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寄存器和存儲器的區別( 二 )

云知道寄存器


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四、CPU主要技術淺析
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1、流水線技術
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流水線(pipeline)是 InteI首次在486芯片中開始使用的 。流水線的工作方式就象工業生產上的裝配流水線 。在CPU中由5~6個不同功能的電路單元組成一條指令處理流水線，然后將一條X86指令分成5~6步后再由這些電路單元分別執行，這樣就能實現在一個CPU時鐘周期完成一條指令，從而提高了CPU的運算速度 。
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2、超流水線和超標量技術
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超流水線是指某些CPU內部的流水線超過通常的5~6步以上，例如Intel Pentium 4的流水線就長達20步 。將流水線設計的步(級)數越多，其完成一條指令的速度越快，因此才能適應工作主頻更高的CPU 。超標量(supe rscalar)是指在 CPU中有一條以上的流水線，并且每時鐘周期內可以完成一條以上的指令，這種設計就叫超標量技術 。
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3、亂序執行技術
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亂序執行(out-of-orderexecution)是指CPU采用了允許將多條指令不按程序規定的順序分開發送給各相應電路單元處理的技術 。比方說程序某一段有7條指令，此時CPU將根據各單元電路的空鬧狀態和各指令能否提前執行的具體情況分析后，將能提前執行的指令立即發送給相應電路執行 。當然在各單元不按規定順序執行完指令后還必須由相應電路再將運算結果重新按原來程序指定的指令順序排列后才能返回程序 。這種將各條指令不按順序拆散后執行的運行方式就叫亂序執行(也有叫錯序執行)技術 。采用亂序執行技術的目的是為了使CPU內部電路滿負荷運轉并相應提高了CP U的運行程序的速度 。
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4、分技預溯和推測執行技術
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分枝預測(branch prediction)和推測執行(speculatlon execution) 是CPU動態執行技術中的主要內容，動態執行是目前CPU主要采用的先進技術之一 。采用分枝預測和動態執行的主要目的是為了提高CPU的運算速度 。推測執行是依托于分枝預測基礎上的，在分枝預測程序是否分枝后所進行的處理也就是推測執行.
5、指令特殊擴展技術
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自最簡單的計算機開始，指令序列便能取得運算對象，并對它們執行計算 。對大多數計算機而言，這些指令同時只能執行一次計算 。如需完成一些并行操作，就要連續執行多次計算 。此類計算機采用的是“單指令單數據”（SISD）處理器 。在介紹CPU性能中還經常提到“擴展指令”或“特殊擴展”一說，這都是指該CPU是否具有對X86指令集進行指令擴展而言 。擴展指令中最早出現的是InteI公司的“MMX”，然后是Pentium III中的“SSE”，以及現在Pentium 4中的SSE2指令集 。
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五、CPU的構架和封裝方式
（一） CPU的構架
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CPU架構是按CPU的安裝插座類型和規格確定的 。目前常用的CPU按其安裝插座規范可分為Socket x和Slot x兩大架構 。
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以Intel處理器為例，Socket 架構的CPU中分為Socket 370、Socket 423和Socket 478三種，分別對應Intel PIII／Celeron處理器、P4 Socket 423處理器和P4 Socket 478處理器 。Slot x架構的CPU中可分為Slot 1、Slot 2兩種，分別使用對應規格的Slot槽進行安裝 。其中Slot 1是早期Intel PII、PIII和Celeron處理器采取的構架方式，Slot 2是尺寸較大的插槽，專門用于安裝PⅡ和P Ⅲ序列中的Xeon 。Xeon是一種專用于工作組服務器上的CPU 。
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（二） CPU的封裝方式
所謂封裝是指安裝半導體集成電路芯片用的外殼，通過芯片上的接點用導線連接到封裝外殼的引腳上，這些引腳又通過印刷電路板上的插槽與其他器件相連接 。它起著安裝、固定、密封、保護芯片及增強電熱性能等方面的作用 。
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CPU的封裝方式取決于CPU安裝形式，通常采用Socket插座安裝的CPU使用PGA(柵格陣列)的形式進行封裝，而采用Slot X槽安裝的CPU則全部采用SEC(單邊接插盒)的形式進行封裝 。

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