)算機(jī)的所有操作都受CPU控制，CPU的性能指標(biāo)直接決定了微機(jī)系統(tǒng)的性能指標(biāo)。CPU具有以下4個(gè)方面的基本功能：數(shù)據(jù)通信，資源共享，分布式處理，提供系統(tǒng)可靠性。運(yùn)作原理可基本分為四個(gè)階段：提?。‵etch）、解碼（Decode）、執(zhí)行（Execu）和寫回（Wriack）。 [1] 
早期的CPU系列型號(hào)并沒(méi)有明顯的高低端之分，例如In的面向主流桌面市場(chǎng)的Pentium和Pentiu
CPU
CPU
m MMX以及面向服務(wù)器生產(chǎn)的Pentium Pro；AMD的面向主流桌面市場(chǎng)的K5、K6、K6-2和K6-III以及面向移動(dòng)市場(chǎng)的K6-2+和K6-III+等等。
隨著CPU技術(shù)和IT市場(chǎng)的發(fā)展，Inl和AMD兩大CPU生產(chǎn)廠商出于細(xì)分市場(chǎng)的目的，都不約而同的將自己旗下的CPU產(chǎn)品細(xì)分為高低端，從而以性能高低來(lái)細(xì)分市場(chǎng)。而高低端CPU系列型號(hào)之間的區(qū)別無(wú)非就是二級(jí)緩存容量(一般都只具有產(chǎn)品的四分之一)、外頻、前端總線頻率、支持的指令集以及支持的特殊技術(shù)等幾個(gè)重要方面，基本上可以認(rèn)為低端CPU產(chǎn)品就是CPU產(chǎn)品的縮水版。例如Inl方面的Celeron系列除了*初的產(chǎn)品沒(méi)有二級(jí)緩存之外，就始終只具有128KB的二級(jí)緩存和66MHz以及100MHz的外頻，比同時(shí)代的Pentium II/III/4系列都要差得多，而AMD方面的Duron也始終只具有64KB的二級(jí)緩存，外頻也始終要比同時(shí)代的Athlon和Athlon XP要低一個(gè)數(shù)量級(jí)。
CPU系列劃分為高低端之后，兩大CPU廠商分別都推出了自己的一系列產(chǎn)品。在桌面平臺(tái)方面，有In面向主流桌面市場(chǎng)的Pentium II、Pentium III和Pentium 4“現(xiàn)在是i7”，以及面向低端桌面市場(chǎng)的Celeron系列(包括俗稱的I/II/III/IV代)：現(xiàn)在是i3“；而AMD方面則有面向主流桌面市場(chǎng)Athlon、Athlon XP”現(xiàn)在是athlon 2代“以及面向低端桌面市場(chǎng)的Duron和Sempron等等”現(xiàn)在是sempron二代“。在移動(dòng)平臺(tái)方面，In則有面向移動(dòng)市場(chǎng)的obile Pentium II、obile Pentium III、 Pentium 4-M、bile Pentium 4和Pentium M以及面向低端移動(dòng)市場(chǎng)的bile Celeron和Celeron M；AMD方面也有面向移動(dòng)市場(chǎng)的bile Athlon 4、bileAthlon XP-M和bile Athlon 64以及面向低端移動(dòng)市場(chǎng)的obile Duron和bile Sempron等等。
目前，CPU的系列型號(hào)更是被進(jìn)一步細(xì)分為高中低三種類型。就以臺(tái)式機(jī)CPU而言，In方面，的是雙核心的Pentium EE以及單核心的Pentium 4 EE，中端的是雙核心的Pentium D和單核心的Pentium 4，低端的則是Celeron D以及已經(jīng)被淘汰掉的Celeron(即俗稱的Celeron IV)；而AMD方面，的是Athlon 64 FX(包括單核心和雙核心)，中端的則是雙核心的Athlon 64 X2和單核心的Athlon 64，低端就是Sempron。以筆記本CPU而言，In方面的是Core Duo，中端的是Core Solo和即將被淘汰的Pentium M，低端的則是Celeron M；而AMD方面，的則是Turion 64，中端的是bile Athlon 64，低端的則是bile Sempron。
但在購(gòu)買CPU產(chǎn)品時(shí)需要注意的是，以系列型號(hào)來(lái)區(qū)分CPU性能的高低也只對(duì)同時(shí)期的產(chǎn)品才有效，任何事物都是相對(duì)的，今天的就是明天的中端、后天的低端，例如昔日的產(chǎn)品Pentium 4和Pentium M現(xiàn)在已經(jīng)降為了中端產(chǎn)品，AMD的Turion 64在Turion 64 X2發(fā)布之后也將降為中端產(chǎn)品。另外某些系列型號(hào)的時(shí)間跨度非常大，例如Inl的Pentium 4系列從2000年11月發(fā)布至今已經(jīng)過(guò)了6個(gè)年頭，而當(dāng)時(shí)屬于的早期的Pentium 4其性能還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及現(xiàn)在屬于低端的Celeron D。而且低端CPU產(chǎn)品中也出現(xiàn)過(guò)不少以超頻性能著稱或者能修改的精品，例如In方面早期的Celeron 300A，中期的圖拉丁核心的Celeron III系列，以及現(xiàn)在的Celeron D系列等等；AMD方面也有早期的Duron由于可以依靠連接金橋而修改為Athlon和Athlon XP而風(fēng)靡一時(shí)，中期的Barton核心Athlon XP 2500+和現(xiàn)在的64位Sempron 2500+都以超頻性能著稱。這些低端產(chǎn)品其修改后和超頻后的性能也并不比同時(shí)期主流的型號(hào)差，性價(jià)比非常高。
英特爾編輯
Tualatin
這也就是大名鼎鼎的“圖拉丁”核心，是Inl在Socket 370架構(gòu)上的*后一種CPU核心，采用0.13um制造工藝，封裝方式采用FC-PGA2和PPGA，核心電壓也降低到了1.5V左右，主頻范圍從1GHz到1.4GHz，外頻分別為100MHz（賽揚(yáng)）和133MHz（Pentium III），二級(jí)緩存分別為512KB（Pentium III-S）和256KB（Pentium III和賽揚(yáng)），這是*強(qiáng)的Socket 370核心，其性能甚至超過(guò)了早期低頻的Pentium 4系列CPU。
Willamet
這是早期的Pentium 4和P4賽揚(yáng)采用的核心，*初采用Socket 423接口，后來(lái)改用Socket 478接口（賽揚(yáng)只有1.7GHz和1.8GHz兩種，都是Socket 478接口），采用0.18um制造工藝，前端總線頻率為400MHz，主頻范圍從1.3GHz到2.0GHz（Socket 423）和1.6GHz到2.0GHz（Socket 478），二級(jí)緩存分別為256KB（Pentium 4）和128KB（賽揚(yáng)），注意，另外還有些型號(hào)的Socket 423接口的Pentium 4居然沒(méi)有二級(jí)緩存！核心電壓1.75V左右，封裝方式采用Socket 423的PPGA INT2，PPGA INT3，OOI 423-pin，PPGA FC-PGA2和Socket 478的PPGA FC-PGA2以及賽揚(yáng)采用的PPGA等等。Willamet核心制造工藝落后，發(fā)熱量大，性能低下，已經(jīng)被淘汰掉，而被Northwood核心所取代。
Northwood
這是目前主流的Pentium 4和賽揚(yáng)所采用的核心，其與Willamet核心*大的改進(jìn)是采用了0.13um制造工藝，并都采用Socket 478接口，核心電壓1.5V左右，二級(jí)緩存分別為128KB（賽揚(yáng)）和512KB（Pentium 4），前端總線頻率分別為400/533/800MHz（賽揚(yáng)都只有400MHz），主頻范圍分別為2.0GHz到2.8GHz（賽揚(yáng)），1.6GHz到2.6GHz（400MHz FSB Pentium 4），2.26GHz到3.06GHz（533MHz FSB Pentium 4）和2.4GHz到3.4GHz（800MHz FSB Pentium 4），并且3.06GHz Pentium 4和所有的800MHz Pentium 4都支持超線程技術(shù)（Hyper-Threading chnology），封裝方式采用PPGA FC-PGA2和PPGA。按照Inl的規(guī)劃，Northwood核心會(huì)很快被Prescott核心所取代。
Prescott
這是Inl*新的CPU核心，目前Pentium 4 XXX（如Pentium 4 530）和Celeron D采用該核心，還有少量主頻在2.8GHz以上的CPU采用該核心。其與Northwood*大的區(qū)別是采用了0.09um制造工藝和更多的流水線結(jié)構(gòu)，初期采用Socket 478接口，目前生產(chǎn)的全部轉(zhuǎn)到LGA 775接口，核心電壓1.25-1.525V，前端總線頻率為533MHz（不支持超線程技術(shù)）和800MHz（支持超線程技術(shù)），*高有1066MHz的Pentium 4版。其與Northwood相比，其L1 數(shù)據(jù)緩存從8KB增加到16KB，而L2緩存則從512KB增加到1MB或2MB，封裝方式采用PPGA，Prescott核心已經(jīng)取代Northwood核心成為市場(chǎng)的主流產(chǎn)品。
Inl雙核心處理器
目前Inl推出的雙核心處理器有Pentium D和Pentium Extreme Edition，同時(shí)推出945/955芯片組來(lái)支持新推出的雙核心處理器，采用90nm工藝生產(chǎn)的這兩款新推出的雙核心處理器使用是沒(méi)有針腳的LGA 775接口，但處理器底部的貼片電容數(shù)目有所增加，排列方式也有所不同。
桌面平臺(tái)的核心代號(hào)Smithfield的處理器，正式命名為Pentium D處理器，除了擺脫阿拉伯?dāng)?shù)字改用英文字母來(lái)表示這次雙核心處理器的世代交替外，D的字母也更容易讓人聯(lián)想起Dual-Core雙核心的涵義。
In的雙核心構(gòu)架更像是一個(gè)雙CPU平臺(tái)，Pentium D處理器繼續(xù)沿用Prescott架構(gòu)及90nm生產(chǎn)技術(shù)生產(chǎn)。Pentium D內(nèi)核實(shí)際上由于兩個(gè)獨(dú)立的2獨(dú)立的Prescott核心組成，每個(gè)核心擁有獨(dú)立的1MB L2緩存及執(zhí)行單元，兩個(gè)核心加起來(lái)一共擁有2MB，但由于處理器中的兩個(gè)核心都擁有獨(dú)立的緩存，因此必須保正每個(gè)二級(jí)緩存當(dāng)中的信息*一致，否則就會(huì)出現(xiàn)運(yùn)算錯(cuò)誤。
為了解決這一問(wèn)題，Inl將兩個(gè)核心之間的協(xié)調(diào)工作交給了外部的MCH（北橋）芯片，雖然緩存之間的數(shù)據(jù)傳輸與存儲(chǔ)并不巨大，但由于需要通過(guò)外部的MCH芯片進(jìn)行協(xié)調(diào)處理，毫無(wú)疑問(wèn)的會(huì)對(duì)整個(gè)的處理速度帶來(lái)一定的延遲，從而影響到處理器整體性能的發(fā)揮。
由于采用Prescott內(nèi)核，因此Pentium D也支持EM64T技術(shù)、XD bit安全技術(shù)。值得一提的是，Pentium D處理器將不支持Hyper-Threading技術(shù)。原因很明顯：在多個(gè)物理處理器及多個(gè)邏輯處理器之間正確分配數(shù)據(jù)流、平衡運(yùn)算任務(wù)并非易事。比如，如果應(yīng)用程序需要兩個(gè)運(yùn)算線程，很明顯每個(gè)線程對(duì)應(yīng)一個(gè)物理內(nèi)核，但如果有3個(gè)運(yùn)算線程呢？因此為了減少雙核心Pentium D架構(gòu)復(fù)雜性，英特爾決定在針對(duì)主流市場(chǎng)的Pentium D中取消對(duì)Hyper-Threading技術(shù)的支持。
同出自In之手，而且Pentium D和Pentium Extreme Edition兩款雙核心處理器名字上的差別也預(yù)示著這兩款處理器在規(guī)格上也不盡相同。其中它們之間*大的不同就是對(duì)于超線程（Hyper-Threading）技術(shù)的支持。Pentium D不能支持超線程技術(shù)，而Pentium Extreme Edition則沒(méi)有這方面的限制。在打開超線程技術(shù)的情況下，雙核心Pentium Extreme Edition處理器能夠模擬出另外兩個(gè)邏輯處理器，可以被系統(tǒng)認(rèn)成四核心系統(tǒng)。
AMD編輯
Athlon XP
Athlon XP有4種不同的核心類型，但都有共同之處：都采用Socket A接口而且都采用PR
CPU
CPU
標(biāo)稱值標(biāo)注。
Palomino
這是*早的Athlon XP的核心，采用0.18um制造工藝，核心電壓為1.75V左右，二級(jí)緩存為256KB，封裝方式采用OPGA，前端總線頻率為266MHz。
Thoroughbred
這是*一種采用0.13um制造工藝的Athlon XP核心，又分為Thoroughbred-A和Thoroughbred-B兩種版本，核心電壓1.65V-1.75V左右，二級(jí)緩存為256KB，封裝方式采用OPGA，前端總線頻率為266MHz和333MHz。
Thorton
采用0.13um制造工藝，核心電壓1.65V左右，二級(jí)緩存為256KB，封裝方式采用OPGA，前端總線頻率為333MHz。可以看作是屏蔽了一半二級(jí)緩存的Barton。
Barton
采用0.13um制造工藝，核心電壓1.65V左右，二級(jí)緩存為512KB，封裝方式采用OPGA，前端總線頻率為333MHz和400MHz。
新Duron
AppleBred
采用0.13um制造工藝，核心電壓1.5V左右，二級(jí)緩存為64KB，封裝方式采用OPGA，前端總線頻率為266MHz。沒(méi)有采用PR標(biāo)稱值標(biāo)注而以實(shí)際頻率標(biāo)注，有1.4GHz、1.6GHz和1.8GHz三種。
Athlon 64系列CPU
Clawhammer
采用0.13um制造工藝，核心電壓1.5V左右，二級(jí)緩存為1MB，封裝方式采用mPGA，采用Hyper Transport總線，內(nèi)置1個(gè)128bit的內(nèi)存控制器。采用Socket 754、Socket 940和Socket 939接口。
Newcastle
其與Clawhammer的*主要區(qū)別就是二級(jí)緩存降為512KB（這也是AMD為了市場(chǎng)需要和加快推廣64位CPU而采取的相對(duì)低價(jià)政策的結(jié)果），其它性能基本相同。
AMD雙核心處理器
AMD推出的雙核心處理器分別是雙核心的Opron系列和全新的Athlon 64 X2系列處理器。其中Athlon 64 X2是用以抗衡Pentium D和Pentium Extreme Edition的桌面雙核心處理器系列。
AMD推出的Athlon 64 X2是由兩個(gè)Athlon 64處理器上采用的Venice核心組合而成，每個(gè)核心擁有獨(dú)立的512KB(1MB) L2緩存及執(zhí)行單元。除了多出一個(gè)核芯之外，從架構(gòu)上相對(duì)于目前Athlon 64在架構(gòu)上并沒(méi)有任何重大的改變。
雙核心Athlon 64 X2的大部分規(guī)格、功能與我們熟悉的Athlon 64架構(gòu)沒(méi)有任何區(qū)別，也就是說(shuō)新推出的Athlon 64 X2雙核心處理器仍然支持1GHz規(guī)格的HyperTransport總線，并且內(nèi)建了支持雙通道設(shè)置的DDR內(nèi)存控制器。
與Inl雙核心處理器不同的是，Athlon 64 X2的兩個(gè)內(nèi)核并不需要經(jīng)過(guò)MCH進(jìn)行相互之間的協(xié)調(diào)。AMD在Athlon 64 X2雙核心處理器的內(nèi)部提供了一個(gè)稱為Sysm Request Queue(系統(tǒng)請(qǐng)求隊(duì)列)的技術(shù)，在工作的時(shí)候每一個(gè)核心都將其請(qǐng)求放在SRQ中，當(dāng)獲得資源之后請(qǐng)求將會(huì)被送往相應(yīng)的執(zhí)行核心，也就是說(shuō)所有的處理過(guò)程都在CPU核心范圍之內(nèi)完成，并不需要借助外部設(shè)備。
對(duì)于雙核心架構(gòu)，AMD的做法是將兩個(gè)核心整合在同一片硅晶內(nèi)核之中，而Il的雙核心處理方式則更像是簡(jiǎn)單的將兩個(gè)核心做到一起而已。與Inel的雙核心架構(gòu)相比，AMD雙核心處理器系統(tǒng)不會(huì)在兩個(gè)核心之間存在傳輸瓶頸的問(wèn)題。因此從這個(gè)方面來(lái)說(shuō)，Athlon 64 X2的架構(gòu)要明顯優(yōu)于Pentium D架構(gòu)。
雖然與Inl相比，AMD并不用擔(dān)心Prescott核心這樣的功耗和發(fā)熱大戶，但是同樣需要為雙核心處理器考慮降低功耗的方式。為此AMD并沒(méi)有采用降低主頻的辦法，而是在其使用90nm工藝生產(chǎn)的Athlon 64 X2處理器中采用了所謂的Dual Stress Liner應(yīng)變硅技術(shù)，與SOI技術(shù)配合使用，能夠生產(chǎn)出性能更高、耗電更低的晶體管。
AMD推出的Athlon 64 X2處理器給用戶帶來(lái)*實(shí)惠的好處就是，不需要更換平臺(tái)就能使用新推出的雙核心處理器，只要對(duì)老主板升級(jí)一下BIOS就可以了，這與Il雙核心處理器必須更換新平臺(tái)才能支持的做法相比，升級(jí)雙核心系統(tǒng)會(huì)節(jié)省不少費(fèi)用。
VIA編輯
威盛電子股份有限公司（VIA Tchnologies,Inc.，簡(jiǎn)稱VIA），自從收購(gòu)了Cyrix之后，VIA開始涉足x86CPU設(shè)計(jì)領(lǐng)域，先后推出了多款處理器，雖然性能無(wú)法與*一*第二名的Inl和AMD抗衡，但是其特長(zhǎng)在于低功耗，因此得以在某些特殊領(lǐng)域的市場(chǎng)上站住腳跟。此外，威盛電子出品CPU有一個(gè)與眾不同的特色，就是硬件整合了數(shù)據(jù)加密/解密的功能。
1、Cyrix系列
2、VIAC3系列
3、VIA C7系列
4、VIA Nano（凌瓏）
5、VIA QuadCore（威盛四核處理器）