计算机组成的一些总结(3)冯诺依曼结构与具体实现

冯诺依曼结构与具体实现

例如主板上采用的是个人计算机上的南北桥结构,CPU对外会连接的一块芯片,叫做北桥,CPU通过北桥芯片访问主存,计算机刚启动的时候,主存里面是没有信息的,南桥内部集成了很多输入输出设备的控制器,其中就包括硬盘的控制器,硬盘实际上是和南桥芯片相连的,硬盘属于外部记录介质,它内部保存着计算机系统所需的程序和数据,对硬盘进行配置和访问,本身还需要程序(硬盘驱动程序)来控制。在主板上,有一个BIOS芯片,它与南桥相连,保存着十分重要的程序,包括检查主板上有哪些设备,这些设备工作是否正常,BIOS芯片实际上是一颗只读存储器,当系统断电之后,只读存储器中保存的信息是不会丢失的,所以当计算机启动后,CPU可以依次通过北桥、南桥,访问到BIOS芯片,从里面取得指令, (BIOS和硬盘一样,属于外部记录介质,不属于存储器的范畴,严格的说,BIOS是指这颗只读存储器当中存储的软件,它是基本输入输出系统的缩写Basic Input Output System,通常把保存了BIOS这个软件的只读存储器称为BIOS芯片) CPU从BIOS中取出指令后,会依次地检查主板上的各个设备,包括有显卡,通过显卡点亮显示器,检查键盘的存在,之后我们就可以通过键盘进行输入,这些都属于IO设备。GPU是图形处理单元,GPU支持很多复杂的数学运算,拥有很强的运算能力,在高性能的超级计算机中,经常会采用大量的GPU进行运算,从这个意义上讲,GPU也承担了运算器和控制器的一些功能。实际上北桥芯片提供了各个芯片之间互相访问的通道。

在最新的个人计算机的CPU中,不仅包括了主存控制器,还包含了PCIE控制器,在外部可以直接连接显卡,这样北桥中最重要的一些部件,都被集成到了CPU芯片中,北桥没有存在的必要了,于是将北桥中剩余的一些功能,和南桥芯片整合到一起后,所谓南北桥的架构,其实已经消失了 ,整个个人计算机的主板由三片式缩减成两片式,CPU直接连接着主存,还直接连接着显卡,与原先的南桥直接相连, 这样将原先通过主板的复杂的通路,大多移到了芯片的内部,而芯片内部的数据传输率,是远远高于主板的,这样就大大提升了系统的性能。

系统芯片 
SoC芯片外文名System-on-a-Chip 将计算机或其他电子系统集成为单一芯片的集成电路,在智能手机、平板电脑等移动计算机设备上得到广泛应用

摩尔定律   摩尔的预测是指集成电路的复杂度,现在摩尔定律常见的描述 当价格不变时,集成电路上可容纳的晶体管数目,约每隔18个月会增加一倍,性能也将提升一倍。

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