CPU 主要由两部分构成:控制单元 和 算术逻辑单元(ALU)
- 控制单元:从内存中提取指令并解码执行
- 算数逻辑单元(ALU):处理算数和逻辑运算
从功能上来看,CPU内部由寄存器 、控制器 、运算器 和 时钟 四部分组成,各部分之间通过电信号连通。
- 寄存器是中央处理器内的组成部分。它们可以用来暂存指令、数据和地址。可以将其看作是内存的一种。根据种类的不同,一个 CPU 内部会有 20 – 100个寄存器。
- 控制器负责把内存上的指令、数据读入寄存器,并根据指令的结果控制计算机
- 运算器负责运算从内存中读入寄存器的数据
- 时钟 负责发出 CPU 开始计时的时钟信号
| 寄存器 | 个数 | 描述 |
|---|---|---|
| 累加寄存器 | 1 | 存储运行的数据和运算后的数据 |
| 标志寄存器 | 1 | 用于反应处理器的状态和运算结果的某些特征以及控制指令的执行 |
| 程序计数器 | 1 | 程序计数器是用于存放下一条指令所在单元的地址的地方 |
| 基址寄存器 | 多个 | 存储数据内存的起始位置 |
| 变址寄存器 | 多个 | 存储基址寄存器的相对地址 |
| 通用寄存器 | 多个 | 存储任意数据 |
| 指令寄存器 | 1 | 储存正在被运行的指令,CPU内部使用,程序员无法对该寄存器进行读写 |
| 栈寄存器 | 1 | 存储栈区域的起始位置 |
- 缓存
- 指令重排,乱序执行
- 分支预测
- KPTI Kernel page-table isolation 内核页表隔离
- 虚拟内存
- 内存分页交换 内存使用硬盘空间
- 系统总线锁住 ----> 缓存一致性协议 MESI