关于CPU科普，这篇说得最详细( 四 ) _CPU

时钟对于确保在流水线的每个阶段前进时，所有值在正确的时间显示都是至关重要的。时钟确定CPU每秒可以处理多少条指令。通过超频提高其频率将使芯片速度更快，但也会增加功耗和热量输出。

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热量是CPU的最大敌人。随着数字电子设备的升温，微观晶体管可能开始退化。如果不清除热量，可能会导致芯片损坏。这就是为什么所有CPU都带有散热器的原因。CPU的实际硅芯片可能仅占物理设备表面积的20％。占用空间的增加允许热量更均匀地散布到散热器。它还允许更多的引脚用于与外部组件的接口。
现代CPU的背面可以有数千个或更多的输入和输出引脚。由于大多数计算部件都在芯片内，因此移动芯片可能只有几百个引脚。不管采用哪种设计，其中约有一半专门用于供电，其余用于数据通信。这包括与RAM，芯片组，存储，PCIe设备等的通信。
随着高性能CPU在满负载下汲取100安培或更高的电流，它们需要数百个引脚才能平均分散电流消耗。引脚通常镀金以提高导电性。不同的制造商在其许多产品线中使用不同的销钉布置。

结合一个例子总结一下，我们将快速介绍一下Intel Core 2 CPU的设计。这是从2006年开始的，因此某些零件可能已过时，但是尚无有关较新设计的详细信息。
从顶部开始，我们有指令缓存和ITLB 。转换后备缓冲区（TLB）用于帮助CPU知道存储器中要查找所需指令的位置。这些指令存储在L1指令缓存中，然后发送到预解码器中。x86体系结构极其复杂且密集，因此有许多解码步骤。同时，分支预测器和预取器都在期待由传入指令引起的任何潜在问题。

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从那里，指令被发送到指令队列。回顾一下无序设计如何使CPU执行指令并选择最及时的指令来执行。该队列保存CPU正在考虑的当前指令。一旦CPU知道哪一条指令将是最佳执行方式，它将进一步解码为微操作。虽然一条指令可能包含CPU的复杂任务，但微操作是精细的任务，CPU可以更轻松地对其进行解释。
然后，这些指令进入“注册表”，“ ROB”和“保留站” 。这三个组成部分的确切功能有些复杂（请考虑研究生水平的大学课程），但是它们在乱序过程中用于帮助管理指令之间的依赖关系。
一个“核心”实际上将具有许多ALU和内存端口。将传入的操作放入预留站，直到可以使用ALU或内存端口。一旦所需的组件可用，该指令将在L1数据缓存的帮助下进行处理。输出结果将被存储，并且CPU现在准备从下一条指令开始。就是这样！
虽然本文并不是要确切地指导每个CPU的工作方式，但是它应该使您对它们的内部工作原理和复杂性有一个很好的了解。坦白说，AMD和Intel之外的人实际上都不知道他们的CPU如何工作。本文的每个部分都代表了整个研究和开发领域，因此此处提供的信息只是从头开始。
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