1、概念梳理
- 缓存：在CPU中的小块RAM，用于存储批量指令。
- 缓存命中：想要的数据已经在缓存里
- 缓存未命中：想要的数据不在缓存里
- 脏位：缓存里每块空间，有个特殊标记，叫脏位，用于检测缓存内的数据是否与RAM一致。
- 多核处理器：一个CPU芯片中，有多个独立处理单元。
2、现代CPU如何提升性能：
早期通过加快晶体管速度，来提升CPU速度。但很快该方法到达了极限。
后来给CPU设计了专门除法电路+其他电路来做复杂操作：如游戏，视频解码
3、缓存：
为了不让CPU空等数据，在CPU内部设置了一小块内存，称为缓存，让RAM可以一次传输一批数据到CPU中。（不加缓存，CPU没位置放大量数据）
缓存也可以当临时空间，存一些中间值，适合长/复杂的运算。
空等原因：从RAM到CPU的数据传输有延迟（要通过总线，RAM还要时间找地址、取数据、配置、输出数据）。
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4、缓存同步：
缓存同步一般发生在CPU缓存已满，但CPU仍需往缓存内输入数据。此时，被标记为脏位的数据会优先传输回RAM,腾出位置以防被覆盖，导致计算结果有误。
5、指令流水线：
作用：让取址→解码→执行三个步骤同时进行。并行执行指令，提升CPU性能。
原本需要3个时钟周期执行1个指令，现在只需要1个时钟周期。
设计难点：数据具有依赖性。
数据依赖性解决方法：
动态排序、乱序运行、预测分支（高端CPU）
6、一次性处理多条指令
7、同时运行多个指令流（多核CPU）
多核处理器：一个CPU芯片中，有多个独立处理单元。但因为它们整合紧密，可以共享一些资源。
8、超级计算机（多个CPU）
在一台计算机中，用无数个CPU，做怪兽级的复杂运算，如模拟宇宙形成。
文章出自：【计算机科学速成课】 笔记