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CPU缓存

指数 CPU缓存

在计算机系统中,CPU高速缓存(CPU Cache,在本文中简称缓存)是用于减少处理器访问内存所需平均时间的部件。在金字塔式存储体系中它位于自顶向下的第二层,仅次于CPU寄存器。其容量远小于内存,但速度却可以接近处理器的频率。 当处理器发出内存访问请求时,会先查看缓存内是否有请求数据。如果存在(命中),则不经访问内存直接返回该数据;如果不存在(失效),则要先把内存中的相应数据载入缓存,再将其返回处理器。 缓存之所以有效,主要是因为程序运行时对内存的访问呈现局部性(Locality)特征。这种局部性既包括空间局部性(Spatial Locality),也包括时间局部性(Temporal Locality)。有效利用这种局部性,缓存可以达到极高的命中率。 在处理器看来,缓存是一个透明部件。因此,程序员通常无法直接干预对缓存的操作。但是,确实可以根据缓存的特点对程序代码实施特定优化,从而更好地利用缓存。.

57 关系: Am5x86AMD GeodeAMD K9AMD PhenomAMD Radeon HD 7000AMD ZenApple A11 BionicApple A8千字节处理器亲和性奔騰寄存器寄存器堆中央处理器幽灵 (安全漏洞)引用计数快取一致性儲存裝置内存刷洗内存控制器Big.LITTLEBroadwell微架構Cell (微處理器)CPU-Z系統匯流排缓存网络处理器熔毁 (安全漏洞)表格記憶體層級平行高速緩存高速缓存缺失轉譯後備緩衝區远程直接内存访问至强酷睿2電腦數據存貯器IBM 386SLCIMac G3IPhoneKrait (CPU)Linux内核Linux支持的计算机系统结构列表Mali (GPU)PDP-11Scorpion (CPU)SSE2ThinkPad X300UltraSPARC T1UltraSPARC T2...UncoreWalkmanWii U朱迪矩陣机器检查异常指令管線化整塊性核心 扩展索引 (7 更多) »

Am5x86

Am5x86處理器是AMD在1995發布的x86相容CPU,使用於486等級的電腦系統。對486系統的使用者來說,這是最快也最普遍相容的升級方式。 1995十一月發佈的Am5x86(又稱為5x86-133、Am5x86、X5-133、或以其他第三方標誌販售,例如"Turbochip")是一顆內部有倍頻器為4倍頻的Am486處理器強化版,可以讓系統運作在133MHz而不需要正式支援DX2或DX4 486處理器的倍頻。如同所有的強化版Am486,Am5x86擁有回寫式(write-back)L1快取記憶體,不同的是,它少見的大方使用16 kibibytes,而不是一般的8 KiB。AMD可能也少量的釋出150 MHz版本。 因為4倍頻不是原始Socket 3的設計,AMD讓5x86可以主機板上的設定為2x而運作在4x下。當使用Am5x86時,主機板必須設定為2x。這顆晶片在物理上也可用在更早期的486插槽,像是Socket 1或2,或最原始的168-pin 80486插槽,但因為Am5x86的運作電壓為3.45v,所以必須更換穩壓器(voltage regulator)。 結合業界最頂尖的時脈速度和相對較大的16 kib回寫式L1快取記憶體令5x86在整數運算性能上相等甚至略超過了Intel Pentium 75 MHz處理器。此外,因為它基於純粹的486設計,使得它能與舊系統相容,而他的競爭者Cyrix Cx5x86則出了些問題。這顆CPU普遍的能被超頻至160MHz,相當於Pentium 90MHz系統的效能。儘管有報導說有人成功地將它超頻至200MHz,但這需要能應付50MHz FSB的罕見VLB video card和主機板(尤其是快取記憶體),所以難以達成。Socket 3版本的AMD-X5-133ADZ是首選版本的晶片,因為它的額定工作溫度較高與更高的超頻幅度。 Am5x86也因最先使用備受爭議的PR rating而著名。因為5x86在效能測試上相當於Pentium 75MHz處理器,所以AMD隨後將它以"Am5x86-P75"推向市場。 當K5的開發進度落後時,銷售Am5x86成為AMD重要的收入來源 考驗著該公司的盈利能力。 AMD公司製造用於普通PC的Am5x86處理器一直到1999年。它在入門級桌上型電腦受到歡迎、出現在許多不同型號的筆記型電腦上,並也作為舊486系統的升級處理器單獨銷售。數家公司製造了升級工具,包含有電壓調節器的AMD 5x86及插槽轉換器,這使得它適用在幾乎任何過去生產的486主機板。這顆晶片甚至使用在Acorn RiscPC "PC card"的第二處理器。該RiscPC的OpenBus只支持32-bit處理器,這表示著Pentium無法輕易與他連接。Intel昂貴的Pentium Overdrive for 486系統是一個麻煩的CPU,有許多的相容性問題,因而不被使用。因此該5x86提供RiscPC Windows性能的頂點。 該晶片至今已經停產,停產前曾在嵌入式控制器中受到歡迎。其中5x86家族衍生的核心使用在AMD銷售的microcontrollers的Élan SC520家族。.

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AMD Geode

AMD Geode™ 處理器是AMD公司針對低功耗應用所設計的x86处理器,其頻率從400MHz到1GHz不等。主要應用於各種終端機、精簡型終端機(Thin client)和移動數位設備(如PDA)。.

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AMD K9

AMD K9是美商超微半導體(AMD)已取消研發的中央處理器微架構。原本K9架構將取代K8架構,以原生雙核心為架構的主要特性。實際K8微架構的下一代微架構是K10微架構。.

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AMD Phenom

Phenom是AMD採用K10微架構的處理器系列之一,型號分別為四核心(Phenom X4 9000系列,代號:Agena)及三核心(Phenom X3 8000系列 代號:Toliman),而AMD Quad FX 平臺(代號:Agnena FX)的高階產品會以Phenom FX的名義推出。大多數產品均使用Socket AM2+插槽,只有部份高階FX型號會使用Socket F+插槽。而K10雙核心的產品則會以Athlon X2的名義推出。Phenom處理器在中國大陆的官方中文名稱為「羿龍」,而台灣則譯為「飛龍」,俗稱「肥龍」。 AMD Phenom處理器和之前所推出的Athlon X2處理器除了核心數量的不同外,另一個最大的不同點在於,Phenom處理器還額外整合至少2MB的L3快取記憶體。 AMD Phenom 9000系列是真正的四核心處理器,意思是它在同一片晶片上即包含四個處理核心,而Intel的四核心處理器Core 2 Quad則是利用多晶片模組(MCM)的方式,將兩個雙核心處理器的晶片安置在同一個基座上,然後兩片晶片之間再以bus互相連接。.

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AMD Radeon HD 7000

AMD Radeon HD 7000系列,是AMD的圖形處理器系列產品,研發代號為Southern Islands(翻譯為南方群島),採用28奈米製程,由台積電代工。本系列第一款產品為Radeon HD 7970,於2012年1月16日發佈。全系列顯示核心採用「次世代圖形核心」(Graphics Core Next)架構,針對通用計算而優化。流處理器由4-Ways VLIW SIMD架構(俗稱4D架構)改良,亦提升了曲面细分性能。透過ZeroCore Power技術,顯示核心待机的時候,功耗小于3W。另外,Radeon HD 7000支援PCI-Express 3.0匯流排和Direct X 11.1。 Radeon HD 7000系列的主要競爭對手為NVIDIA的GeForce 600系列,兩者同樣使用台積電的28nm製程製造。HD 8000--是HD 7000的更名版本,僅供OEM。HD 7000的真正後繼者是代號Volcanic Islands(火山島)的Radeon Rx 200系列。.

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AMD Zen

Zen是一種x86-64微架構,由AMD開發,2016年發表,取代Bulldozer微架構及其改進版本。該微架構是美商超微重返高效能運算市場的重要產品,與舊有架構相比幾乎完全重新設計並以新工藝製作以提升效能,同時還引入眾多新特性,處理器產品以SoC或半SoC形態面市。而首款Zen微架構的處理器,核心代號「Summit Ridge」,正式品牌名稱為「Ryzen」,而中文名稱為「銳龍」,于2017年3月2日正式上市。.

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Apple A11 Bionic

Apple A11 仿生 (Bionic)是一款由蘋果公司設計的,於2017年9月12日發表的64位系統單晶片(SoC),並被首先搭載於iPhone 8、iPhone 8 Plus及iPhone X三款智慧型手機中。.

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Apple A8

Apple A8是蘋果公司設計的第二代64位元系統單晶片(SoC)。在2014年9月9日發佈,用於iPhone 6、iPhone 6 Plus、iPad mini 4、iPod touch 6、Apple TV和HomePod。 蘋果公司宣稱它比上代Apple A7在CPU效能高25%,繪圖效能高50%,能源效益高50%。.

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千字节

千字节(kilobyte),常写作kB或K,是電腦數據存貯器存储单位字节的多倍形式。国际单位制 (SI)以1000 (103)来定义前缀千,故1千字节表示1字节的1000倍。千字节单位的符号为kB。但在信息技术领域中,尤其是表示主存储容量时,千字节通常表示1024(2 10 )个字节。这是由数据流的二进制存储法决定的。这种情况下,在表示1024字节时,千字节的符号常记为大写字母K或 KB 。.

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处理器亲和性

处理器亲和性又称处理器关联。通过处理器关联可以将虚拟机或虚拟处理器映射到一个或多个物理处理器上。该技术基于对称多处理机操作系统中的native central queue调度算法。队列(queue)中的每一个任务(进程或线程)都有一个标签(tag)来指定它们倾向的处理器。在分配处理器的阶段,每个任务就会分配到它们所倾向的处理器上。 处理器亲和性利用了这样一个事实,就是进程上一次运行后的残余信息会保留在处理器的状态中(也就是指处理器的缓存)。如果下一次仍然将该进程调度到同一个处理器上,就能避免一些不好的情况(比如缓存未命中),使得进程的运行更加高效。 调度算法对于处理器亲和性的支持各不相同。有些调度算法在它认为合适的情况下会允许把一个任务调度到不同的处理器上。比如当两个计算密集型的任务(A和B)同时对一个处理器具有亲和性时,另外一个处理器可能就被闲置了。这种情况下许多调度算法会把任务B调度到第二个处理器上,使得多处理器的利用更加充分。 处理器亲和性能够有效地解决一些高速缓存的问题,但却不能缓解负载均衡的问题。而且,在异构系统中,处理器亲和性问题会变得更加复杂。.

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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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寄存器

寄存器(Register),是中央處理器內的其中組成部份。寄存器是有限存貯容量的高速存貯部件,它們可用來暫存指令、數據和位址。在中央處理器的控制部件中,包含的寄存器有指令寄存器(IR)和程序計數器。在中央處理器的算術及邏輯部件中,包含的寄存器有累加器。 在電腦架構裡,處理器中的暫存器是少量且速度快的電腦記憶體,藉由提供快速共同地存取數值來加速電腦程式的執行:典型地說就是在已知時間點所作的之計算中間的數值。 暫存器是記憶體階層中的最頂端,也是系統操作資料的最快速途徑。暫存器通常都是以他們可以保存的位元數量來估量,舉例來說,一個8位元暫存器或32位元暫存器。暫存器現在都以暫存器陣列的方式來實作,但是他們也可能使用單獨的正反器、高速的核心記憶體、薄膜記憶體以及在數種機器上的其他方式來實作出來。 這個名詞通常都用來意指由一個指令之輸出或輸入可以直接索引到的暫存器群組。更適當的是稱他們為「架構暫存器」。例如,x86指令集定義八個32位元暫存器的集合,但一個實作x86指令集的CPU可以包含比八個更多的暫存器。.

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寄存器堆

寄存器堆(register file)是CPU中多个寄存器组成的阵列,通常由快速的静态随机读写存储器(SRAM)实现。这种RAM具有专门的读端口与写端口,可以多路并发访问不同的寄存器。 CPU的指令集架构总是定义了一批寄存器,用于在内存与CPU运算部件之间暂存数据。在更为简化的CPU,这些架构寄存器(architectural registers)一一对应与CPU内的物理存在的寄存器。在更为复杂的CPU,使用寄存器重命名技术,使得执行期间哪个架构寄存器对应于哪个寄存器堆的物理存储条目(physical entry stores)是动态改变的。寄存器堆是指令集架构的一部分,程序可以访问,这与透明的CPU高速缓存(cache)不同。.

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中央处理器

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。.

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幽灵 (安全漏洞)

幽灵(Spectre)是一个存在于分支预测实现中的硬件缺陷及安全漏洞,含有预测执行功能的现代微处理器均受其影响,漏洞利用是基於時間的旁路攻擊,允许恶意进程獲得其他程序在映射内存中的資料内容。Spectre是一系列的漏洞,基於攻擊行爲類型,賦予了两个通用漏洞披露ID,分别是(bounds check bypass,边界检查绕过)和(branch target injection,分支目标注入),於2018年1月隨同另一個也基於推測執行機制的、屬於重量級資訊安全漏洞的硬體缺陷「Meltdown」(熔燬)一同公佈。由於該缺陷是推測執行機制導致的,加上不同處理器架構對推測執行又有不同的實作方式,因此這個缺陷無法獲得根源上的修復而只能採取「見招拆招」式的方法防範,而且因機制所致,各種解決方案還有不可預料的效能下降。 CVE-2017-5753依赖于運行中的即时编译(JIT)系統,用于Javascript的JIT引擎已被发现存在此漏洞。网站可以读取浏览器中存储的另一个网站的数据,或者浏览器本身的内存。對此Firefox 57.0.4(部分)及Chrome 64通过为每个网站分配专用的浏览器进程来阻擋此類攻擊;作業系統則是通過改寫的編譯器重新編譯以阻擋利用該漏洞進行攻擊的行爲。 針對CVE-2017-5715,除了軟體層面上進行修改以外,處理器也需要通過微碼更新來阻擋這類攻擊。.

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引用计数

引用计数是计算机编程语言中的一种内存管理技术,是指将资源(可以是对象、内存或磁盘空间等等)的被引用次数保存起来,当被引用次数变为零时就将其释放的过程。使用引用计数技术可以实现自动资源管理的目的。同时引用计数还可以指使用引用计数技术回收未使用资源的垃圾回收算法。 当创建一个对象的实例并在堆上申请内存时,对象的引用计数就为1,在其他对象中需要持有这个对象时,就需要把该对象的引用计数加1,需要释放一个对象时,就将该对象的引用计数减1,直至对象的引用计数为0,对象的内存会被立刻释放。 使用这种方式进行内存管理的语言:Objective-C.

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快取一致性

在計算機科學中,快取一致性(Cache coherence,或cache coherency),又譯為快取連貫性、快取同調,是指保留在快取記憶體中的共享資源,保持資料一致性的機制。 在一個系統中,當許多不同的裝置共享一個共同記憶體資源,在快取記憶體中的資料不一致,就會产生問題。這個問題在有數個CPU的多處理機系統中特別容易出現。 快取一致性可以分為三個層級:.

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儲存裝置

儲存裝置是用于储存資訊的设备或裝置。通常是將資訊數位化後再以利用電、磁或光學等方式的媒體加以儲存。 常見的儲存裝置(電腦數據存貯器)有:.

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内存刷洗

内存刷洗(Memory scrubbing)也可称内存擦洗、内存清洗,它是指从每个電腦記憶體位置读取数据、以一种错误纠错码(ECC)纠正位元错误(如果存在),然后将校正后的数据写回到相同位置。 由于现代计算机内存芯片的高度集成,单个内存单元的结构已足够小到易于受到宇宙射线和/或阿尔法粒子的影响。由这些现象引发的错误被称为軟性錯誤,这对基于DRAM或SRAM的内存来说可能是个问题。在任何单个内存位元发生软错误的概率非常小。但是,配以现代计算机的庞大内存空间,加之长时间持续运行的如服务器,在已安装内存中发生软错误的概率可能比较显著。 纠错内存中的信息被冗余存储,以便能校正每个内存字(word)的单比特错误。也因如此,ECC内存可以支持对内存的刷洗。换句话说,如果内存控制器系统性扫描内存,则可以检测到单比特错误,并可以使用ECC校验和来确定出错的比特并将校正的数据写回内存。.

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内存控制器

内存控制器(英語:Memory Controller)是一个用于管理与规划从内存到CPU间传输速度的总线电路控制器,它可以是一个单独的芯片或集成到相关的大型芯片里;如微处理器与北桥内置的内存控制器。.

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Big.LITTLE

ARM big.LITTLE或big.LITTLE是由安謀國際科技公司(ARM)提出的異質運算多核心處理器組態結構配置。在這個組態,將比較耗電、但運算能力強的處理器核心組成的「big叢集」與低耗電、運算能力弱的處理器核心組成的「LITTLE叢集」結合在一起,這些處理器核心共用記憶體區段,並能夠在不同的CPU叢集之間線上實時分派、切換負載。這個多核心處理器組態結構運用在--上,從而能夠做出計算高效能,但是平均耗電低的多核心處理器,ARM的市場資料稱在某些運算操作中這個組態配置相比只使用與「big叢集」相同CPU核心數量的處理器可節省多達75%的功耗。 本組態配置式在2011年10月ARM發表Cortex-A7時首次對外公布,Cortex-A15也能夠與這個架構相容。2012年10月,ARM公司宣布與(ARMv8)也能與這個架構相容。2014年2月ARM發表,同一年在Computex 2013上ARM又發表了,這兩種CPU核心也可用於big.LITTLE配置式中的「big叢集」上(「LITTLE叢集」由Cortex-A7擔當)。 2017年5月,ARM發表DynamIQ取代big.LITTLE。與big.LITTLE相比,DynamIQ允許更爲靈活的CPU核心配置和更大規模的叢集設計(每個CPU叢集可以有八顆CPU核心)、叢集數量更多(一塊CPU上最大可擴充至32個叢集)、更精確的電源控制(每個核心內有更多的時鐘門控和電壓控制)以及更快速的L2快取存取操作。然而DynamIQ僅適用於Cortex-A75、Cortex-A55及往後推出的ARM CPU核心。.

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Broadwell微架構

Broadwell是英特爾(Intel)於2015年1月在消費性電子展(CES)發表的處理器架構代號,是tick-tock模式中Haswell微架構的14nm製程改進版本。移动领域为主,桌面领域为辅,而且沒有零售版。 Broadwell將會採用多晶片模組設計。電壓調節模組可能會從CPU分離出來,以減少熱量的產生。 Broadwell可配合Intel 9系芯片組使用。.

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Cell (微處理器)

Cell Broadband Engine是一種微處理器架構,Cell是「Cell Broadband Engine Architecture」的簡寫,通常簡稱CBEA或部分的Cell BE。Cell 处理器是由日本索尼、索尼電腦娛樂、东芝、國際商業機器(IBM)公司联合开发、用于高速运算的处理器。它是以RISC指令体系的Power架构来设计的,并具有高时钟频率、高执行效率等特点。主要应用于PlayStation 3和刀鋒服务器之上。而CELL處理器的第二代版本,提高了双精度浮点运算性能。以往的CELL處理器,双精度的性能只有單精度的十分之一。而新的CELL處理器,可以使到双精度性能有五倍的提升。.

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CPU-Z

CPU-Z為一個可偵察中央處理器、記憶體及主機板資訊的Windows平台免費軟件。.

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系統匯流排

系統匯流排(System Bus)是一個單獨的電腦匯流排,是連接電腦系統的主要元件。這個技術的開發是用來降低成本和促進模組化。系統匯流排結合資料匯流排的功能來搭載資訊,位址匯流排來決定將資訊送往何處,控制匯流排來決定如何動作。雖然系統匯流排於1970年代至1980年代廣受歡迎,但是現代的電腦卻使用不同的分離匯流排來做更多特定需求用途。.

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缓存

速缓存(cache, )--原始意义是指存取速度比一般隨機存取記憶體(RAM)快的一种RAM,通常它不像系统主記憶體那样使用DRAM技术,而使用昂贵但較快速的SRAM技术。.

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网络处理器

網路處理器(Network Processing Unit,NPU),是一種專門應用於網路應用封包的處理器。 網路處理器也是積體電路的一種,但區別於特殊用途積體電路(ASIC)的單一功能,網路處理更加複雜、更加靈活,一般可以利用軟體或靭件依照網路運算的特性特別編程從而實現網路的特殊用途,在一塊晶片上實現許多不同功能,以應用於多種不同的網路設備及產品。.

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熔毁 (安全漏洞)

毁(Meltdown),也译熔断、崩溃,,正式名稱爲「Rogue Data Cache Load」,常譯作「恶意数据缓存加载」是一个存在于英特爾大部分的x86/x86-64微处理器、部分IBM POWER架構處理器以及部分ARM架構處理器中關於推測執行機制的硬件设计缺陷及安全漏洞,这种缺陷使得低權限的进程無論是否取得特權均可以獲取具備高權限保護的内存空間的資料,漏洞利用是基於時間的旁路攻擊。2018年1月隨同另一個也基於推測執行機制的、屬於重量級資訊安全漏洞的硬體缺陷「Spectre」(幽靈)于通用漏洞披露公布。 由於英特爾處理器及IBM POWER處理器均在市場上佔據極大的份額(出現缺陷的ARM處理器在缺陷被發現時尚未正式面市),這種涉及資訊安全的硬體缺陷影響範圍甚廣,包括幾乎整個x86、POWER伺服器領域、幾乎整個小型主機及大型主機市場、個人電腦市場等都無一倖免,另外該缺陷的危險程度之高(無需特權即可存取敏感資料所在的記憶體空間),曾一度令資安人員及機構懷疑缺陷的真實性,而提前公佈這些缺陷還極有可能引發全球性的資安災難,因而選擇先與處理器廠商及核心客戶聯絡協商備妥修補方案再另行公佈。目前該硬體缺陷可通過軟體實作規避,包括Linux系、Android、OS X/macOS、Windows等等都有相應的修復程式(像是Linux的内核页表隔离技術),但是軟體規避將導致處理器效能的顯著下降。而從根本上修復該缺陷的方法(包括修復「幽靈」缺陷)是重新設計處理器的微架構,爲此英特爾、IBM及ARM都將新處理器微架構的推出時程大幅押後。.

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表格

表格就是由若干的行与列所构成的一种有序的组织形式。实际上,这是对最基本的表格类型的简化描述,而这种简化描述则引出了下列事项:.

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記憶體層級平行

記憶體層級平行(Memory-level parallelism,縮寫為 MLP,又譯為內存級並行),平行計算技術的一種,是電腦架構的一種,能夠同時進行數個記憶體操作,特別是在快取未命中(cache miss),或轉譯後備緩衝區未命中(TLB miss)時。 在單核心處理器架構下,記憶體層級平行可以被視為是一種特殊的指令層級平行(ILP)。它也經常在超純量架構下出現。.

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高速緩存

#重定向 CPU缓存.

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高速缓存缺失

#重定向 CPU缓存.

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轉譯後備緩衝區

轉譯後備緩衝區(英文:Translation Lookaside Buffer,首字母縮略字:TLB),在中国大陆也被翻译为页表缓存、转址旁路缓存,為CPU的一种缓存,由記憶體管理單元用於改進虛擬位址到實體位址的轉譯速度。目前所有的桌上型及伺服器型處理器(如 x86)皆使用TLB。TLB具有固定數目的空间槽,用于存放將虛擬地址映射至物理地址的分頁表条目。為典型的可定址內容記憶體(content-addressable memory,首字母縮略字:CAM)。其搜尋鍵碼為虛擬記憶體位址,其搜尋結果為實體位址。如果請求的虚拟位址在TLB中存在,CAM 将给出一个非常快速的匹配结果,之後就可以使用得到的--存取記憶體。如果請求的虚拟位址不在 TLB 中,就會使用分頁表进行虚实地址转换,而分頁表的存取速度比TLB慢很多。有些系统允许分頁表被交换到次級存储器,那么虚实地址转换可能要花非常长的时间。.

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远程直接内存访问

在電腦運算领域,远程直接内存访问(remote direct memory access,RDMA)是一种直接記憶體存取技术,它将数据直接从一台计算机的内存传输到另一台计算机,无需双方操作系统的介入。这允许高通量、低延迟的网络通信,尤其适合在大规模并行计算机集群中使用。.

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至强

Xeon(读作/'zi:on/)是Intel的一個中央處理器品牌,中國譯名至強,主要供伺服器及工作站使用,亦有超级计算机採用此處理器。它与奔腾(Pentium)系列一樣,經過幾代處理器架構的變遷後,名字仍保留下來。舊款Xeon的名字是將Xeon放到相對的Pentium名字之後(Pentium II Xeon),新款的則直接叫作Xeon。Xeon采用x86架构和/或x86-64架构,和Itanium不同;Itanium采用特殊的IA-64架构,IA-64架构不兼容x86和x86-64。.

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酷睿2

Core 2(中文:酷睿2)是英特爾推出的第8代X86架構微處理器,它採用全新的Intel Core微架構,取代由2000年起大多數英特爾處理器採用的NetBurst架構。Core 2亦同時顯示出英特爾自2003年起出現Pentium M以來,於筆記型處理器及桌上型處理器兩個品牌的重整合。 首批Core 2處理器已於2006年7月27日開始發售,與Intel Core處理器一樣,Core 2也分為Solo(單核,只限手提電腦)、Duo(雙核)、Quad(四核)、Extreme(四核極致版)等型號。Core 2 Duo在中國內地暱稱為「烤土豆」,而Core 2 Quad暱稱為「烤土瓜」。首批推出的Core 2屬雙核版本,四核版本亦已有售。 與其他諸如Pentium 4、Pentium D等基於NetBurst處理器不同,Core 2不會單單注重處理器時脈的提升,它同時就其他處理器的特色,例如快取記憶體效率、核心數量等作出優化。這些新處理器的功耗比以往的Pentium 4/D處理器低很多,TDP最高值為65W。 Core 2處理器擁有現有的EM64T(Intel採用的x86-64)、虛擬化技術(Virtualization Technology,僅部分型號)及Execute Disable位元。另外它亦擁有LaGrande Technology、SSE3、Enhanced SpeedStep技術及Active Management Technology (iAMT2)。 因為Core 2 Duo承襲Pentium III(P3)架構(實際上就是「Pentium Pro」的P6架構)的衣冢,所以既保持高性能又兼具低功耗。現在藉著這個成功的架構加以改造。Intel競爭對手AMD的K8架構在效能上仍暫時落後於Conroe(除用於專業立體繪圖外),其主流的Athlon 64 X2雙核心處理器在零售市場上多只能吸引不夠預算購買配備Core 2處理器電腦的用户。這是由於配Core 2處理器的主機板售價較高,導致組裝成本大幅增加所致。.

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電腦數據存貯器

電腦數據存貯器,也稱儲存器或記憶體。 在今日,記憶體通常指的是半導體儲存器隨機存取記憶體,特別是動態隨機存取記憶體 (Dynamic-RAM).記憶體是速度快但只能暫時儲存資料的裝置.儲存器是儲存裝置但他們跟中央處理器沒有直接的連結,(第二級儲存裝置或第三級儲存裝置)—例如硬碟,光碟,或是其他裝置,傳輸速度比RAM慢.

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IBM 386SLC

IBM 386SLC是一顆處理器,是由Intel公司將386SX處理器的技術授權給IBM公司,IBM公司取得技術後以此技術為基礎所再行發展,並於1991年正式推出、量產的處理器。 IBM 386SLC內部具有電源管理的功效機能、8KB容量的內部快取記憶體,所以IBM 386SLC在相同時脈下能夠比Intel的80386DX處理器還快速,所以價格上也比較昂貴。此外IBM內部在此處理器研發的最初時還將其稱為「超級小晶片,Super Little Chip」。 IBM 386SLC用於IBM PS/2的35、40、56等系列的個人電腦上,不過這並沒有為這些系列的個人電腦帶來更高的市場佔有率。除此之外IBM 386SLC處理器也以一種「選用性升級」方式來推銷,即是過去IBM PS/2 25系列的個人電腦,可以在機內加裝此顆處理器,並取代原有機內的8086處理器,讓原有的電腦獲得運算效能的提升。.

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IMac G3

iMac G3为苹果公司(原苹果电脑公司)iMac个人电脑产品线上首个型号,并是精简型电脑的鼻祖。就如同首台Mac一般,iMac G3是一台一体机,将显示屏与系统单元都集成在一个机箱中。 iMac G3拥有半透明、色彩艳丽的外壳,并与色彩相配的键盘、鼠标一起出售。 在沃尔特·艾萨克撰写的史蒂夫·乔布斯传中,乔布斯称:"这看起来好极了,以至于你有点想舔它。".

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IPhone

iPhone是美國科技公司蘋果研發並販售的智慧型手機系列,它搭載蘋果公司研發的iOS(舊名iPhone OS)行動裝置作業系统。第一代iPhone於2007年1月9日由當時蘋果公司CEO的史提夫·賈伯斯(Steve Jobs)發布,並在同年6月29日正式發售。 iPhone的使用者介面基於本機搭載的多點觸控螢幕,iPhone 6s及以後的款式增加了壓力感觸(3D Touch)的新觸控方式。該使用者介面當中包括虛擬鍵盤。作為一台智慧型手機,擁有足夠多的元件,以實現拍照、拍攝影片(iPhone 3GS後才成為標準功能)、調用個人數位助理、播放音樂、收發電子郵件、語音留言、無線通信、瀏覽網頁等功能,並支援Wi-Fi、2G、3G和4G LTE(iPhone 5及以後的機型)連接,以及基於上述連接連線至VPN伺服器,實現虚擬專線網絡服務。還包括其他功能如電子遊戲、參考工作、GPS導航及連接社交網絡...等,這些都可以透過安装應用程式(Apps)來實現。10月,應用程式商店提供了超過1,000,000個由蘋果公司或第三方開發者開發的應用程式。.

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Krait (CPU)

Krait是高通設計的ARMv7相容中央處理單元,使用於驍龍S4及驍龍400/600/800/801/805系列系統晶片(SoC)上,於2012年發表並接替舊有的Scorpion處理器核心,大致的效能相當於至Cortex-A15的水準,但並不適用於big.LITTLE結構。.

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Linux内核

Linux内核(Linux kernel),是一种开源的类Unix操作系统宏内核。整个 Linux 操作系统家族基于该内核部署在传统计算机平台(如个人计算机和服务器,以 Linux 发行版的形式)和各种嵌入式平台,如路由器、无线接入点、专用小交换机、机顶盒、FTA 接收器、智能电视、数字视频录像机、网络附加存储(NAS)等。工作于平板电脑、智能手机及智能手表的 Android 操作系统同样通过 Linux 内核提供的服务完成自身功能。尽管于桌面电脑的占用率较低,基于 Linux 的操作系统统治了几乎从移动设备到主机的其他全部领域。截至2017年11月,世界前500台最强的超级计算机全部使用 Linux。 Linux内核最早是于1991年由芬兰黑客林納斯·托瓦茲为自己的个人电脑开发的,他当时在 Usenet 新闻组comp.os.minix登载帖子,这份著名的帖子标志着Linux内核计划的正式开始。如今,该计划已经拓展到支持大量的计算机体系架构,远超其他操作系统和内核。它迅速吸引了一批开发者和用户,利用它作为其他自由软件项目的核心,如著名的 GNU 操作系统。 在计划的早期,一些 Minix 的黑客提供了协助。而今天,Linux 内核已接受了超过1200家公司的近12000名程序员的贡献,其中包括一些知名的软硬件发行商。 从技术上说,Linux 只是一个符合 POSIX 标准的内核。它提供了一套应用程序接口(API),通过接口用户程序能与内核及硬件交互。仅仅一个内核并不是一套完整的操作系统。有一套基于 Linux 内核的完整操作系统叫作Linux 操作系统,或是GNU/Linux(在该系统中包含了很多 GNU 计划的系统组件)。 Linux 内核是在GNU通用公共许可证第2版之下发布的 (加上一些非自由固件、blob 与各种非自由许可证),是一个开源项目协作的突出例子。它的版本支持根据版本最长可达6年,貢獻者遍佈世界各地,日常开发相关的讨论在上。.

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Linux支持的计算机系统结构列表

Linux操作系统家族的基本组件如Linux内核、GNU C 函式庫、BusyBox,或其复刻如μClinux和uClibc,在编程时已经考虑了一定程度的抽象。此外,在汇编语言或C语言源代码中包含了不同的代码途径,以支持特定的硬件。因此,源代码可以在大量的计算机系统结构上成功编译(或交叉编译)。 此外,还开发了必需的自由及开放源代码软件,作为Linux和将要执行Linux的硬件之间的接口。例如,編譯器如GCC和LLVM/Clang。对交叉编译来说,则有数个完整工具鏈,像GNU工具链、OpenWrt Buildroot或OpenEmbedded。Yocto计划针对嵌入式应用案例。 条目Linux内核的可移植性一节中包含了有关技术细节的信息及参考。 请注意,额外的组件,如显示服务器或程序(像Blender),不一定适用以下所有平台。根本上说,所有软件都需要移植到执行该软件的硬件上,即适用特定体系。在编程时抽象的程度决定了该软件日后移植时所需要付出的努力。 相关术语:移植目标中有计算机系统结构,包括指令集架構和微处理器(至少为CPU)的微架構。目标还包括整个系统的“系统设计”,无论是超级计算机、桌上型電腦还是某些系统芯片,如在某些情况下,使用的是独一无二的总线。过去,内存控制器是在主板芯片组的一部分,而不是在CPU晶粒上。 尽管支持特定指令集是编译器的任务,软件在编写时也需考虑一定程度的抽象,才能使移植成为可能。以汇编语言写成的任何代码都将限定于某一指令集。 对特定微架构的支持包括优化CPU缓存层次结构中的TLB等。.

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Mali (GPU)

Mali 是一款由ARM Holdings(ARM,安谋科技)研发设计的移动显示芯片组(GPUs)系列。该显示芯片组的电路设计和架构研发完全由ARM自主设计,ARM特别设立了ARM Norway(ARM挪威)显示处理事业部来负责研发设计ARM Mali显示芯片系列,该部门的前身是Falanx。.

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PDP-11

PDP-11為迪吉多電腦於1970到1980年代所銷售的一系列16位元迷你電腦。PDP-11是迪吉多電腦的PDP-8系列的後續機種。PDP-11有著許多創新的特色,而且比起其前代機種更容易撰寫程式。當32位元的後續擴充機型VAX-11推出時,PDP-11已經廣受程式設計師的喜愛。這兩個機型後續的市場,則多由IBM PC、蘋果二號與昇陽電腦的工作站電腦等個人電腦所取代。.

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Scorpion (CPU)

Scorpion是高通設計的ARMv7相容CPU核心,使用於高通的驍龍系統晶片(SoC)上。效能上大致與ARM Cortex-A8以及相仿。.

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SSE2

SSE2,全名為Streaming SIMD Extensions 2,是一種IA-32架構的SIMD(單一指令多重資料)指令集。SSE2是在 2001年隨著Intel發表第一代Pentium 4處理器也一併推出的指令集。它延伸較早的SSE指令集,而且可以完全取代MMX指令集。在2004年,Intel 再度擴展了SSE2指令為 SSE3 指令集。與 70 條指令的 SSE 相比,SSE2新增了144條指令。在2003年,AMD也在發布AMD64的64位元處理器時跟進SSE2指令集。.

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ThinkPad X300

ThinkPad X300是联想(Lenovo)公司研发制造的一款筆記型電腦,于2008年2月26日发布,属于联想ThinkPad产品线。在此產品發佈前不久,蘋果公司首次發佈了MacBook Air。由於ThinkPad X300同樣以輕巧、細少著稱,所以不少使用者以及媒体將联想的ThinkPad X300與苹果的MacBook Air相互对比。.

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UltraSPARC T1

UltraSPARC T1是昇陽電腦所研發的微處理器,而處理器還在開發階段時的研發代號稱為「Niagara,尼亞加拉瀑布」,之後在2005年11月14日正式研發完成並發表。UltraSPARC T1是一顆多核心(執行核)、多线程(多執行緒)的CPU,且針對伺服器運算的運用需求而強化省電設計,在1.2GHz運作時脈下的典型用電為72W(Watt,瓦、瓦特)。 UltraSPARC T1衍生自UltraSPARC系列微處理器,它是昇陽電腦公司的第一顆多核多緒處理器,這顆處理器內可以有4個、6個、8個CPU核心,且每個核心最多可同時執掌、處理4個執行緒,如此UltraSPARC T1處理器在最理想狀態下可同時執行32個執行緒。 UltraSPARC T1的運作與昇陽電腦的高階對稱處理(SMP)系統很近似,它具有系統分割能力,可以將一個或數個核心切割成一個分區(Partition),然後在分區內執行一個或數個程序(Process)及執行緒(Thread),此外待執行的程序、執行緒也可以儘速派送或轉移給其他較閒餘的執行核心,進而增加整體執行效率。.

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UltraSPARC T2

UltraSPARC T2(研發代號:Niagara II)是昇陽電腦所研發的微處理器,是一顆多核心(執行核)、多线程(多執行緒)的CPU,采用开放架构。UltraSPARC T2的前一款處理器為UltraSPARC T1。 UltraSPARC T2衍生自UltraSPARC系列微處理器,這顆處理器內可以有8個CPU核心,且每個核心最多可同時執掌、處理8個執行緒,如此UltraSPARC T2處理器在最理想狀態下可同時執行64個執行緒,而且,每個核心也有自屬的浮點運算單元(FPU)。同時加密、解密相關的執行處理單元也將由單核提升成多核。T2將使用65奈米製程,而且L2快取記憶體增到4MB.

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Uncore

uncore一詞,是英特爾用來描述微處理器中,功能上為非處理器核心(Core)所負擔,但是對處理器效能的發揮和維持有必不可少的作用的組成部分。處理器核心包含的處理器組件都涉及處理器指令的執行,包括算術邏輯單元(ALU)、浮點運算單元(FPU)、一級快取(L1 Cache)、二級快取(L2 Cache)。Uncore的功能包括QPI控制器、三級快取(L3 Cache)、窺探(監測)管線(snoop agent pipeline)、記憶體控制器,以及Thunderbolt控制器。至於其餘的匯流排控制器,像是PCI-E、SPI等,則是屬於晶片組的一部分。 英特爾Uncore設計根源,來自於北橋晶片。Uncroe的設計是,將對於處理器核心有關鍵作用的功能重新組合編排,從物理上使它們更靠近核心(整合至處理器晶片上,而它們有部分原來是位於北橋上),以降低它們的存取延時。而北橋上餘下的和處理器核心並無太大關鍵作用的功能,像是PCI-E控制器或者是電源控制單元(PCU),並沒有整合至Uncore部分,而是繼續作為晶片組的一部分。 具體而言,微架構中的uncore是被細分為數個模組單元的。uncore連接至處理器核心是通過一個叫Cache Box(CBox)的界面實現的,CBox也是末級快取(Last Level Cache,LLC)的連接界面,同時負責管理快取一致性。複合的內部與外部QPI連結由物理層單元(Physical Layer units)管理,稱為PBox。PBox、CBox以及一個或更多的內建記憶體控制器(iMC,作MBox)的連接由系統配置控制器(System Config Controller,作UBox)和路由器(Router,作RBox)負責管理。 從uncore部分移出串列匯流排控制器,可以更好地促進效能的提升,通過允許uncore的時脈速率(UCLK)運作於基準的2.66GHz,提升至超過超頻限制值的3.44GHz,實現效能提升。這種時脈提升使得核心存取關鍵功能部件(像是記憶體控制器)時的延時值更低(典型情況下處理器核心存取DRAM的時間可降低10奈秒或更多)。.

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Walkman

Walkman,是日本索尼公司(Sony)在1979年所推出的一個隨身聽品牌,而中文的隨身聽名稱即是由“Walkman”轉變而來。.

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Wii U

Wii U是任天堂繼Wii之後所推出的家用遊戲主機,是Wii的後繼機種。於2011年6月7日首次公佈,开发代號為「Project Café」。2012年12月8日上市。Wii U可以兼容Wii的所有游戏软件,支援最高1080P的高畫質輸出,拥有全新的触摸屏控制器,此控制器上裝有一個6.2英寸的16:9觸控螢幕。 Wii U於2012年11月18日在北美最先发售,提供兩款套裝選擇,分別為標準版套裝,售價為299.99美元(內置8GB快閃記憶體)及豪華版套裝,售價為349.99美元(內置32GB快閃記憶體);2012年12月8日在日本發售,同样提供兩款套裝選擇,分別為標準版套裝,售價為26,250日圓(內置8GB快閃記憶體)及豪華版套裝,售價為31,500日圓(內置32GB快閃記憶體)。Wii U是任天堂历史上第一部支持解析度1080p的家用遊戲主機,它配有2GB的RAM并将一半用于Wii U的操作系统。 任天堂於2016年11月對外宣布將在日本停產Wii U主機,並將開發資源轉移至其繼任主機任天堂Switch。2017年1月31日,任天堂宣布正式在全球停產Wii U,而Wii U也成為了任天堂歷史上生命週期最短的家用遊戲機,銷量1,356万台也是任天堂銷量最少的家用遊戲機。.GameSpot.2017-01-31.

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朱迪矩陣

Judy array是一个计算机科学和软件工程学中的名词,是一种高性能、低内存消耗的数据结构,实现了关联数组的功能。与普通数组不同,Judy array可以是稀疏的,这一点更像是散列表,而非数组。Judy array可以用整形或字符串作为键值来存储、查询数据,它最大的优势是可动态自动扩展,高性能,节省内存并且易于使用。 由于Judy array在操作速度和内存使用上都非常高效,同时并不需要特殊配置或初始化,使得它可以用来替换掉多种常见数据结构,例如跳跃列表,链表,二叉树,B树,散列表,而且judy array在海量数据集上的表现比那些数据结构更好。 粗略地讲,Judy array像是一个高度优化了的256叉树,为了节省内存,它使用了超过20种不同的压缩技术来压缩树节点。.

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机器检查异常

机器检查异常(Machine Check Exception,MCE)是计算机的中央处理器检测到一个硬件问题发生的计算机硬件错误。 现代版本的Microsoft Windows通过处理机器检查异常。当该架构检测到机器检查异常(MCE)时,它会以蓝屏死机显示该错误,附以下列参数(数值可能变化,但机器检查异常导致的首个参数始终为0x0): 在Linux上,进程(例如klogd)会向内核日志和/或控制台屏幕写入消息(通常仅在错误不可恢复且机器因此崩溃时,消息才会发送到控制台): 该错误通常是由于硬件组件的故障或过负载而发生,其中的错误不能用更具体的错误消息来识别。诊断其错误消息可能很困难,尽管英特尔奔騰处理器确实生成更具体的代码,可以联系制造商进行解码。 大多数机器检查异常需要重启系统才能继续为用户正常运行。.

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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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整塊性核心

整塊性核心(Monolithic kernel),也譯為集成式核心、單體式核心,一種作業系統核心架構,此架構的特性是整個核心程式是一個單一二進位執行檔,在核心空間以監管者模式(Supervisor Mode)來執行。相對於其他類型的作業系統架構,如微核心架構或混核心架構等,這些核心會定義出一個高階的虛擬介面,由該介面來涵蓋描述整個電腦硬體,這些描述會集合成一組硬體描述用詞,有時還會附加一些系統调用,如此可以用一個或多個模組來實現各種作業系統服務,如行程管理、共時(Concurrency)控制、記憶體管理等。.

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