微架構
的微架構]] 微架構（），也被叫做計算機組織，微架構使得指令集架構（ISA）可以在處理器上被執行。指令集架構可以在不同的微架構上執行。 計算機結構是一門探討微架構與指令集兩者互動的一門學問。 和指令集架構的關係 指令集架構是指在處理器內被處理的程式，指令集架構為組合語言的設計師和編譯器所見。指令集架構包含execution model，暫存器，地址以及資料格式。微架構包含處理器內部的構成以及這些構成起來的部分如何執行指令集架構。微架構通…
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中央处理器
core i7 CPU]] Phenom Quad-Core結構攝影]] ，為计算机的主要设备之一，功能主要是解释计算机以及处理计算机软件中的数据。1970年代以前，中央处理器由多个独立单元构成，后来发展出由集成电路制造的中央处理器，這些高度收縮的元件就是所謂的微处理器，其中分出的中央处理器最為复杂的电路可以做成单一微小功能强大的单元，也就是所謂的核心。 中央处理器廣義上指一系列可以执行复杂的计算机程序的逻辑机器。这个空泛的定义很容易地…
多线程
多執行緒（），是指从软件或者硬件上实现多个线程并发执行的技术。具有多线程能力的计算机因有硬體支援而能够在同一时间执行多於一个线程，进而提升整体处理效能。具有这种能力的系统包括对称多处理机、多核心处理器以及芯片级多处理（Chip-level multithreading）或同时多线程（Simultaneous multithreading）处理器。 软件多线程。即便处理器只能运行一个线程，操作系统也可以通过快速的在不同线程之间进行切换，由…
处理器设计
处理器设计是指设计计算机处理器（如中央处理器(CPU)）的工程学，是计算机硬件(设计)的一部分，它是计算机工程和电子工程中的一个分支。 细节 处理器设计关注： 数据路径 (如ALU 和 计算管道) 控制单元：逻辑控制的数据路径 记忆体元件，如寄存器文件缓存 时脉电路，如时脉驱动器，PLL，时钟分配网络 垫收发器电路 逻辑门电路的实现 处理器为高性能需求设计。可能需要为每个项目的定制设计以实现变频 为性能较低的需求设计的处理器可能实施： …
同时多线程
同时多线程（，缩写SMT）也称同步多线程，是一种提高具有硬件多线程的超純量CPU整体效率的技术。同时多线程允许多个独立的执行线程更好地利用现代处理器架构提供的资源。 细节 名称中的“多线程”有些暧昧，因为它不仅可以在一个CPU核心上同时执行多个线程，也可以是多个任务（哪怕不同分頁表、不同任务状态段、不同分级保护域、不同等等）。尽管运行在同一个核心，它们彼此间完全分离。多线程在概念上类似抢占式多任务处理，但在现代的超标量处理器中以线程级执…
性能计数器
硬件计数器是一组内置于现代微处理器中的专用寄存器，用于存储与硬件相关的活动计数。高级用户通常依靠这些计数器来进行底层性能分析或提升系統或電腦的性能。 参考文献
寄存器
寄存器的RTL，展示了如何使用触发器发送8位数据]] 处理器寄存器（）或简称寄存器（），是中央處理器内用來暫存指令、數據和地址的電腦記憶體。寄存器的存貯容量有限，读写速度非常快。在電腦架構裡，暫存器存储在已知時間點所作計算的中間结果，通过快速地存取数据來加速電腦程式的執行。 暫存器位于記憶體階層的最頂端，也是CPU可以读写的最快的存储器，事實上所謂的暫存已經不像記憶體，而是非常短暫的讀寫少量資訊並馬上用到，因為通常程序執行的步驟中，這期…
轉譯後備緩衝區
轉譯後備緩衝區（, TLB），在中国大陆被翻译为页表缓存、转址旁路缓存，為CPU的一种缓存，由記憶體管理單元}-用於改進虛擬位址到實體位址的轉譯速度。目前所有的桌上型及伺服器型處理器（如 x86）皆使用TLB。TLB具有固定數目的空间槽，用于存放將虛擬地址映射至物理地址的分頁表条目。為典型的結合存儲（content-addressable memory, CAM）。其搜尋鍵碼為虛擬記憶體位址，其搜尋結果為實體位址。如果請求的虚拟位址在T…
控制单元 (计算机)
控制單元（Control Unit），有時為CPU一部分，有時安裝於CPU外部，負責指揮CPU工作。通過該裝置的運行來控制其他裝置的活動，也被視作有限狀態自動機的一種。 CPU的控制單元曾經只被當成暫時性的通路，其設計十分困難。 目前的控制單元多采用被包含於存儲控制器的微程序加工制造。工作時由微型定序器選定微程序代碼，其各字節即負責控制計算機的各個部分。諸如寄存器，算術邏輯單元，指令寄存器，總線，甚至芯片外部的輸入輸出均在其掌控之中。在…
程式計數器
程序计数器（，縮寫：PC）是一个中央处理器CPU中的寄存器，其功能是存储下一条要执行的指令（在机器语言中）的内存地址。在Intel x86和Itanium微处理器中，它叫做指令指標（，），有时又称为指令地址寄存器（，）、指令计数器或只是指令序列器的一部分。 在大部分的處理器中，指令指標都是在提取程式指令後就被立即增加；也就是說跳躍指令的目的位址，是由跳躍指令的運算元加上跳躍指令之後下一個指令的位址（單位爲位元或字節，視電腦形態而定）來獲…
微程序
微程序（），又稱微碼或微程式碼，是在CISC結構下，執行一些功能複雜的指令時，所分解一系列相對簡單的指令。相關的概念最早在1947年開始出現。 微指令的作用是將機器指令與相關的電路實作分離，這樣一來機器指令可以更自由的進行設計與修改，而不用考慮到實際的電路架構。與其他方式比較起來，使用微指令架構可以在降低電路複雜度的同時，建構出複雜的多步驟機器指令。撰寫微指令一般稱為微程式設計（microprogramming），而特定架構下的處理器實…
零指令集
零指令集 （，ZISC）是一种没有指令集的计算机系统。第一代的零指令集芯片拥有36个独立的内核，内核的任务是将一个64位元的输入向量同内存中的数据行比较，输出与内存数据符合（或不符合）的向量个数。这种系统可以用于体育场座位、小区住宅排列等地方。 参考文献
輔助處理器
推出的AM9511-1算术协处理器]] 辅助处理器（），也译作协处理器，这是一种协助中央处理器完成其无法执行，或执行效率、效果低下的处理工作而开发和应用之处理器。这种中央处理器无法执行的工作有很多，比如设备间的信号传输、接入设备的管理等；而执行效率、效果低下的有图形处理、声频处理等。为了进行这些处理，各种辅助处理器就诞生了。 未來的处理器會有專用的接口接駁协处理器。2006年，ClearSpeed公司就联合AMD，推出数学协处理器卡。 …
旗標
旗標（）在程式設計是指儲存有分配意義的2進位值或編碼之暫存器。通常見於已定義的資料結構之中，像是資料庫欄位，包含在旗標內的欄位值的含意，往往被定義在與資料結構有關的部分。許多情況下，一個旗標的二進位值將被解讀為代表一或多個階段或狀態。在其他情況，二進位值可能代表位元欄（bit field）的一或多個屬性，該位元欄通常與屬性或權限有相關，如「可被寫入至」或「可被刪除」。許多其他含意也可以被分配至旗標值。 參見 狀態暫存器 旗標暫存器 *控…
狀態暫存器
狀態暫存器（status register）或旗標暫存器（flag register）是中央处理器中集合許多狀態旗標位元的暫存器。這類的暫存器像是X86架構的、透過的程序状态字（PSW），以及架構裡的應用程式狀態暫存器（application program status register, APSR）。 狀態暫存器是包括中央处理器狀態資訊的硬體暫存器。其個別位元可以直接用机器语言指令讀寫，或是用其他方式讀取或修改其值。狀態暫存器讓一個…
堆疊暫存器
堆疊暫存器是微处理器中，處理呼叫堆疊的暫存器。在以累加器為基礎的處理器中，堆疊暫存器可能是某個特定的暫存器。若是有多個通用暫存器的處理器架構，堆疊暫存器可能是某個依慣例保留的暫存器，像是IBM System/360、架構以及RISC架構，也有可能是用副程式呼叫或程式返回指令，硬編碼的暫存器，例如PDP-11、VAX和Intel x86架構。有些處理器（像）沒有專用的堆疊暫存器，而是用保留的硬體記憶體位置來處理此功能。 在1960年末期以…
算術邏輯單元
算术逻辑单元（，縮寫：ALU）是一种可对二进制整数执行算术运算或位运算的组合逻辑数字电路。ALU 与浮点数运算单元（FPU）不同，后者仅对浮点数进行操作。ALU 是许多类型的计算电路的基本部件，这些计算电路包括计算机的中央处理单元（CPU）、浮点处理单元（FPU）和图形处理单元（GPU）。单个CPU、FPU 或 GPU 可能包含多个 ALU。 ALU 的输入包括需要运算的数据（也称为运算数）和表明了运算操作类型的指令码。ALU 的输出是…
动态时钟频率调整
动态时钟频率调整（）（也被称作是CPU节流（CPU throttling））是一个用来使微控制器的频率可以自动适应需要进行调节，从而让CPU降低功耗，降低发热的技术。它属于计算机体系结构的范畴。 动态时钟频率调整几乎总是与动态电压调整一起出现，是因为较高的频率需要较高的电压，数字电路才能产生正确的结果。 它们组合的讨论话题被称为动态电压和频率调整（）。 自动频率调节通常被用在诸如手提电脑或者其它移动设备这样需要用电池供电并且电量有限的设…
标量处理器
标量处理器是最简单的一类计算机处理器。此类处理器在同一時間內只处理一条数据，如整数或者浮点数。相對之下，向量處理機在單一指令下可同時進行多項運算。 参见 *向量处理机
加速處理單元
加速處理單元（英語：，APU），或稱加速處理器，是指電腦系統中，中央處理器內整合可以輔助傳統中央處理器處理特殊類型的計算任務的處理單元，一般是「通用處理器核心」+「流處理單元」的組合設計。這種設計可以提升中央處理器處理這些特殊類型的計算任務的效能，這些特殊的計算任務可以是圖形處理、矢量計算等等，輔助的處理單元一般是顯示核心（現在多為通用圖形處理器，GPGPU）、现场可编程逻辑门阵列（field-programmable gate arr…