什么是CPU？ CPU或中央处理单元是计算机的数字运算大脑。从演奏视频游戏 到帮助您撰写论文，计算机所做的一切都分解为一组数学指令。 CPU接收并执行这些指令。
有关如何执行此操作的细节，当然比简单的解释要复杂得多。您需要知道的最重要的事情是CPU是计算机的主要数学引擎。
（非常）CPU的简短历史记录
计算的历史悠久而复杂。它比数字技术，电子甚至电力更能追溯到历史。算盘是一种处理器。机械计算器也是如此。最大的区别是这些机器只能执行一个或几个数学任务。它们不是通用处理器，现代CPU就是其中的一个例子。
使CPU成为通用计算设备的原因是逻辑的使用。 1903年，尼古拉·特斯拉（Nikola Tesla）获得了专利的称为门和开关的电路。使用这些电路，您可以构建执行逻辑操作的设备，使机器在特定条件下运行。
在1940年代中期至后期，威廉·肖克利（William Shockley），约翰·巴丁（John Bardeen）和沃尔特·布拉顿（Walter Brattain）在贝尔实验室工作时，发明了一种称为晶体管的设备并申请了专利。晶体管是CPU的基本构建块。晶体管是相对较小的计算机组件。晶体管是一项如此重要的发明，三位发明家因此而获得了诺贝尔奖。
在1950年代后期，罗伯特·诺伊斯（Robert Noyce）和杰克·基尔比（Jack Kilby）向前迈了一大步，并创建了第一个有效的集成电路。集成电路是集成到一块半导体材料中的一组电子电路。在大多数情况下，该材料是硅。这就是人们所说的“微芯片”的意思。
In_content_1全部：[300x250] / dfp：[640x360]->一个CPU由一个或多个微芯片组成。这是一项重要的发明，因为数十亿个晶体管可以封装到单个CPU中。这就创造了令人难以置信的强大数学引擎。
利用逻辑门，晶体管和集成电路的发明，整个世界已经发生了变化。如今，微型芯片不仅用于您的计算机，而且无所不在。 CPU是我们可以制造的最先进的通用微芯片。
CPU如何工作？
CPU的全部原理基于二进制代码。人类倾向于使用称为base 10的系统或十进制表示数字。数字中每个数字的位数增加十倍。因此，“ 111”包含一百，十和一。
计算机及其CPU根本无法理解10进制。晶体管的工作原理是开启或关闭。这意味着从它们构建的逻辑门也只能在这两种状态下工作。这就是从根本上说CPU在二进制代码上运行的原因。该数字系统具有不同的位置值。相反，如果是1、10、100、1000等，则位置值为1、2、4、8、16、32、64、128等。
因此在二进制“ 111”中，十进制数将为7，因为您将1,2和4加在一起。如果任何数字为零，则只需跳过它并添加下一个1的位值即可。这样，您就可以表示任何十进制值。请注意，二进制数通常是从右到左读取的，因此“ 1”的位置值应该在最右边。
您知道为什么它加起来等于十进制数字7的原因吗？让我们做数字23：
所以111是“ 7”，而“ 11101”是23，因为二进制中的第五位值为16。您可以用这种方式表示可以用十进制表示的任何可能的数字。
如何制造CPU？
现代CPU的生产过程也很复杂，正如您所期望的那样。基本过程包括生长大圆柱硅晶体。它的半导体特性使其非常适合构建二进制集成电路。
将这些大晶体切成薄片。然后，将晶片用另一种化学物质“掺杂”以微调其性能。然后使用称为光刻 的工艺使用光将纳米级电路蚀刻到晶圆表面。
CPU设计和性能
CPU并非全部使相等。现代CPU的第一个适当祖先是Intel 8086，其集成电路中约有29 000个晶体管。如今，像Intel i99900K这样的处理器拥有超过1.7个billion晶体管。 CPU的逻辑电路越密集，每个时钟周期可以执行的指令越复杂且数量越多。
还有“时钟周期”吗？是的，那是CPU性能的另一个主要组成部分。 CPU以特定的频率运行，CPU时钟的每个脉冲都会完成一个计算周期。如果您使用相同的CPU并使其时钟速度提高一倍，则（理论上）它的性能应提高一倍。
1978年的Intel 8086推出时的运行速度为5Mhz。那是每秒五百万个时钟周期。英特尔i9-9900K？它开始于处于3.6 GHz的频率。该频率为3600 Mhz，并可以在可能的情况下将其扩展到5000 Mhz。
要使CPU性能进一步恶化，现代CPU实际上包含多个“核心”。每个内核实际上都是一个独立的CPU。目前通常至少要有四个这样的核心，但是最近的主流是主流计算机要有六个或八个核心。高端专业计算机可能具有大约100个CPU内核。
具有多个内核意味着CPU可以并行执行多组指令。这意味着我们的计算机可以一次完成很多事情，而不会出现问题。一些CPU具有“多线程”内核。这些核心本身可以分别处理两个单独的任务。在Intel CPU中，它的商标为“ 超线程 ”。
因此，CPU的总体性能归结为以下各项的组合：
当然，这要比这四个要点要多。但是，这些是使CPU正常工作的四个主要考虑因素。
CPU在计算机中的作用
我们要做的最后一件事是CPU在计算机中播放的作业。毕竟，它不是计算机中唯一的集成电路微芯片。例如，GPU（图形处理单元）通常比CPU具有更高的晶体管密度。
他们需要自己的散热和电源以及内存。就像一台小型的额外计算机！对于控制声音，USB和硬盘流量的芯片也可以这样说。那么为什么CPU特别呢？主要原因如下：
简而言之，CPU是最重要的通用计算机计算机中的性能组件。