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中央处理器和分支預測器

快捷方式: 差异相似杰卡德相似系数参考

中央处理器和分支預測器之间的区别

中央处理器 vs. 分支預測器

中央处理器 (Central Processing Unit,缩写:CPU),是计算机的主要设备之一,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。计算机的可编程性主要是指对中央处理器的编程。中央处理器、内部存储器和输入/输出设备是现代电脑的三大核心部件。1970年代以前,中央处理器由多个独立单元构成,后来发展出由集成电路制造的中央处理器,這些高度收縮的元件就是所謂的微处理器,其中分出的中央处理器最為复杂的电路可以做成单一微小功能强大的单元。 中央处理器廣義上指一系列可以执行复杂的计算机程序的逻辑机器。这个空泛的定义很容易地将在“CPU”这个名称被普遍使用之前的早期计算机也包括在内。无论如何,至少从1960年代早期开始,这个名称及其缩写已开始在电子计算机产业中得到广泛应用。尽管与早期相比,“中央处理器”在物理形态、设计制造和具体任务的执行上有了极大的发展,但是其基本的操作原理一直没有改变。 早期的中央处理器通常是为大型及特定应用的计算机而定制。但是,这种昂贵的为特定应用定制CPU的方法很大程度上已经让位于开发便宜、标准化、适用于一个或多个目的的处理器类。这个标准化趋势始于由单个晶体管组成的大型机和微机年代,随着集成电路的出现而加速。IC使得更为复杂的中央处理器可以在很小的空间中设计和制造(在微米的數量级)。中央处理器的标准化和小型化都使得这一类数字设备和電子零件在现代生活中的出现频率远远超过有限应用专用的计算机。现代微处理器出现在包括从汽车到手机到儿童玩具在内的各种物品中。. 在電腦架構中,分支預測器(Branch predictor)是一種數位電路,在分支指令执行结束之前猜測哪一路分支將會被執行,以提高处理器的指令流水线的效能。使用分支預測器的目的,在於改善指令管線化的流程。現代使用指令管線化處理器的效能能夠提高,分支預測器对于现今的指令流水线微处理器获得高性能是非常关键的技術。.

之间中央处理器和分支預測器相似

中央处理器和分支預測器有(在联盟百科)11共同点: 奔騰奔腾4超威半导体英特尔IA-64IBM POWERMMXRISCSPARC指令管線化数字电路

奔騰

奔騰(Pentium)是英特爾公司的一個註冊商標,作為其x86處理器品牌之一,於1993年推出。以往,「奔騰」是英特爾的唯一的x86處理器產品線,後來隨著其產品線的擴展衍生出低端的「賽揚」(Celeron)系列、供伺服器以及工作站使用的「至強」(Xeon)系列。2006年英特爾推出「酷睿」(Core)系列處理器產品線,取代原奔騰處理器系列的市場定位。時至今日,「奔騰」這個品牌仍然繼續使用,但市場定位被定位為比低端入門型的賽揚系列高一級,比橫貫中高端主流型和高端旗艦型的酷睿系列低一級的中端入門型級別。.

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奔腾4

奔騰4(Pentium 4,或簡称奔4或P4),Intel生產的第七代x86微處理器,是繼1995年出品的第六代P6架构Pentium Pro之後第一款重新設計過的處理器,這一新的架構稱做NetBurst,(此前的Pentium II、Pentium III及相应各版本的Celeron仍旧属于P6架构)。Pentium 4首款產品工程代号為:Willamette,拥有1.4GHz左右的核心時脈,并使用Socket 423腳位架構,于2000年11月发布。值得注意的是,Pentium 4有著非常快速到400MHz的前端匯流排,之後更有提升到533MHz、800MHz,它其實是一個100MHz时钟频率的四倍数据速率(QDR)前端匯流排,因此数据传输速率为4×100MHz。相应的,Pentium 4前期的竞争对手AMD Athlon处理器采用双倍数据输率(DDR)前端匯流排,拥有266MHz或333MHz的数据传输速率(2×133MHz、2×166MHz)。 令业界观察人士感到意外的是,NetBurst架构的Pentium 4在“每周期整数处理能力”和“每周期浮点处理能力”这两个重要性能上比前一代的P6架构不升反降。它通过牺牲每个周期的性能以实现非常高的--和SSE性能。与英特尔的传统保持一致的是,Pentium 4也有低端Celeron〔通常称为Celeron 4〕及Celeron D版本和用于SMP配置的高端Xeon〔至強〕版本。 Pentium 4的设计目标是适应更快的时钟速度,因为消费者开始依据更高的時脈购买電腦。在这方面Pentium 4是一个经典的市场驱动技术的范例。这很快就推动超微半導體(AMD)的“时钟频率神话运动”。英特尔使用一个特别长的指令流水线来实现这个目标,同Pentium III和Athlon那样的传统x86 CPU相比,Pentium 4降低了每个时钟周期的处理能力,但是它能够以更高的时钟速度工作。AMD則採用所謂的PR值來標示與Pentium 4相對應的Athlon XP處理器。 英特尔在發表Pentium 4時向大眾宣布说,NetBurst架構能夠運行在10GHz。然而,NetBurst架构在3.8GHz便遇到提升制程也无法解决的高功耗问题。这迫使英特尔在2005年年中放弃NetBurst,并转向升温更少的Pentium M,祭出“MoDT ('''M'''obile '''o'''n '''D'''esk'''T'''op)”的旗帜;并由此发展处Intel Core微架构取代NetBurst。.

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超威半导体

超微半导体公司(Advanced Micro Devices, Inc.;縮寫:AMD、超微,或譯「超威」),創立於1969年,是一家專注於微处理器及相關技術設計的跨国公司,总部位于美國加州舊金山灣區矽谷內的森尼韦尔市。最初,超微擁有晶圓廠來製造其設計的晶片,自2009年超微將自家晶圓廠拆分為現今的GlobalFoundries(格羅方德)以後,成為無廠半導體公司,僅負責硬體積體電路設計及產品銷售業務。現時,超微的主要產品是中央處理器(包括嵌入式平台)、圖形處理器、主機板晶片組以及電腦記憶體, 超微半導體是目前除了英特爾以外,最大的x86架構微處理器供應商,自收購冶天科技以後,則成為除了輝達以外僅有的獨立圖形處理器供應商,自此成为一家同時擁有中央處理器和圖形處理器技術的半導體公司,也是唯一可与英特爾和輝達匹敵的廠商。在2017年第一季全球個人電腦中央處理器的市場佔有率中,英特爾以79.8%排名第一、AMD以20.2%位居第二。於2017年8月,AMD CPU在德國電商Mindfactory的銷售量首次以54.0%超越intel,並於9月增長至55.0%,於10月(同時也是Coffee Lake推出之月份),銷售份額仍繼續成長至57.7%,於11月,由於增加部分未計算型號,份額下降至57.4%.

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英特尔

英特爾公司(Intel Corporation,、)是世界上最大的半導體公司,也是第一家推出x86架構處理器的公司,總部位於美國加利福尼亞州聖克拉拉。由羅伯特·諾伊斯、高登·摩爾、安迪·葛洛夫,以“集成電子”(Integrated Electronics)之名在1968年7月18日共同創辦公司,將高階晶片設計能力與領導業界的製造能力結合在一起。英特爾也有開發主機板晶片組、網路卡、快閃記憶體、繪圖晶片、嵌入式處理器,與對通訊與運算相關的產品等。“Intel Inside”的廣告標語與Pentium系列處理器在1990年代間非常成功的打響英特爾的品牌名號。 英特爾早期在開發SRAM與DRAM的記憶體晶片,在1990年代之前這些記憶體晶片是英特爾的主要業務。在1990年代時,英特爾做了相當大的投資在新的微處理器設計上與培養快速崛起的PC工業。在這段期間英特爾成為PC微處理器的供應領導者,而且市場定位具有相當大的攻勢與有時令人爭議的行銷策略,就像是微軟公司一樣支配著PC工業的發展方向。而Millward Brown Optimor發表的2007年在世界上最強大的品牌排名顯示出英特爾的品牌價值由第15名掉落了10個名次到第25名。 而主要競爭對手有AMD、NVIDIA及Samsung。.

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IA-64

IA-64,又稱英特爾安騰架構(Intel Itanium architecture),使用在Itanium處理器家族上的64位元指令集架構,由英特尔公司與惠普公司共同開發。IA是Intel Architecture(英特尔架构)的缩写,64指64位系统。使用这种架构的CPU,包括Itanium和Itanium 2。此架構與x86及x86-64並不相容,作業系統與軟體需使用IA-64專用版本。.

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IBM POWER

IBM POWER是RISC處理器架構的一種,由IBM設計,全稱為“Performance Optimization With Enhanced RISC”,《IBM Connect電子報》2007年8月號譯為「增強RISC性能優化」。POWER系列微處理器在不少IBM伺服器、超級電腦、小型電腦及工作站中,廣泛作為主CPU使用。而PowerPC架構也是源自POWER架構,並應用在蘋果電腦的麥金塔電腦及部份IBM的工作站,以及各式各樣的嵌入式系統上。此外,IBM透過網站,向其他開發者及製造商推廣POWER架構及其他衍生產品。 POWER同样也是一系列实施了同样架构指令集的微处理器的名字。POWER系列微处理器用于IBM的服务器、微电脑、工作站、超级电脑的主处理器。POWER3以及随后的POWER系列微处理器均全部实施了64-bit PowerPC架构。從POWER3開始及其之後的POWER處器都不再具備與支援更早之前的舊POWER的指令集架構,包括PowerPC指令集架構或任何POWER2所追加延伸的指令,如lfq或stfq等,都不再具備與支援。.

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MMX

MMX是由英特尔开发的一种SIMD多媒体指令集,共有57条指令。它于1996年集成在英特尔奔腾(Pentium)MMX处理器上,以提高其多媒体数据的处理能力。 其优点是增加了處理器關於多媒体方面的处理能力,缺点是占用浮点数寄存器进行运算(64位MMX寄存器实际上就是浮点数寄存器的别名)以至于MMX指令和浮点数操作不能同时工作。为了减少在MMX和浮点数模式切换之间所消耗的时间,程序员们尽可能减少模式切换的次数,也就是说,这两种操作在应用上是互斥的。AMD在此基础上发展出3D Now!指令集。 3D Now!發佈一年後,Intel在MMX基础上发展出SSE(Streaming SIMD Extensions)指令集,用來取代MMX。現在,新開發的程式不再僅使用MMX來最佳化軟體執行效能,而是改使用如SSE、3DNOW!等更容易最佳化效能的新一代多媒體指令集,不過目前的處理器大多仍可以執行針對MMX最佳化的較早期軟體。.

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RISC

#重定向 精简指令集.

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SPARC

SPARC,名稱源自於可擴充處理器架構(Scalable Processor ARChitecture)的縮寫,是一種RISC指令集架構,最早於1985年由昇陽電腦所設計,也是SPARC國際公司的注冊商標之一。這家公司於1989年成立,其目的是向外界推廣SPARC,以及為該架構進行符合性測試。此外該公司為了擴闊SPARC設計的生態系統,SPARC國際也把標準開放,並授權予多間生產商採用,包括德州儀器、Cypress半導體、富士通等。由於SPARC架構也對外完全開放,因此也出現了完全開放原始碼的LEON處理器,這款處理器以VHDL語言寫成,並採用LGPL授權。 SPARC架構原設計給工作站使用,及後應用在昇陽、富士通等製造的大型SMP伺服器上。而昇陽開發的Solaris作業系統也是為SPARC設計的系統之一,除Solaris外,NeXTSTEP、Linux、FreeBSD、OpenBSD及NetBSD系統也提供SPARC版本。 現時最新版本的SPARC為第8及第9版,在2005年12月,昇陽方面宣佈其UltraSPARC T1處理器將採用開放原始碼方式。2007年,昇陽電腦宣佈UltraSPARC T2處理器已經加入OpenSPARC開放原始碼計劃。.

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指令管線化

指令管線化(Instruction pipeline)是為了讓計算機和其它數位電子裝置能夠加速指令的通過速度(單位時間內被執行的指令數量)而設計的技術。 管線在處理器的內部被組織成層級,各個層級的管線能半獨立地單獨運作。每一個層級都被管理並且鏈接到一條“鏈”,因而每個層級的輸出被送到其它層級直至任務完成。 處理器的這種組織方式能使總體的處理時間顯著縮短。 未管線化的架構產生的效率低,因為有些CPU的模組在其他模組執行時是閒置的。管線化雖並不會完全消除CPU的閒置時間,但是能夠讓這些模組並行運作而大幅提升程式執行的效率。 但並不是所有的指令都是獨立的。在一條簡單的管線中,完成一個指令可能需要5層。如右圖所示,要在最佳性能下運算,當第一個指令被執行時,這個管線需要運行隨後4條獨立的指令。如果隨後4條指令依賴於第一條指令的輸出,管線控制邏輯必須插入延遲時脈周期到管線內,直到依賴被解除。而轉發技術能顯著減少延時。憑藉多個層,雖然管線化在理論上能提高效能,優勝於無管線的內核(假設時脈也因應層的數量按比例增加),但事實上,許多指令碼設計中並不會考慮到理想的執行。.

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数字电路

数字电路或数字集成电路是由许多的逻辑门组成的复杂电路。与模拟电路相比,它主要进行数字信号的处理(即信号以0与1两个状态表示),因此抗干扰能力较强。数字集成电路有各种门电路、触发器以及由它们构成的各种组合逻辑电路和时序逻辑电路。一个数字系统一般由控制部件和运算部件组成,在时脈的驱动下,控制部件控制运算部件完成所要执行的动作。通过類比數位轉換器、數位類比轉換器,数字电路可以和模拟电路互相连接。.

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上面的列表回答下列问题

中央处理器和分支預測器之间的比较

中央处理器有186个关系,而分支預測器有26个。由于它们的共同之处11,杰卡德指数为5.19% = 11 / (186 + 26)。

参考

本文介绍中央处理器和分支預測器之间的关系。要访问该信息提取每篇文章,请访问:

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