CPU行业研究报告（111页）

行业报告下载 2021年02月08日 07:01 管理员

中央处理器（Central Processing Unit）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核心主要是由大量的运算器、控制器、寄存器组成。运算器负责算术运算和逻辑运算。控制器负责应对所有的信息情况，调度运算器把计算做好。寄存器既要承接控制器的命令，传达命令给运算器；还要帮运算器记录已处理或者将要处理的数据。几乎所有的CPU的运作可以简要概括为“取”,“解码”和“执行”三大步骤，此三个步骤统称为指令周期。通常，CPU核心从存储单元或内存中提取指令。然后，根据指令集由指令解码器执行解码，将指令转换为控制CPU其他部份的信号。最后通过运算器中的微架构进行运算得到结果。 

CPU内核的基础就是指令集和微架构。复杂指令集诞生于1960年代，在精简指令集之前，被用来解决语义鸿沟。当时的复杂指令集经过高度编码，支持汇编语言，拥有很高的代码密度，有助于缩小程序，减少主存储器的访问次数，极大地节省了计算机存储器和磁盘存储成本，并且速度更快。复杂指令集是相对精简指令集而言的，所有除了精简指令集之外的都可以划归到复杂指令集之中。复杂指令集和精简指令集的显著差异是大多数的精简指令集采用等长结构，并且严格区分存储和读取。复杂指令集通常出现在读取和存储通过算法相连的计算机中，如服务器和个人电脑中的X86指令集。复杂指令集的单一指令可以执行数个低阶操作程序，例如存储读取，算法运行和记忆存储，或者可以用单一指令来实现多步操作或寻址。随着个人计算机的普及和计算机分工的细化，复杂指令集在低算力需求的计算机中出现了“过度设计” 的现象，造成了寄存器一定程度上的浪费，精简指令集由此孕育而生，二者并行发展了近50年。

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