CPU行业各种经典架构研究分析

CPU是计算机的运算和控制核心，作为算力基础，是整个科技行业的底座，是多个创新方向的基础支撑。纵览CPU发展历史，每个CPU巨头的崛起都是技术与生态的“共振”从而引领时代发展，如Intel的“Wintel”联盟称霸服务器及桌面端，ARM架构凭借能耗及“AA体系”在移动时代异军突起。   目前来看，CPU市场仍主要为海外巨头占据，国内CPU厂商起步较晚仍处于劣势，但十四五以来国产CPU自主研发受到高度重视，目前已走出三条独立自主化道路，国家政策层面始终高度重视“卡脖子”领域自主创新度，国产CPU产品也捷报频传，技术产品层面不断突破，政策支持叠加行业发展加快生态建设，国产CPU或迎来重大发展机遇。

新兴领域发展迅猛，CPU未来发展可期。伴随5G、云计算、物联网、大数据、人工智能等创新领域的发展，对算力的需求也大幅增加，CPU作为科技领域的算力支撑后续需求有望迎来发展机遇。具体来看，无论是5G、云计算、大数据相关的科技领域基础设施的搭建，还是5G手机、AR/VR等终端设备的更新更替，还是人工智能、智能驾驶等应用层级的创新，均对算力提出了更高的要求。后续CPU在这些领域的增量应用或将打开CPU更大的市场空间。

CPU是一台计算机的运算和控制核心，其功能主要是完成对计算机指令的执行和对数据的处理，CPU与内部存储器、输入/输出设备被认为是电子计算机三大核心部件。  

目前几乎所有冯·诺伊曼型计算机的CPU的工作流程可以分为：提取指令、指令编译、指令执行、访问主存并读取操作数、写回等五个阶段。

CPU的几大主要结构在过程中的作用如下：

控制单元（Control Unit）作为CPU的控制中心，负责将存储器中的数据发送至运算单元并将运算后的结果存回到存储器中，其一切行为均来自于指令。

运算单元（Arithmetic/Logic Unit）可以执行算术运算和逻辑运算。它执行来自于控制单元的命令。

存储单元（Registers、Cache）是CPU中数据暂时存储的位置，其中寄存有待处理或者处理完的数据。

寄存器（Registers）较内存相比，可以减少CPU访问数据的时间，也可以减少CPU访问内存的次数，有助于提高CPU的工作速度。

编辑：黄飞