前面介紹了作業系統,今天我們再來講一講CPU。
一、什麼是CPU
CPU(Central Processing Unit),中文名:中央處理器(CPU),是計算機系統中最主要部件之一。其功能是解釋計算機指令以及處理計算機軟體中的資料。CPU是計算機中負責讀取指令,對指令譯碼並執行指令的核心部件。中央處理器主要包括兩個部分,即控制器、運算器,其中還包括高速緩衝儲存器及實現它們之間聯絡的資料、控制的匯流排。電子計算機三大核心部件就是CPU、內部儲存器、輸入/輸出裝置。中央處理器的功效主要為處理指令、執行操作、控制時間、處理資料。
二、CPU分類
CPU按應用範圍分為通用CPU和專用CPU,向國家特殊行業(衛星、軍工)中應用的都是專用CPU,我們的民用部份就是通用CPU。通用CPU按照指令的不同又分為複雜批令集和精簡指令集。其中精簡指令集,按照開發企業和相關核心協議,又出現了Arm和risc-v。
複雜指令集,主要是X86,X86-64兩種指令集,其核心兩大集團是intel和AMD,咱國內的海光和兆芯都是從兩家獲取授權後進行設計開發的,但是這個授權是有缺陷的,新的指令都是沒法用的,這也是為什麼慢,跟不上國際速度的根本所在。
精簡指令集,在國內則是百花齊放,效能已經在國際上位列前茅。這其中有購買ARM核心的飛騰、華為鯤鵬,當前最紅的就是麒麟9000系列(基於ARM V8),RISC-V就是國之榮耀-龍芯(完全自主,不受任何國際限制)
三、為什麼要國產化
1、銀河號事件,1993年中國銀河號貨輪在公海上被美國強制要求檢查,為防止貨輪行進,美國關閉了GPS,貨輪在茫茫大海中沒有導航,就是瞎子。
2、1999年58事件,北約的美國B-2轟炸機利用精準制導炸彈精準轟炸了中國大使館,其中一枚更是直接打入地下室,幸運的是沒炸
3、CPU強制後門,國際公認美國國安局對所有CPU晶片強制加入後門指令,在不聯網、的情況下就能透過衛星訊號或其它電磁訊號將資訊竊取或關閉系統。
4、微軟黑屏事件,微軟為推進正版軟體,強制加入黑屏程式碼
5、華為、中興制裁事件,2012年,美國眾議院稱,華為及中興對美國國家安全構成威脅,並對兩家公司產品進行了“涉嫌為中國間諜活動提供便利”的調查。2018年,美國商務部稱要在未來7年內禁止中興通訊向美國企業購買敏感產品。隨後的2019年至今,美國將華為及其子公司列入出口管制的“實體名單”,禁止華為使用美國晶片設計軟體,並禁止將含有美國技術的代工企業生產晶片給華為。時至今日,美國也並未停止這種無端的技術制裁
6、海灣戰爭,薩達姆的800架戰機一架也沒能起飛。
等等.......
國際、國內的種種事件都證實,用別人的就會卡脖子,只有自己發展,才是硬道理。安全理我不容小覷。
四、國產品的X86系統CPU為什麼慢?
在信創產品的推進中,突出的兩個問題就是:1、作業系統不好用、2:速度慢。
作業系統不好用,是因為我們用了幾十的的windows 90%的軟體都是window下開發的,這突然一更肯定不適應。
咱就說一下慢的問題吧
國產cpu慢第一個原因就是核心不是最新技術,與最新技術有三代之著。國產CPU海光是海光微電子、海光整合分別與AMD簽署了《技術許可協議》,在獲得AMD授權後生產品的國產CPU,在美國將海光資訊列入美國《出口管制條例》“實體清單”後AMD就斷絕了CPU核心授權。現在使用的Zen架構,但是在這個授權架構中AMD進行了閹割(AMD對指令集進行了壓縮,使用浮點運算效能大幅下降,整數運算則進行了降速,DIV、SQRT等浮點指令直接消失,這些都是基礎指令,對於日常基本效能至關重要,速度變慢直接就把實際效能給拉了下來。缺少這些指令會影響到什麼程度呢?比如AES編碼,兩顆32核心的海光竟然都跑不過入門級的4核心銳龍3 1200。
再說說兆芯,這個核更早。大家聽說過Cyrix,國際聞名的CPU專利用大戰中就有Cyrix,它的專利戰使intel獨享的X86架構被AMD和Cyrix分了一杯羮,而Cyrix比AMD更狠,後期又透過專利獲取了永久使用權。Cyrix後期被臺灣威盛收購,兆芯國際則又收購了VIA的CPU授權和專利。而這個過程中都沒進行大的更改。
還有一點就是今年鬧得最狠的光刻機。沒有最新
製程就造不成最先進的晶片。