《常见处理器介绍》课件

常见处理器介绍探索计算机处理器的发展历程和主要类型,了解不同处理器的特点和应用场景课程概览课程内容本课程将全面介绍常见处理器的基本组成、工作原理、发展历程及代表产品重点涵盖x

86、ARM和RISC-V等主流架构处理器学习目标通过本课程学习，掌握处理器的基本概念和特点,了解不同架构处理器的技术发展趋势,为未来选择和应用处理器提供指导课程形式本课程采用理论讲授和案例分享相结合的方式,通过PPT课件、视频等多种教学手段进行知识传授什么是处理器处理器是计算机的核心部件,负责执行各种指令和操作,控制整个计算机系统的运行它由控制单元、算术逻辑单元和存储器三大部分组成,能够从内存中读取指令并执行,将数据加工处理后输出结果处理器的性能决定了计算机的整体性能,包括执行速度、功耗、能耗、精度等诸多指标了解处理器的基本构架和工作原理,有助于选择适合自身需求的计算机设备处理器的基本组成中央处理单元内存管理单元输入输出接口时钟电路CPU MMUI/OCPU是处理器的核心部件,负MMU负责管理处理器对内存I/O接口负责处理器与外部设时钟电路为整个处理器提供同责执行指令和进行数据运算的访问,包括地址转换和存储保备的通信和数据交换,如显示器、步的时间基准,确保各部件协同包括控制器和算术逻辑单元护等功能,确保程序安全可靠地键盘、存储设备等保证数据工作时钟频率决定了处理器ALU控制器负责指令执行运行在内部和外部设备之间的有效的工作速度的流程控制,ALU则执行各种传输算术和逻辑运算处理器的工作原理信号输入1处理器接收来自外部设备的输入信号指令译码2识别并解码输入信号中的指令指令执行3根据指令进行相应的计算和操作结果输出4将计算结果反馈给外部设备处理器的工作原理可以概括为:接受外部输入信号,识别并执行相应的指令,最后将结果反馈给外部设备这个过程涉及到信号输入、指令译码、指令执行和结果输出等多个步骤,体现了处理器高度自动化和高度集成的特点处理器的分类基于架构分类基于应用领域分类基于性能等级分类处理器可以按照其内部结构分为CISC复杂处理器还可以分为桌面处理器、移动处理器处理器也可以按性能等级划分为低端、中端指令系统和RISC精简指令系统两大类和嵌入式处理器等,各自针对不同的应用场和高端处理器不同等级性能、功耗和价格前者指令集丰富复杂,后者指令集简单高效景和性能需求而设计各不相同,适用于不同应用场景架构处理器x86x86架构处理器是基于英特尔公司开发的处理器架构,广泛应用在个人电脑和服务器领域这种处理器具有丰富的指令集,性能强大,支持多任务并行处理,适用于各种复杂计算任务x86架构处理器主要包括英特尔Core、酷睿、奔腾、赛扬等系列,以及AMD的Ryzen、Athlon等系列产品这些处理器在桌面、笔记本、工作站等领域占据主导地位,是个人电脑市场的主流选择架构处理器发展历程x8680861英特尔于1978年推出的第一个x86架构处理器3862于1985年推出，首次采用32位架构Pentium31993年首次推出64位处理器Core i742008年推出多核心处理器Ryzen52017年AMD推出的高性能x86处理器x86架构处理器从最初的8位到如今的64位,经历了近40年的发展历程,不断提升性能和功能,成为桌面电脑和服务器领域的主流架构处理器的代表产品x86英特尔系列系列1Core2AMD Ryzen从桌面电脑到笔记本电脑,Core AMD Ryzen芯片组以多核性系列是广泛应用的x86处理器能和优异性价比著称,为桌面电凭借出色的性能和能效,Core系脑和工作站带来了新的选择列广受市场青睐英特尔系列系列3Xeon4AMD EPYCXeon系列是英特尔面向服务器EPYC系列是AMD针对高性能和工作站市场的旗舰x86处理器,服务器和数据中心市场推出的具有卓越的多线程性能和可扩x86架构处理器,提供更多核心展性和内存带宽架构处理器ARMARM处理器是一种精简指令集计算机RISC架构的处理器,以其低功耗和高性价比而闻名ARM处理器广泛应用于移动设备、嵌入式系统和物联网设备中,是目前市场上最流行的处理器之一ARM处理器由英国ARM公司设计并授权给众多芯片制造商使用ARM公司专注于处理器核心的研发,而将制造工作外包给合作伙伴,这种无晶圆厂的模式使ARM获得了广泛的市场影响力架构处理器发展历程ARM年19851ARM1处理器诞生,开启了ARM架构的历史它采用精简指令集设计,能耗低、性能高,适用于移动设备年代19902ARM7和ARM9系列处理器推出,广泛应用于手机、PDA等移动设备性能不断提升,功耗持续降低年代20003ARM

11、Cortex-A系列推出,支持更高级的指令集和功能逐步进入笔记本电脑、平板电脑等领域年至今20104Cortex-A

72、Cortex-A73等高性能处理器问世,与GPU集成形成性能强大的SoC芯片,广泛应用于智能手机、平板电脑等终端设备架构处理器的代表产品ARM系列处理器Apple AQualcomm处理器Snapdragon苹果公司自主研发的ARM架构处理器,广泛应用于iPhone、iPad高通公司的Snapdragon处理器等移动设备中,凭借出色的性能和家族广泛应用于安卓智能手机和平功耗表现而备受好评板电脑,以出色的性能和多媒体功能著称处理器处理器Exynos HiSiliconKirin三星自主研发的ARM架构处理器,华为自主研发的ARM架构处理器,采用先进工艺制程,在移动设备中凭借出色的AI能力和能效表现在高提供强劲的性能表现端手机市场占据重要地位基于的处理器ARM SoC集成化设计广泛应用领域性能卓越ARM架构的SoC处理器将CPU、GPU、内基于ARM的SoC处理器广泛应用于智能手ARM架构的SoC处理器在功耗和性能方面存、通信等功能集成到一颗芯片上,实现高机、平板电脑、物联网设备、汽车电子等各表现优异,能够满足各种电子设备的性能需度集成和小尺寸种电子产品中求基于的处理器应用领域ARM SoC消费电子物联网汽车电子医疗设备ARM架构的SoC处理器被广ARM架构的SoC处理器凭借基于ARM的SoC处理器被广ARM架构的SoC处理器在体泛应用于智能手机、平板电脑、其出色的功耗管理和丰富的外泛应用于汽车电子系统,如车载重秤、血糖仪等医疗设备中发智能手表等消费类电子产品中,设接口,在智能家居、工业自动信息娱乐系统、驾驶辅助系统挥重要作用,提供精确的数据采提供强大的计算性能和低功耗化等物联网领域大显身手等,满足汽车行业对性能和可靠集和处理能力特性性的苛刻要求架构处理器RISC-VRISC-V是一种开放、免版税的指令集架构ISA，它采用了精简指令集的设计理念与传统的x86和ARM架构相比，RISC-V具有更简洁、高效的指令系统，能够更好地适应现代计算需求RISC-V架构的核心优势包括开放性、可扩展性和可定制性开发者可以根据实际需求对指令集进行裁剪和扩展，实现高度定制化的处理器设计这种灵活性有助于RISC-V在嵌入式、物联网和边缘计算等领域获得广泛应用架构处理器的优势RISC-V开放架构高度灵活RISC-V是一个开放源代码的指令集架构，RISC-V可以根据不同的应用需求进行定制任何人都可以免费使用和修改这促进了创化设计,满足各类计算场景的需求,从嵌入式新和生态系统的快速发展到高性能计算应有尽有低成本高效广泛应用RISC-V处理器无需支付专利许可费用,大大RISC-V处理器广泛应用于物联网、机器学降低了设计和生产成本,在功耗和性能方面也习、人工智能、汽车电子等领域,满足了当代都具有优势各种计算需求架构处理器的应用RISC-V智能家居汽车电子RISC-V处理器可广泛应用于智能家电、RISC-V处理器可用于车载信息娱乐系家庭自动化等智能家居领域统、车载自动驾驶等汽车电子领域工业机器人医疗设备RISC-V处理器可应用于工业机器人的RISC-V处理器可用于医疗设备如监护运动控制和人工智能算法仪、医疗影像设备等的控制和处理处理器性能评估指标

54.5GHz核心数主频更多核心提供更强的并行处理能力更高的主频意味着更快的单线程处理速度16MB64缓存位宽更大的缓存有助于减少内存访问延迟64位处理器可以处理更大的数据量处理器的性能测试方法基准测试利用标准化的基准测试程序来比较不同处理器的性能如SPEC、Geekbench等工作负载测试模拟实际应用场景,测试处理器在特定工作负载下的性能表现能耗测试测量处理器在不同工作状态下的功耗和热量输出,评估能效表现单线程多线程测试/分别测试处理器的单线程和多线程性能,有助于全面评估处理能力处理器的发展趋势集成度不断提高功耗效率提升12处理器制程不断缩小,芯片尺寸电源管理和制造工艺的进步,使越来越小,集成度越来越高处理器能耗显著降低多核并行计算异构计算兴起34多核处理器技术的发展,大幅提GPU、NPU等专用加速器与升了计算性能CPU协同工作,优化特定场景下的性能即将上市的新处理器产品系列AMDRyzen7000Intel Corei9-13900K基于全新Zen4架构的AMD最新Intel首次采用混合架构的旗舰级旗舰级桌面处理器,采用先进5nm桌面处理器,性能和能效大幅提升,制程工艺,预计在2022年下半年上预计在2022年末上市市芯片高通Apple M2Snapdragon8Gen2苹果公司自研的下一代ARM架构高通最新旗舰移动处理器,预计于芯片,将应用在未来的MacBook2022年底或2023年初亮相,将应和iPad产品系列,拥有更强大的性用于下一代Android旗舰机能和更出色的能效处理器选择建议匹配应用需求关注未来发展评估性价比关注生态系统根据具体的应用场景和性能需在选择处理器时,也要考虑其未在保证性能满足需求的前提下,处理器的选择还要考虑其生态求,选择适合的处理器架构和性来的发展趋势和升级路径,确保还要综合考虑处理器的价格、系统的成熟度,包括软硬件支持、能等级例如,对于高性能要求能够满足未来的应用需求例功耗、制程工艺等各方面因素,技术文档、开发工具等,这将大的工作站或服务器,应选择x86如RISC-V架构正在快速发展,选择性价比最高的产品大影响产品的开发和应用难度架构的高端处理器;对于移动设可能成为未来的主流架构之一备则更适合功耗更低的ARM架构处理器处理器应用案例分享处理器是计算机系统的核心部件,其应用场景广泛我们将分享几个典型的处理器应用案例,包括智能手机、智能家居、工业控制等领域,展示不同场景下处理器的特点及其创新应用通过这些生动有趣的案例分享,希望能帮助大家更全面地了解处理器的应用潜力,为未来的创新设计提供灵感未来处理器技术展望量子计算神经形态计算突破现有硅基处理器的性能极限,采用模拟人脑神经元和突触的工作机制,实量子位的量子计算机有望实现指数级现高度并行和自适应的计算,应用于人的计算能力工智能等领域三维集成碳纳米管通过垂直集成多个芯片层来提高芯片利用碳纳米管代替传统硅材料,能够大的集成度和性能,突破二维平面处理器幅提高处理器的集成度和功率效率的局限性课程总结处理器基础知识概括主流架构处理器比较12本课程全面介绍了处理器的基重点对比了x

86、ARM和本组成、工作原理及分类体系RISC-V三大架构处理器的发展历程和代表产品性能评估与测试方法未来发展趋势分析34讲解了处理器性能指标和测试展望了处理器技术的最新动态手段,为选择适合的处理器提供和即将推出的新产品参考提问互动在课程介绍部分,我们尽量保持每个部分的内容简洁明了但我知道您可能还有更多关于处理器相关知识的疑问所以在这个部分,欢迎您积极提问,我会耐心地一一解答,并结合实际案例为大家进一步深入讲解为了充分利用这段宝贵的互动时间,请各位同学提出自己最关心的问题我会根据提问的内容调整讲解的重点,确保大家都能获得满意的解答相信通过我们的积极互动,您对处理器的认知会更加全面深入课程反馈感谢您参加本次《常见处理器介绍》课程我们希望您在学习过程中收获了知识和体会我们诚挚地邀请您提供课程反馈,您的宝贵意见将帮助我们不断改进授课内容和教学方式,为您提供更优质的学习体验您可以在下方留下您对本课程的总体评价、最大的收获、对我们的建议等我们会认真阅读并汇总分析您的反馈,以持续优化我们的授课质量希望您能花上几分钟时间与我们分享您的宝贵想法再次感谢您的参与,祝您学习愉快!。