CPU 是如何工作的？

CPU 是如何工作的？CPU 通é�ŽåŸ·è¡Œå¾žå…§å­˜è®€å�–的指令來工作 - 這些指令告訴 CPU 需è¦�å°�å­˜å„²åœ¨å…§å­˜æˆ–å¯„å­˜å™¨ä¸­çš„ç‰¹å®šæ•¸æ“šé …åŸ·è¡Œå“ªäº›æ“�作。當從存儲器中å�–出一æ¢�指令時，它會通é�ŽæŽ§åˆ¶å–®å…ƒç™¼é€�，在控制單元中å°�其進行解碼，並確定任何必è¦�的地å�€/æ•¸æ“šé …ï¼›ç„¶å¾Œï¼Œè©²ä¿¡æ�¯è¢«å‚³é�žåˆ° ALUï¼Œå…¶ä¸­æ ¹æ“šæŒ‡ä»¤ä¸­æŒ‡å®šçš„å…§å®¹å¯¦éš›åŸ·è¡Œæ“�作。æ“�作完æˆ�後，如果需è¦�，任何çµ�果值都會存儲回內存，然後å†�ç�²å�–å�¦ä¸€æ¢�指令並é‡�複此é�Žç¨‹ï¼Œç›´åˆ°åŸ·è¡Œå®Œç¨‹åº�的所有指令。

什麼是CPU？中央處�單元(CPU)是計算機系統的大腦 - 它本質上告訴計算機��什麼以�如何�。CPU 由電路組�，電路由三個主�部件組�：控制單元�算術/�輯單元 (ALU) 和寄存器組。控制單元從內存中�出指令，�其進行解碼，確定內存中存儲的數據的地�（如果需�），然後將數據和指令信�傳�給 ALU 進行處�。ALU 執行��指令所需的計算或�輯，如果需�，將中間�果存儲在寄存器中，然後將�果發�回內存，以便其他程�訪�或寫入�盤。寄存器用於在 CPU 處�時�存短期數據。

ä»€éº¼æ˜¯æ ¸å¿ƒï¼Ÿæ ¸å¿ƒæ˜¯å¤šæ ¸è™•ç�†å™¨å…§åŸ·è¡Œå–®å…ƒçš„一個實例。æ¯�å€‹æ ¸å¿ƒéƒ½æœ‰è‡ªå·±çš„ç§�有緩存，這使得它å�¯ä»¥ç�¨ç«‹åŸ·è¡Œä»»å‹™ï¼Œè€Œä¸�必經常訪å•�ä¸»å…§å­˜ï¼›ç„¶è€Œï¼Œå¤šå€‹æ ¸å¿ƒå�¯ä»¥å…±äº«è³‡æº�ï¼Œä¾‹å¦‚äºŒç´šç·©å­˜ã€‚å¤šæ ¸åœ¨åŸ·è¡ŒæŒ‡ä»¤æ™‚å…�許更大的並行性，這æ„�味著å�¯ä»¥å�Œæ™‚åŸ·è¡Œæ›´å¤šæŒ‡ä»¤ï¼Œå› æ­¤èˆ‡å–®æ ¸è™•ç�†å™¨ç›¸æ¯”å�¯ä»¥åœ¨æ›´çŸ­çš„時間內完æˆ�æ›´å¤šå·¥ä½œã€‚é€™ä½¿å¾—å¤šæ ¸è™•ç�†å™¨é�žå¸¸é�©å�ˆè¦–é »ç·¨è¼¯æˆ– 3D 渲染等密集計算任務。

什麼是線程？線程是å�¯ä»¥åœ¨å–®å€‹è™•ç�†å™¨æ ¸å¿ƒä¸Šçš„單個進程或應用程åº�中並發執行的執行åº�列。線程å…�許應用程åº�/程åº�看起來é�‹è¡Œå¾—æ¯”å¯¦éš›é€Ÿåº¦æ›´å¿«ï¼Œå› ç‚ºå®ƒå€‘èƒ½å¤ å�Œæ™‚åˆ©ç”¨å¤šå€‹å…§æ ¸ - 多個線程å�Œæ™‚在ä¸�å�Œçš„å…§æ ¸ä¸Šé�‹è¡Œï¼Œå�¯ä»¥å®Œæˆ�更多工作，而無需等待任何一個線程在å�¦ä¸€å€‹ç·šç¨‹å�¯ä»¥åœ¨å�¦ä¸€å€‹æ ¸å¿ƒä¸Šå†�次開始執行之å‰�完æˆ�執行。

什麼是超線程？超線程(HT) 是英特爾的專有技術，å�¯åœ¨æ¯�個物ç�†è™•ç�†å™¨å…§æ ¸ä¸­å•Ÿç”¨å¤šå€‹é‚�輯處ç�†å™¨- 本質上å…�許æ¯�個物ç�†å…§æ ¸å�Œæ™‚存在兩個指令æµ�（這顯示為四個“虛擬â€�處ç�†å™¨ï¼Œè€Œä¸�是兩個）。將HT 引入CPU 使英特爾CPU å…·æœ‰æ›´å¥½çš„å¤šä»»å‹™æ€§èƒ½ï¼Œå› ç‚ºå®ƒå€‘æ��高了æ¯�個時é�˜é€±æœŸçš„處ç�†èƒ½åŠ›- é€™ä½¿å¾—å®ƒå€‘èƒ½å¤ æ¯”å‰�幾代處ç�†å™¨æ›´å¿«åœ°è™•ç�†å¤§åž‹å·¥ä½œè² 載，而å‰�幾代處ç�†å™¨åƒ…å�—時é�˜é€Ÿåº¦çš„é™�åˆ¶ï¼ˆåƒ…å¢žåŠ äº†æœ‰é™�的範åœ�）。此外，在æŸ�些情æ³�下，與未關閉HT 的情æ³�相比，HT 還有助於æ��高æŸ�些情æ³�下的å�žå��é‡�以å�ŠIPC 收益，這è¦�歸功於在處ç�†è¼ƒå¤§ç·šç¨‹æ•¸æ™‚更好的調度效率。

什麼是 RISC 與 CISC 架構？RISC 代表精簡指令集計算機 - 這通常指的是使用比 CISC 架構（複雜指令集計算機）少得多的複雜指令類型的架構。CISC 架構通常由高度多樣化的指令集組æˆ�，從簡單的算術é�‹ç®—到涉å�Šå­—符串æ“�作等多個步驟的複雜指令集，而RISC 傾å�‘於更簡單但更快的指令（由於復雜性é™�低，æ¯�個芯片佔用的é�¢ç©�æ›´å°‘ï¼‰ï¼Œå› æ­¤å®ƒå€‘å‚¾å�‘於考慮到兩種架構的時é�˜é€Ÿåº¦ç›¸ä¼¼ï¼Œå¾žè€Œå¯¦ç�¾æ›´é«˜çš„性能特徵。

什麼是管�？CPU 中的管�特指將指令執行中涉�的�個階段拆分為離散部分的架構，以便早期階段的�果�以更快地在後期階段�用，從而�許進一步優化，例如亂�調度和執行- 這使得�些部分�行得更快或者更慢，具體�決於他們的個人需求，而�是讓�個階段相互等待，從而比��水線設計顯著�高性能，從而使�代高速和多線程處�器�為�能。

什麼是緩存？高速緩存是相å°�快速的RAM çš„å°�塊，直接ä½�於中央處ç�†å–®å…ƒå…§éƒ¨æˆ–附近，具有兩個功能：首先，由於高速緩存以較低的延é�²é�‹è¡Œï¼Œå› æ­¤æ¸›è¼•äº†ä¸»å…§å­˜è®€å¯«çš„å£“åŠ›ï¼Œå…¶æ¬¡åŠ å¿«äº†é€Ÿåº¦ã€‚

什麼是緩存線？高速緩存行是�以從主存傳輸到 CPU 高速緩存的最�數據塊。在具有 4 字節指令的處�器上，高速緩存行通常由 64 字節組�，�於 8 字節指令則由 128 字節組�。�當CPU從內存請求數據時，它會��整行數據，而�僅僅是一�數據或指令；如果將來的�作需�的話，這�以確�任何相關的數據片段也�於 CPU 的緩存中，從而有助於減少延�。

什麼是多處�？多處�是一個總稱術語，用於�述作為單個計算機系統的一部分或分佈在多個系統/設備上一起工作的多個 CPU。在大多數�代計算機/�務器/網絡中，多處��以採�多種形�，包括�稱多處� (SMP)，其中兩個或多個 CPU 共享� RAM 和其他資�的訪�；��稱多處� (AMP)，其中一個或多個處�器充當主處�器並將任務委託給從屬處�器；大�模並行處�（MPP），其中多個處�器�作�大�數據快速執行複雜的計算任務。

什麼是超標é‡�架構？超標é‡�æž¶æ§‹æ˜¯æŒ‡èƒ½å¤ å�Œæ™‚執行多æ¢�指令的高性能 CPUï¼Œé€™ä½¿å¾—å®ƒå€‘èƒ½å¤ é€šé�Žå�Œæ™‚執行多æ¢�指令（而ä¸�是åƒ�å‰�å¹¾ä»£é‚£æ¨£æŒ‰é †åº�執行）來æ��高性能，從而減少必è¦�時利用空閒執行單元來延é�²å’Œå¢žåŠ å�žå��é‡�。通é�Žé€™æ¨£å�šï¼Œè¶…標é‡�架構å�¯ä»¥æ›´æœ‰æ•ˆåœ°åˆ©ç”¨å�¯ç”¨è™•ç�†å™¨è³‡æº�，從而實ç�¾æ›´å¿«çš„處ç�†é€Ÿåº¦ï¼Œç”šè‡³èˆ‡æ›´é«˜ä¸»é »çš„å‰�代架構相比也是如此。

什麼是微處ç�†å™¨ï¼Ÿå¾®è™•ç�†å™¨æœ¬è³ªä¸Šæ˜¯å…¨å°ºå¯¸è™•ç�†å™¨çš„芯片縮å°�版，專為嵌入å¼�系統ã€�PDAã€�手機等å°�型設備而設計，其中功耗和物ç�†å°ºå¯¸æ˜¯å…©å€‹ä¸»è¦�å› ç´ ã€‚å¾®è™•ç�†å™¨é€šå¸¸ä½¿ç”¨æ¯”大型微處ç�†å™¨æ›´ç°¡å–®çš„架構，以é™�低æˆ�本和復雜性，å�Œæ™‚ä»�然為é �期目的æ��ä¾›å�¯æ¯”的性能。

虛擬化是如何工作的？虛擬化技術å…�許計算機系統的硬件資æº�（例如CPUæ ¸å¿ƒã€�內存等）被劃分為ä¸�å�Œçš„“虛擬â€�機，æ¯�個虛擬機ç�¨ç«‹æ–¼å…¶ä»–虛擬機é�‹è¡Œè‡ªå·±çš„æ“�作系統——這使得在一個虛擬機中é�‹è¡Œå¤šå€‹ç”¨æˆ¶/應用程åº�æˆ�為å�¯èƒ½ã€‚組織或家庭å�¯ä»¥åœ¨ä¸�互相影響的情æ³�下使用一å�°ç‰©ç�†æ©Ÿå™¨çš„資æº�ï¼Œå› ç‚ºæ¯�個虛擬機與å�Œä¸€å�°æ©Ÿå™¨ä¸Šé�‹è¡Œçš„所有其他虛擬機完全ç�¨ç«‹é�‹è¡Œï¼Œä¸¦ç›¸æ‡‰åœ°æ“�有自己專用的å�¯ç”¨ç¡¬ä»¶è³‡æº�å­�集。這使得虛擬化在節çœ�空間和電力方é�¢é�žå¸¸æœ‰ç”¨ï¼Œå�Œæ™‚由於減少了機器/設備之間的é‡�複，還å�¯ä»¥æ›´æœ‰æ•ˆåœ°åˆ©ç”¨ç�¾æœ‰ç¡¬ä»¶ã€‚