CPU、Processor、Core的區別

Question:

怎麼理解CPU、processor、core的區別
如果CPU包含ALU(運算器)、內存單元、IO的話，那麼

a) processor是什麼，它包含哪些東西
b) CPU和processor的關係是怎樣的
c) Core又是什麼

下文中：Processor=處理器，core=核

Answer:

1 處理器的演變

'Processor','Core', 和 'CPU'這些術語定義都不很明確，在過去的這些年，隨着計算機架構的演變，它們的含義也經歷了很多變化。在現代的定義中，'Processor'和 'CPU'的含義其實是同一個東西，更精確的說，它們是指'處理器包'，因爲沒有一個標準定義這個包到底應該包含什麼。15-20年前的老CPU只包含有執行任務所需要的最小的資源。它包括運算器、取指令和解碼硬件，指令管道、中斷處理硬件，和部分IO控制硬件，此後，cache內存加入到CPU中用來提高執行效率。

2 核的形成和演變

再往後，執行任務的processor(處理器)數量開始加倍。運算器、取指令和解碼硬件，指令管道以及一些cache內存被整合起來成爲我們今天所說的 ‘CORE’。每個’核’都可以運行單個程序（當它支持硬件線程比如IntelCPU的超級線程時也可以運行多個程序），維護正確程序的狀態、寄存器和正確的執行次序，並通過運算器(ALU)來執行操作，核是CPU的基本計算單元。IO讀取控制、中斷處理，等等資源在所有的’核’之間共享。

在給定的時間內，一顆CPU/Processor(處理器)可以有多顆核執行任務，這些任務通常是操作系統調度的軟件進程和線程。記住操作系統可能有多個線程在運行，但CPU只可以在給定的時間內運行一定數量(X）的任務數，X=CPU的核數*每核的硬件線程數，剩餘的線程必須等待操作系統的調度，要麼搶佔當前正在運行的任務線程，或者其他情況

最近內存控制單元也加入到處理器包中，它居於’核’的一側但不屬於它。因此內存控制單元是處理器包的一部分，或者Processor/CPU的一部分，但不是’核’的一部分。Intel公司習慣用“非計算內核”來特指它。CPU包含核與外部的連接的相互聯繫，通常是一個大的’末級’共享cache，你可能需要很多其他的要素來讓CPU工作，比如上面的內存控制器來和內存進行交互---（這就是上面說的內存控制單元），IO控制器來和存儲交互(display,PCIe,USB)等等。此外CPU可能還集成了GPU，CPU設計越來越像我們所稱的“SOC”—片上系統。