CPU出現(xiàn)于大規(guī)模集成電路時代，處理器架構(gòu)設(shè)計的迭代更新以及集成電路工藝的不斷提升促使其不斷發(fā)展完善。從初專用于數(shù)學(xué)計算到廣泛應(yīng)用于通用計算，從4位到8位、16位、32位處理器，后到64位處理器，從各廠商互不兼容到不同指令集架構(gòu)規(guī)范的出現(xiàn)，CPU 自誕生以來一直在飛速發(fā)展。

為了改善性能，CPU已經(jīng)不是單條取指-->解了碼-->執(zhí)行的路線，而是分別為這3個過程分別提供獨立的取值單元，解了碼單元以及執(zhí)行單元。這樣就形成了流水線模式。

CPU控制技術(shù)的主要形式，選擇控制。集中處理模式的操作，是建立在具體程序指令的基礎(chǔ)上實施，以此滿足計算機使用者的需求，CPU 在操作過程中可以根據(jù)實際情況進行選擇，滿足用戶的數(shù)據(jù)流程需求。 指令控制技術(shù)發(fā)揮的重要作用。根據(jù)用戶的需求來擬定運算方式，使數(shù)據(jù)指令動作的有序制定得到良好維持。CPU在執(zhí)行當(dāng)中，程序各指令的實施是按照順利完成，只有使其遵循一定順序，才能保證計算機使用效果。CPU 主要是展開數(shù)據(jù)集自動化處理，其 是實現(xiàn)集中控制的關(guān)鍵，其核心就是指令控制操作。

關(guān)于CPU的基本組成

1、CPU是用來運算的(加法運算 、乘法運算*、邏輯運算and not or等)，例如c=a b。

2、運算操作涉及到數(shù)據(jù)輸入(input)、處理、數(shù)據(jù)輸出(output)，a和b是輸入數(shù)據(jù)，加法運算是處理，c是輸出數(shù)據(jù)。

3、CPU需要使用一個叫做存儲器(也就是各種寄存器)的東西保存輸入和輸出數(shù)據(jù)。

4、CPU還要將一些常用的基本運算工具(如加法器)放進CPU，這部分負責(zé)運算，稱為算術(shù)邏輯單元(ALU)。

5、CPU中還有一個控制器(CU)，負責(zé)將存儲器中的數(shù)據(jù)送到ALU中去做運算，并將運算后的結(jié)果存回到存儲器中?？刂破鬟€包含了一些控制信號。

關(guān)于CPU上的高速緩存

1、高速的緩存是CPU的寄存器，它們和CPU的材料相同，靠近CPU或接近CPU，訪問它們沒有時延(<1ns)。但容量很小，小于1kb。

2、寄存器之下，是CPU的高速緩存。分為L1緩存、L2緩存、L3緩存，每層速度按數(shù)量級遞減、容量也越來越大。

3、每核心都有一個自己的L1緩存。L1緩存分兩種：L1指令緩存(L1-icache)和L1數(shù)據(jù)緩存(L1-dcache)。L1指令緩存用來存放已解了碼指令，L1數(shù)據(jù)緩存用來放訪問非常頻繁的數(shù)據(jù)。

4、L2緩存用來存放近期使用過的內(nèi)存數(shù)據(jù)。更嚴格地說，存放的是很可能將來會被CPU使用的數(shù)據(jù)。

5、多數(shù)多核CPU的各核都各自擁有一個L2緩存，但也有多核共享L2緩存的設(shè)計。無論如何，L1是各核私有的(但對某核內(nèi)的多線程是共享的)。