又是一個(gè)推送話題 #為什么電腦就只能安裝一個(gè)CPU呢#為什么電腦就只能安裝一個(gè)CPU？

這話一聽(tīng)，就有點(diǎn)沒(méi)見(jiàn)識(shí)了。

要放在早幾年，很多計(jì)算機(jī)玩家哪怕沒(méi)吃過(guò)豬肉，也見(jiàn)過(guò)豬跑。那時(shí)候攢機(jī)風(fēng)盛行，誰(shuí)家電腦不是自己配的？CPU、主板、顯卡、內(nèi)存，全靠一雙手和一張價(jià)目表。久而久之，“一臺(tái)電腦配一個(gè)CPU”，就成了天經(jīng)地義的共識(shí)。

但最近幾年，情況變了。越來(lái)越少的人需要每天坐在電腦前，發(fā)朋友圈、剪視頻、辦公、娛樂(lè)——隨便找臺(tái)手機(jī)就可以全干了。

再過(guò)幾年，恐怕真就成了“沒(méi)吃過(guò)豬肉，也沒(méi)見(jiàn)過(guò)豬跑”的時(shí)代。

誠(chéng)然，個(gè)人計(jì)算機(jī)的黃金年代，正在謝幕。

年輕一代的小孩兒們對(duì)主板插槽、電源瓦數(shù)、雙通道內(nèi)存甚至CPU風(fēng)扇這些詞，恐怕就已經(jīng)沒(méi)有任何畫(huà)面感了。

可是恰恰這種話題就推給了W君……那咱就開(kāi)始聊聊吧。

因?yàn)?，在很長(zhǎng)很長(zhǎng)的一段W君使用計(jì)算機(jī)的經(jīng)歷中，家里的計(jì)算機(jī)并不是只有一個(gè)CPU。

最最最早，W君自己的計(jì)算機(jī)就是一臺(tái)Apple II，那已經(jīng)是很多很多年前的事情了。

很小很小的時(shí)候W君的編程入門就是在這臺(tái)機(jī)器上完成的。這里就有很熟悉Apple電腦的人說(shuō)了，Apple II上應(yīng)該是6502或者65C02 的CPU，就是一塊CPU??！

原因在于使用Apple并不方便，早期的APPLE實(shí)際上只有一個(gè)內(nèi)置的basic解釋器，如果想用一些更先進(jìn)的功能就不太適合了。但是在apple上是可以像現(xiàn)在插顯卡一樣插入擴(kuò)展卡，完成一些本身apple II不能做的事情，當(dāng)年W君的Apple機(jī)上就裝了一塊叫做Z-80卡的東西。

插入這個(gè)卡就可以利用Apple II來(lái)執(zhí)行一些CP/M操作系統(tǒng)上的應(yīng)用程序。

這時(shí)候有意思的事情就來(lái)了，看上面卡片照片最大的那塊電路 Z80的CPU！

激活這塊擴(kuò)展卡之后，apple本身的CPU就被屏蔽掉了，整機(jī)就會(huì)使用這個(gè)Z80 CPU來(lái)工作——那時(shí)候的人就是這么野！

不過(guò)雖然當(dāng)時(shí)這么“野”，但是切換CPU的過(guò)程現(xiàn)在看很笨，用軟盤引導(dǎo)——開(kāi)機(jī)之前先把CP/M的引導(dǎo)盤放到軟驅(qū)中，開(kāi)機(jī)引導(dǎo)程序會(huì)激活這個(gè)擴(kuò)展卡，如果想用本體的CPU怎么辦？關(guān)機(jī)，把軟盤拿出來(lái)唄。和咱現(xiàn)在alt+tab這樣的切換形式來(lái)比，差不多就是在原始社會(huì)的感覺(jué)。

但，事情就這么奇怪，一臺(tái)電腦里面有兩個(gè)CPU！

只不過(guò)，這兩個(gè)CPU并不可能同時(shí)工作。這塊擴(kuò)展卡只是利用了蘋(píng)果的總線接管了總線上的其他設(shè)備。打個(gè)不恰當(dāng)?shù)谋确健猌-80卡替代了我們從CPU插座上拔下CPU進(jìn)行替換的過(guò)程。

這里就有一個(gè)很重要的計(jì)算機(jī)概念——總線（Bus）。

簡(jiǎn)單說(shuō)，總線就是電腦里所有部件之間“說(shuō)話”的那根大喇叭線。CPU要訪問(wèn)內(nèi)存、顯卡要讀數(shù)據(jù)、硬盤要寫(xiě)文件，全得經(jīng)過(guò)這根總線。

它不只是“連線”，更像一個(gè)調(diào)度中心——誰(shuí)先說(shuō)話、誰(shuí)得閉嘴，都得聽(tīng)總線仲裁。

總線的設(shè)計(jì)源自于電力系統(tǒng)的“匯流排”（Busbar）

通常，在配電箱中配備的幾根十分粗大的金屬導(dǎo)體，它的作用就是把零、火、地線進(jìn)行統(tǒng)一分配。在我們?nèi)粘Ｉ钪?，如果打開(kāi)家里的強(qiáng)電箱就大概率的可以看到匯流排。

人類的技術(shù)應(yīng)用是相似的，不僅僅可以使用統(tǒng)一的線路進(jìn)行電力的分配，當(dāng)然也可以使用統(tǒng)一的線路進(jìn)行數(shù)字信號(hào)的共同傳輸。這樣計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)就可以大幅度的簡(jiǎn)化。

所以，在我們打開(kāi)計(jì)算機(jī)機(jī)箱的時(shí)候往往可以看到一大堆擴(kuò)展卡接口。這些接口其實(shí)就是最直觀的總線接入點(diǎn)。

而Z-80那塊擴(kuò)展卡之所以能“接管”Apple II，就是因?yàn)樗逶诹丝偩€上。一旦激活，Z-80通過(guò)總線信號(hào)把6502“請(qǐng)出會(huì)場(chǎng)”，自己上臺(tái)主持全場(chǎng)運(yùn)算。所以，如果從硬件結(jié)構(gòu)上看，它并不是擴(kuò)展卡上的Z80CPU在協(xié)助主板上的6502 CPU工作，而是Z80在系統(tǒng)中直接“篡位”，原來(lái)的那塊6502CPU變成了太上皇在后宮頤養(yǎng)天年不問(wèn)世事了。

在總線上運(yùn)行的不只是電流，還有邏輯信號(hào)、控制信號(hào)、地址信號(hào)、數(shù)據(jù)信號(hào)全都在上面完成傳輸。這就像一輛在固定路線運(yùn)行的公交車，數(shù)據(jù)和指令在不同“站點(diǎn)”上下車。

于是，人們給它起了個(gè)最樸素的名字：Bus，在漢語(yǔ)言的術(shù)語(yǔ)中很難解釋為什么在計(jì)算機(jī)機(jī)箱里有一輛“公交車”，于是我們就造出了“總線”這個(gè)詞匯，而在繁體中文使用地區(qū)則把“總線”叫做了“匯流排”。

為什么講到“總線”呢？其實(shí)這里面還有說(shuō)法。

我們?cè)谝慌_(tái)計(jì)算機(jī)的總線上加兩個(gè)顯示卡沒(méi)毛病吧？

相較于單一顯卡，雙顯卡基本上可以讓游戲的視頻性能提高170%左右。

我們?cè)谝慌_(tái)計(jì)算機(jī)的總線上接兩個(gè)鍵盤或者兩個(gè)鼠標(biāo)也沒(méi)毛病吧？雖然沒(méi)什么實(shí)際意義，但這件事是可以這樣做的。

其實(shí)計(jì)算機(jī)上的大部分配件都可以隨心所欲的往上加，例如W君家里的一臺(tái)存儲(chǔ)服務(wù)器，經(jīng)過(guò)擴(kuò)展擴(kuò)展再擴(kuò)展，已經(jīng)硬生生的裝進(jìn)去了37塊硬盤。

既然都能“無(wú)限”加，那么憑什么只能加一塊CPU呢？這里就得說(shuō)到CPU的“片選”（Chip Select）功能了。在CPU上有一個(gè)引腳叫做CS

通常這個(gè)引腳被設(shè)置為低電位的時(shí)候，這個(gè)CPU開(kāi)始工作。這樣就避免了多顆CPU在總線上相互打架（沖突）。實(shí)際上和遙遠(yuǎn)年代中Z80卡做的事情是一樣的。只不過(guò)在高頻信號(hào)的處理過(guò)程中，CPU CS引腳的變化極快，就會(huì)讓人有兩顆CPU同時(shí)工作的錯(cuò)覺(jué)。

而且，現(xiàn)代設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)CPU一般會(huì)對(duì)多處理器聯(lián)動(dòng)的功能進(jìn)行優(yōu)化，在cs選定后CPU進(jìn)行快速的通訊，拿到需要做的工作后就會(huì)釋放選定，然后在內(nèi)部進(jìn)行計(jì)算處理，等到下一次cs選定后會(huì)將處理結(jié)果經(jīng)過(guò)總線輸出——這樣一來(lái)就幾乎是并行的計(jì)算了。這個(gè)技術(shù)就叫做“多處理器協(xié)同”

其實(shí)現(xiàn)實(shí)生活中，W君自己用的大部分X86體系的計(jì)算機(jī)都是多CPU的。

一般都是這樣的貨色，在主板上插入2-4顆CPU。

這樣做的好處就是有更大的處理能力，在進(jìn)行一些分析和數(shù)值運(yùn)算的時(shí)候速度更快，壞處也有，就是耗電量太大，而且多處理器的計(jì)算機(jī)體積往往更大，在一般個(gè)人家庭中使用就太占空間了。

所以，在今天的大多數(shù)消費(fèi)級(jí)計(jì)算機(jī)中，其實(shí)并不存在真正意義上的“多CPU”。

廠商采用了一種更現(xiàn)實(shí)、也更優(yōu)雅的折衷方式——多核心（Multi-Core）。

它的思路非常簡(jiǎn)單：

既然一臺(tái)主板上插多顆處理器太占地方、不經(jīng)濟(jì)，那就把幾顆CPU“封”進(jìn)同一塊硅片里。

每個(gè)核心都有獨(dú)立的算術(shù)邏輯單元（ALU）、寄存器和一級(jí)緩存，通過(guò)共享的二級(jí)緩存和系統(tǒng)總線進(jìn)行通訊。

從物理上看，它們是一塊芯片；從邏輯上看，它們就是一臺(tái)“多處理器計(jì)算機(jī)”的微縮版。

隨著 CPU 制造工藝的不斷提升，這些年的變化其實(shí)非常明顯。

最早那種“兩個(gè)內(nèi)核的CPU”幾乎已經(jīng)消失了——取而代之的，是越來(lái)越抽象的邏輯處理器（Logical Processor）。也就是說(shuō)，我們看到的“多核”早已不再只是幾顆物理內(nèi)核，而是經(jīng)過(guò)調(diào)度單元、超線程技術(shù)（Hyper-Threading）和流水線優(yōu)化后虛擬出來(lái)的邏輯執(zhí)行單元。

在一顆 CPU 里，可能存在十幾個(gè)甚至幾十個(gè)邏輯處理器，它們?cè)诓僮飨到y(tǒng)眼中就像獨(dú)立的核心。更進(jìn)一步，如今的芯片廠商又引入了“大小核架構(gòu)”（big.LITTLE），讓高性能核心（Performance Core）負(fù)責(zé)計(jì)算密集型任務(wù)，讓能效核心（Efficiency Core）承擔(dān)后臺(tái)與輕負(fù)載運(yùn)行。

這已經(jīng)不再是單純的“多核”，而是一種分工式智能協(xié)作體系。

所以說(shuō)，今天很多人看到主板上只有一塊 CPU，就理所當(dāng)然地以為——計(jì)算機(jī)也就只有一塊 CPU。可事實(shí)上，這恰恰是一個(gè)巨大的誤解。在這塊小小的硅片之中，已經(jīng)塞進(jìn)了幾十個(gè)核心、上百條指令流水線、成千上萬(wàn)個(gè)邏輯處理單元。

只是這些核心都被封裝到了一個(gè)元件中，普通人就只是“一塊”罷了。

于是，電腦看上去只裝了一塊 CPU，但實(shí)際上，它早已不止一塊。電腦安裝一個(gè)CPU？別逗，這并不是天經(jīng)地義的事情！

不過(guò)，有一說(shuō)一：如果你真用過(guò)多CPU主機(jī)，再看這些“封在一顆里的多處理器”，那種感覺(jué)，就像吃慣了整牛排的人，被端上一份碎牛肉餅，這種感覺(jué)你得真用過(guò)才能體會(huì)到。