为什么在 CPU 中要用 Cache 从内存中快速提取数据

CPU，是中央处理器，是一台电脑最核心的大脑和心脏。在计算系统中，它属于控制器和运算器。

内存，是存储器，用于辅助CPU输入输出数据进行运算。

CACHE，是一种特殊的内存。因为主内存速度不够快，用少量的特别快的但特别昂贵的内存来做缓存加速。就是cache。

中央处理器（英文Central Processing Unit，CPU）是一台计算机的运算核心和控制核心。CPU、内部存储器和输入/输出设备是电子计算机三大核心部件。其功能主要是解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据。CPU由运算器、控制器和寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态的总线构成。差不多所有的CPU的运作原理可分为四个阶段：提取（Fetch）、解码（Decode）、执行（Execute）和写回（Writeback）。 CPU从存储器或高速缓冲存储器中取出指令，放入指令寄存器，并对指令译码，并执行指令。所谓的计算机的可编程性主要是指对CPU的编程。

使用电脑玩游戏的时候，有时会因为配置过低而带不动，除了重新花钱购买硬件外，其实可以让CPU超频来提升性能，这样不需要花钱就能让硬件的性能得到更大的提高，下面的我就给大家介绍下电脑CPU如何超频。

提升CPU性能的技巧

方法一：

1、点击“任务栏”，右键点击“启动任务管理器”，关闭没有用的程序，即可提高CPU性能。

方法二：

1、右键点击“计算机”图标，找到并选择“属性”

2、点击“高级系统设置”中的“高级”选项，点击性能下方的“设置”，点击视觉效果下方的最佳性能，点击“应用”即可。

方法三：

1、右键点击“计算机”图标，找到并选择“属性”，点击“高级系统设置”并选择“高级”选项

2、点击性能下方的“设置”，点击“高级”，点击调整以优化性的“程序”，点击“应用”即可。

CPU工作原理

CPU从存储器或高速缓冲存储器中取出指令，放入指令寄存器，并对指令译码。它把指令分解成一系列的微 *** 作，然后发出各种控制命令，执行微 *** 作系列，从而完成一条指令的执行。指令是计算机规定执行 *** 作的类型和 *** 作数的基本命令。指令是由一个字节或者多个字节组成，其中包括 *** 作码字段、一个或多个有关 *** 作数地址的字段以及一些表征机器状态的状态字以及特征码。有的指令中也直接包含 *** 作数本身。

提取

第一阶段，提取，从存储器或高速缓冲存储器中检索指令(为数值或一系列数值)。由程序计数器(Program Counter)指定存储器的位置，程序计数器保存供识别目前程序位置的数值。换言之，程序计数器记录了CPU在目前程序里的踪迹。提取指令之后，程序计数器根据指令长度增加存储器单元。指令的提取必须常常从相对较慢的存储器寻找，因此导致CPU等候指令的送入。这个问题主要被论及在现代处理器的快取和管线化架构。

解码

CPU根据存储器提取到的指令来决定其执行行为。在解码阶段，指令被拆解为有意义的片断。根据CPU的指令集架构(ISA)定义将数值解译为指令。一部分的指令数值为运算码(Opcode)，其指示要进行哪些运算。其它的数值通常供给指令必要的信息，诸如一个加法(Addition)运算的运算目标。这样的运算目标也许提供一个常数值(即立即值)，或是一个空间的定址值：暂存器或存储器位址，以定址模式决定。在旧的设计中，CPU里的指令解码部分是无法改变的硬件设备。不过在众多抽象且复杂的CPU和指令集架构中，一个微程序时常用来帮助转换指令为各种形态的讯号。这些微程序在已成品的CPU中往往可以重写，方便变更解码指令。

执行

在提取和解码阶段之后，接着进入执行阶段。该阶段中，连接到各种能够进行所需运算的CPU部件。例如，要求一个加法运算，算数逻辑单元(ALU，Arithmetic Logic Unit)将会连接到一组输入和一组输出。输入提供了要相加的数值，而输出将含有总和的结果。ALU内含电路系统，易于输出端完成简单的普通运算和逻辑运算(比如加法和位元运算)。如果加法运算产生一个对该CPU处理而言过大的结果，在标志暂存器里，运算溢出(Arithmetic Overflow)标志可能会被设置。

写回

最终阶段，写回，以一定格式将执行阶段的结果简单的写回。运算结果经常被写进CPU内部的暂存器，以供随后指令快速存取。在其它案例中，运算结果可能写进速度较慢，但容量较大且较便宜的主记忆体中。某些类型的指令会 *** 作程序计数器，而不直接产生结果。这些一般称作ldquo;跳转(Jumps)，并在程式中带来循环行为、条件性执行(透过条件跳转)和函式。许多指令也会改变标志暂存器的状态位元。

这些标志可用来影响程式行为，缘由于它们时常显出各种运算结果。例如，以一个比较指令判断两个值的大小，根据比较结果在标志暂存器上设置一个数值。这个标志可藉由随后的跳转指令来决定程式动向。在执行指令并写回结果之后，程序计数器的值会递增，反覆整个过程，下一个指令周期正常的提取下一个顺序指令。如果完成的是跳转指令，程序计数器将会修改成跳转到的指令位址，且程序继续正常执行。许多复杂的CPU可以一次提取多个指令、解码，并且同时执行。这个部分一般涉及经典RISC管线，那些实际上是在众多使用简单CPU的电子装置中快速普及(常称为微控制(Microcontrollers))。

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