乘法器-【硬件科普】带你认识CPU第05期——CPU是怎么计算乘法的

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• 乌鸦like写字台:好了 ，你现在已经知道cpu怎么做乘法了，现在尝试动手做一个12900k吧
• LITTERTREE66:亲爱的茶先生，您还有 4.触发器与时钟信号产生。 5.通用ALU搭建。 6.寄存器的实现与使用。 7.加入总线与内存。 8.设计并搭建CPU的微指令体系。 9.缓存体系结构设计，加入多级缓存。 10.基于微指令设计自己的指令集、搭建指令运行的流水线。 11.系统调用实现。 12.点亮自己的电脑，实现在裸机上运行机器语言编写的裸程序。 13.汇编语言设计与汇编器实现。 14.设计一门高级程序设计语言。 15.高级语言编译器设计：实现编译器前端后端。 16.深入编译优化。 17.在自己设计的电脑上运行其他系统上交叉编译的程序。 18.内存管理实现。 19.进程管理详解。 20.深入文件系统。 21.操作系统实现与整合，交叉编译并加载到自己设计的电脑上。 22.使用自己设计的语言重构编译器，实现自举，交叉编译后安装到电脑上。 23.编写系统软件，提供操作系统API，打造生态。 24.后记：回顾在自己设计的CPU上运行自己编写的操作系统，运行通过自己实现的编译器编译使用自己设计的高级程序设计语言编写的软件。 这些课程需要讲解[doge]
• 超离谱科技:我来学习了！
• 又双叒不想学英语:哦，看评论区大家觉得CPU乘法器还挺简单的样子，好奇了一下现代处理器为什么远远比这个复杂，那我就科普一下CPU除了乘法器都还有那些东西吧。 ALU单元做的不只是整数乘法 1.这里是整数运算，而ALU需要实现浮点运算。早期CPU是带协处理器的，一部分原因就是拆分浮点运算单元。 2.听说过“臭名昭著”的AVX512吗？消耗晶体管超级多，功耗超级高，还因为对普通用户不实用被很多人喷。AVX的运算部分就是ALU部分需要实现的。CPU要支持很多类型的数据处理，矩阵运算，流媒体数据，这里的AVX就是向量运算，这里要求的运算量是巨大的。 除了ALU,CPU里面的晶体管大部分耗费在缓存，前端，流水线开销的。 1.缓存。缓存可以使得保证CPU不必长时间等待慢速的内存，优先在缓存中查找数据。缓存使用寄存器实现，极其消耗晶体管，1个bit的数据就会有很多晶体管消耗。 2.流水线开销，也就是动态执行技术，这里是晶体管消耗的大头！它包括了寄存器重命名，超标量技术，分支预测等等。我无法向你解释这些东西是什么，但是可以给你讲个例子: 你看，一个指令执行，首先要读取(prefetch),然后解码(decode),从寄存器取出数据并交ALU计算，如果向内存有交互还有io，最后还要把结果写回去(writeback)。你要是一个指令结束writeback才去执行第二个指令，问题来了，你不觉前面的指令预取器(prefetch)绝大部分时间都摸鱼了吗？所以，你需要提前开始跑第二条指令！理论上，你取出第一条指令，在执行它的时候，你就可以开始跑第二条了！这就是流水线技术，现代处理器支持到17级流水线，也就是说，有很多指令在并行。。。这会带来很多问题的，想要解决这些问题会带来很多额外开销，甚至他们能耗费得比ALU还大，比如，你想想“分支预测”这个名字，你可以猜一下他为什么要“预测”。你看，十代酷睿和十二代酷睿明明频率差不多啊，都5.2GHz左右，那怎么会有那么大的单核心性能差距呢？这就是动态执行技术的原因啊！ 三，前端，不想写了，累了。现代处理器其实把prefetch独立了出来，和一些其它的功能整合在一起，我们成为前端，这里主要难以实现的，是乱序执行术。它也非常影响ipc的。 四，处理器集成了pcie控制器，核显单元，他们也消耗晶体管的。 字数超上限啦！就是一个本科学生，我想细节上，描述上，会有一点小问题。
• VICTORy_CHUNG:请问硬先生（賣茶人），你这些巨坑何时会填呢? 0、2018-7-12，如何超频3级缓存 2、如何挑选固态硬盘 2019-10-15， 3、生产力主机配置单推荐 2019-10-25， 4、RGB主机软硬件配置及调试 2019-10-28， 5、电脑理线教程 2019-11-11 6、英特尔CPU步进科普 2020-1-9， 7、使用不同硬件实测哪些参数会影响内存频率 2020-1-9， 8、RGB灯控系统讲解 2020-6-9， 9、垂直同步产生鼠标响应延迟的原因 2020-7-16， 10、帧生成时间和游戏引擎的延迟渲染科普 2020-7-16， 11、ROG-PG43UQ显示器介绍 2020-9-16， 12、HDR科普介绍 2020-9-16， 13、30系显卡架构方面的革新和升级的介绍 2020-9-17， 14、显卡超频教程 2020-9-17， 15、3090在pcie3.0和4.0下的性能表现以及具体影响 2020-9-25， 16、30系显卡的超频和boost工作机制的科普介绍 2020-9-25， 17、准确判断内存信息的方法分享 2020-11-4， 18、计算机协议深度科普 2020-11-23， 19、实测各品牌各规格水冷风冷散热器在散热效率上的具体差异 2020-12-13， 20、HEDT平台内存选购指南 2021-3-13， 21、自己的DIY服务器选配思路介绍 22、主板说明书介绍 23、主板debug灯亮如何排除bug 24、高U低显和高显低U的科普 2022-04-06 25、LDPC纠错码原理的科普 2022-6-10 就着以上问题，请给一个明确答复[doge][doge][doge]，谢谢。