浅谈处理器架构

※ 浅谈处理器架构 ※

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处理器

说到处理器，就不得不提大名鼎鼎的intel以及他的老冤家AMD了，AMD的zen着实给intel本已蚕食得差不多的cpu市场带来了新鲜的血液与久久不见的活力。且不说zen处理器的高人一等的性价比，其高端型号的处理器性能也不必高端i7差。且不说intel处理器的全线降价，单单是从zen在发布不久后各大厂商迅速推出的对应主板来看，就可见zen的影响力。这里就有疑惑了，某些处理器之间的主频上相差不大，但实际处理器性能的差异却很大，这里就需要谈到处理器架构的问题了。

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何为处理器架构?

这里就要谈到一点容易搞混的地方，我们平常说的“啊英伟达pascal架构好强啊，低耗高效！”其实这里所说的架构是指微架构。正统的对架构的定义是：CPU架构是CPU厂商给属于同一系列的CPU产品定的一个规范，主要目的是为了区分不同类型CPU的重要标示。目前市面上的CPU指令集分类主要分有两大阵营，一个是intel、AMD为首的复杂指令集CPU，另一个是以IBM、ARM为首的精简指令集CPU。两个不同品牌的CPU，其产品的架构也不相同，例如，Intel、AMD的CPU是X86架构的，而IBM公司的CPU是PowerPC架构，ARM公司是ARM架构。（引用来自百度百科）。但我在这里谈的主要是处理器的微架构。
处理器的微架构，简单来说就是CPU内部结构，换句话说就是内部晶体管的排列方式，不同的微架构有不同的排列方式，内部结构也包括多个处理器之间的数据传递共享，如何分工合作等等的结构。

为了方便大家直观的看到何为微架构，这里贴出AMD Zen处理器的基础模块“Zeppelin”的架构图

每个红色方块就是代指每个核心，而两排核心之间的灰色块可以简单理解为处理器之间的信息中转站，这是为了信息传输的更高效率。
而对于更加复杂的处理器之间的分工合作关系，在这里只贴出一个大图让大家感受一下即可。（非官方）

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处理器架构的重要性

这就要从架构给处理器带来了什么谈起了，为了大家更好的理解，我们不妨做个比喻，架构就像是一座建筑的结构设计部分，而处理器就相当于一个完整的建筑，只有有了稳定的结构作为基础，才能建造出各式各样的房子。换句话说，架构只相当于一座建筑的框架，至于最后建造出来的房子长什么样，舒适度如何，就是由处理器厂商自己决定了。不过有一点需要说明，假如结构的设计值是十层，容纳人数的上限是100人，那么最后建好的房子也不能超过这个上限。这也就是说，采用相同架构的处理器，性能基本上已经锁定在一定的范围之内，不会有本质的区别。所以，看处理器的性能要先看架构。这里拿同类的显卡作例子，大家都知道nvidia的10系显卡的厉害，而这里边的大功臣便是新研究出的pascal架构，这种架构更好地搭配了各处理核心之间的关系，在提高同频性能的同时甚至还降低了功耗。前几代更迭，就算有架构的改变，改变的架构也不够优秀，而这次的架构构建确实是属于上乘中的上乘的。这就使10系显卡的成功变成了板上钉钉之事。

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写在最后

处理器架构千变万化，而这都是可供技术人员发挥自己的巨大空间，不得不说，在计算机这一领域，发展的上限是非常模糊的，就拿处理器这一领域来说，晶体管的发展，算法架构的改进，都是促成更快更强处理器的动力。谁又能在上世纪预测到当今计算机的巨大提升呢？而同时谁又能预测未来计算机的巨大提升呢？前景之广阔着实让人无限联想。