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[导读]中央处理器(central processing unit,简称CPU)作为计算机系统的运算和控制核心,是信息处理、程序运行的最终执行单元。CPU自产生以来,在逻辑结构、运行效率以及功能外延上取得了巨大发展。

中央处理器(central processing unit,简称CPU)作为计算机系统的运算和控制核心,是信息处理、程序运行的最终执行单元。CPU自产生以来,在逻辑结构、运行效率以及功能外延上取得了巨大发展。

计算机处理器是解释和执行指令的功能单元,也称为中央处理器或cpu,它是计算机的中枢神经系统,与处理器和内存周围被称为外设的设备形成对比,如键盘、显示器、磁盘、磁带机等都是外设。每一种处理器都有一套独特的操作命令,可称为处理器的指令集,如存储、调入等之类都是操作命令。计算机的设计者喜欢将计算机称为机器,因此,指令集有时也称为机器指令,编写这些指令的二进制语言也叫机器语言。中央处理器(英文Central Processing Unit,CPU)是一台计算机的运算核心和控制核心。

CPU出现于大规模集成电路时代,处理器架构设计的迭代更新以及集成电路工艺的不断提升促使其不断发展完善。从最初专用于数学计算到广泛应用于通用计算,从4位到8位、16位、32位处理器,最后到64位处理器,从各厂商互不兼容到不同指令集架构规范的出现,CPU 自诞生以来一直在飞速发展。

CPU发展已经有40多年的历史了。我们通常将其分成六个阶段。

(1)第一阶段(1971年-1973年)。这是4位和8位低档微处理器时代,代表产品是Intel 4004处理器。

1971年,Intel生产的4004微处理器将运算器和控制器集成在一个芯片上,标志着CPU的诞生; 1978年,8086处理器的出现奠定了X86指令集架构, 随后8086系列处理器被广泛应用于个人计算机终端、高性能服务器以及云服务器中。

(2)第二阶段(1974年-1977年)。这是8位中高档微处理器时代,代表产品是Intel 8080。此时指令系统已经比较完善了。

(3)第三阶段(1978年-1984年)。这是16位微处理器的时代,代表产品是Intel 8086。相对而言已经比较成熟了。 [3]

(4)第四阶段(1985年-1992年)。这是32位微处理器时代,代表产品是Intel 80386。已经可以胜任多任务、多用户的作业。

1989 年发布的80486处理器实现了5级标量流水线,标志着CPU的初步成熟,也标志着传统处理器发展阶段的结束。

(5)第五阶段(1993年-2005年)。这是奔腾系列微处理器的时代。

1995 年11 月,Intel发布了Pentium处理器,该处理器首次采用超标量指令流水结构,引入了指令的乱序执行和分支预测技术,大大提高了处理器的性能, 因此,超标量指令流水线结构一直被后续出现的现代处理器,如AMD(Advanced Micro devices)的锐龙、Intel的酷睿系列等所采用。

(6)第六阶段(2005年后)。处理器逐渐向更多核心,更高并行度发展。典型的代表有英特尔的酷睿系列处理器和AMD的锐龙系列处理器。

为了满足操作系统的上层工作需求,现代处理器进一步引入了诸如并行化、多核化、虚拟化以及远程管理系统等功能,不断推动着上层信息系统向前发展。

在昨天的CES展会上,AMD推出了多款处理器及显卡,其中桌面版的新品就是期待已久的锐龙7000 3D缓存版,主要有锐龙9 7950X3D、锐龙9 7900X3D及锐龙7 7800X3D三款。

相比去年的锐龙7 5800X3D处理器,这一次AMD提供的选择多了,不仅有8核的,还有12核、16核的选择,但是这次的3D缓存配置也比较奇特,特别是锐龙9 7950X3D、锐龙9 7900X3D这两款。

AMD已经确认,锐龙9 7950X3D、锐龙9 7900X3D这两款处理器上只增加了额外的64MB 3D缓存,堆叠在了两个CCD模块中的一个CCD上。

具体是怎么样的?Hardwareluxxx网站的编辑Andreas Schilling做了一张图,可以清晰地看到额外的缓存是如何分配的。

在锐龙7 7800X3D上,只有1个CCD模块,因此额外的64MB缓存就是堆叠在这个CCD上,不存在CCD与缓存之间的分配问题。

但在锐龙9 7950X3D、锐龙9 7900X3D上,内部是有2个CCD的,64MB缓存只能选择其中一个堆叠,这就导致了一个CCD模块是32MB L3缓存,一个是32+64=96MB缓存,不是对等的。

3D缓存带来的影响还有频率,尽管AMD公布的数据中锐龙9 7950X3D、锐龙9 7900X3D的加速频率跟锐龙9 7950X、锐龙9 7900X是一样的,但官方现在并没有明确堆叠64MB缓存的CCD模块的CPU频率是多少,理论上是要比正常低不少的,锐龙7 7800X3D的加速频率就低了400MHz,基础频率不确定低多少呢,AMD只标了4.XGHz。

缓存及频率的不同最终带来了什么样的差异?昨天有网友在快科技评论中很形象地说了与一点,那就是锐龙7000 3D缓存版实际上是变相做成了大小核架构,大核多了64MB缓存,但频率会低一些,适合跑一些对缓存敏感的游戏,小核的CCD核心则是正常缓存,但频率高。

这种差异也会导致调度优化的难题,好在AMD已经跟微软在合作,Win11未来升级之后会跟进这种区别来优化游戏及软件的调度,确保性能发挥。

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