现在的计算机和移动设备都遵循冯诺依曼架构
冯诺依曼架构:
输入设备:键盘,鼠标,触屏
(CPU)运算器 + 控制器:
运算器:负责运算
控制器:负责控制语句(顺序,循环,条件)
输出设备:显示屏,打印机
内部存储器:内存条
外部存储器:硬盘,光盘,U盘
CPU与显卡的关系:
处理器CPU(中央处理器):主要做整数的运算,也可以做小数(浮点类型的数据)运算
显卡GPU(图形图像处理器):主要做浮点类型数据的运算,
比特币的原理就是不断的求解:椭圆函数,就是大量小数的运算,所以就是拼显卡的运算能力
因为需要进行数据交互:
所有数据交互快的:需要与北桥芯片连接
所有数据交互慢的:与南桥芯片连接
南桥芯片一般不会出现交互慢的问题(卡顿问题一般很少),它主要与外部设备、硬盘连接进行数据交互
北桥芯片连接的硬件都是大硬件,出来速度快,需要处理的东西多,所以说北桥芯片连接的硬件之间的数据交互容易受限于北桥芯片。
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北桥芯片(North Bridge)和南桥芯片(South Bridge)合称就是主板的芯片组,是支撑整个主板运行的关键,早在586时期的电脑主板就已经采用了这种架构。其中北桥是离CPU最近的芯片,
这主要是考虑到北桥芯片与CPU之间的通信最密切,且处理的都是高速信号,为了提高通信性能而缩短传输距离。
北桥芯片Intel通常标识为MCH,
主要负责内部数据传输,通过前端总线FSB(Front Side Bus)与CPU进行直接通讯,并决定了支持的CPU型号和主频。
北桥芯片还集成了内存控制器和PCI-Express控制器(早期是AGP),所以内存、显卡和CPU的通讯都要通过北桥来完成,同时它还要与南桥芯片连接通讯,可见北桥芯片在主板上的重要性不言而喻。
早先的主板通常都是以北桥芯片型号来命名,不同型号的北桥支持的CPU和内存的性能也不一样,例如Intel在奔腾四时期的865和845,前者支持800MHz的FSB频率和双通道DDR400内存,而后者仅支持533MHz的FSB频率和单通道的DDR333内存。
除此之外,早期的集成显卡也是整合在北桥芯片中,这在命名方式上也会有所体现,例如Intel同时期的845G和865G,以及后来的G41和G51等,G即是Graphics,内建图形卡的意思。
由于内存与CPU进行通讯需要通过北桥芯片,这就好比从广东省的中山市到深圳市需要拐个大弯,而北桥芯片就相当于著名的“虎门大桥”。
为了提升通讯效率,AMD从Athlon64开始就在CPU中整合了内存控制器,而Intel也从第一代酷睿开始整合了内存控制器,从PCB的走线可以看到内存插槽所有的引线都汇总到了CPU的底座,
这就相当于中山市和深圳市之间即将开通的“深中通道”,这是第一次给北桥芯片“减负”。
现在的主板上已经把北桥芯片给去掉了。
2010年,Intel开启了“胶水时代”,开始把显卡整合在CPU中,但此时它们仅仅是整合在一块基板上,之后才真正整合在了CPU中,也就是大家熟悉的核心显卡,还集成了PCI-Express控制器,增加了带宽并降低了延迟,同时FSB也完成了使命寿终正寝,
取而代之的的是全新的QPI和DMI。AMD后来也将显卡核心整合在CPU中,例如大家熟悉的APU。到此为止,北桥芯片几乎所有的功能都已经整合到了CPU之中,自然也就没有存在的必要了。
南桥芯片,Intel通常标识为ICH,一般位于主板布局的右下方,这主要是考虑到它所连接的I/O总线较多,离处理器远一点有利于布线。南桥芯片主要是负责I/O总线之间的通信,充当着计算机系统与外周设备之间的"桥梁",例如PCI总线、USB、有线网卡、声卡、SATA、键盘鼠标、实时时钟控制器、高级电源管理和温度监测等。而现代的主板为了降低CPU的负担,也会提供额外的低速的PCI-Express插槽和M.2固态硬盘插槽,相当于是整合了北桥的部分功能,所以现在南桥反而成为主板上最重要的芯片,名称也被改称为PCH,例如现在的Z790、B760等。
例如支持AMD的Ryzen华擎Deskmini A300 STX主板,也是没有南桥芯片的,因此以后的主板如果全面取消南桥芯片,其实一点不意外,而主板也真真正正的变成了一个插接平台。
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CPU
CPU相当于一个处理运算的工厂
核心:一个核心相当于一个车间,多个车间可以同时工作
线程:一个线程相当于一个车间的一个车间工人,多个车间的多个车间工人可以一起工作。
频率:
I5-12400F 2.5GHZ
单位时间做运算的速度:1S中CPU可以做2.5x10^9次的运算
买CPU不是只看频率,并不是频率越高速度越快;
与CPU设计的架构有关系:
架构相当于:工人的工作手册(每种CPU的设计会导致线程的工作不一样)
CPU的指令架构:
CISC:复杂指令集
一般台式机,费电的,都是复杂指令集。手机上都是简单指令集。
RISC:简单指令集
EPIC:并行指令架构
同时执行很多指令,速度快,只用在服务器山(速度快,主频率比较低)
寄存器:
CPU内部有个临时储存东西的小单元:寄存器,速度非常快
当寄存器不够用了,就把东西放在内存里,
内存:硬盘写东西是通过磁化处理,所以写东西是永久的,内存不是,内存是通过逻辑电路来设计的,通电的时候数据保留住,没电就没了。因为用电所以速度快很多,可以与CPU配合。
内存是电路设计,硬盘是机械设计。
设计内存:要用到逻辑电路(与、或、非)
导体,绝缘体,半导体
用半导体做个东西出来:
硬盘
外部储存器:硬盘
机械硬盘:
碟片,机械臂,磁头,马达(碟片中心是马达)
机械臂:来回摆动,
磁头:进行读和写的操作。
扇区:
读操作:根据硬盘的芯片和操作系统的配合下有一张表,表里有一个数据:张三.mp3
先把机械臂挪过来,然后马达转动将张三.mp3转到机械臂顶点磁头出就开始读取这个数据,读完之后机械臂复位。
(读\写)总结:查表,挪动机械臂,读取,机械臂复位。
删除(理论上):查表,挪动机械臂,写入0或1,机械臂复位。
删除(实际上):操作系统直接将要删除的数据在表格里删除掉,所以查不到了,
数据依然在硬盘,到时候要用到这部分硬盘的时候,直接写入覆盖这部分要删除的内容。
固态硬盘的删除:
打开固态硬盘的一个开关(在操作系统中可以做一个切换),
快速模式:可以恢复删除的数据
非快速模式:删除慢点,但是数据不可以恢复
固态硬盘