导读——处理器的“钱”途

处理器无疑是PC中最核心的设备，无疑也是最赚钱的设备。

目前全球的4大电脑公司——惠普、宏基、戴尔、联想，它们卖电脑赚的钱，远不及Intel卖处理器赚的钱。

以PC老大惠普为例，2010年公司净收入1260亿美金，运营利润115亿美金，PC等业务（Personal System Group）的净收入为407亿美金，运营利润为20亿美金。而Intel 2010年的净收入为436亿美金，运营利润为156亿美金，从中我们可以看出，PC公司是卖了不少钱，不过钱都让处理器公司赚了。

最核心的，才是最赚钱的，才是我们最该去关注的，下面开始我们的处理器之旅。

2.1  处理器是怎样工作的——处理器的硬件模型

2.1.1  硬连线电路——一定终身

要想做一个运算，其实不一定非要用处理器，用普通的数字电路也可以实现。例如，下面这个运算：

out = in1 + in2 * in3 + in4 * in5 * in6;

我们使用加法器、乘法器可以搭出如下的电路：

这个电路使用了3个乘法器，2个加法器。如果我们又要做另一个运算：

out = in1 + in2 + in3 + in4 * in5 + in6;

以前搭建的电路已经没用了，我们必须要重新搭建另一个电路：

用这种方式来实现运算，每一种新的运算，都要搭建一种新的电路，这样的工作太劳民伤财了，那么有没有一种通用的计算设备，一套硬件就能实现所有的功能呢？

有，计算机的产生就是为了解决这个事的！

2.1.2  通用计算机模型——硬件搭台，软件唱戏

一个复杂的运算，都是由一些简单的运算组合而成的，一个最简单的运算可以用下面的模型表示。

例如，c=a+b，输入数据是a和b，输出数据是c，运算符是加法。

一大堆的运算就需要一大堆的输入数据和输出数据，我们首先要有一个存储器将输入数据和输出数据存起来。

然后我们将一些常用的基本运算，如加法器、乘法器等堆在一起，给它取个名字，叫算术逻辑单元（ALU，Arithmetic Logic Unit）。

剩下的事情，就是要有一个控制器，去控制将存储器中的数据送到ALU中去做运算，然后将结果存回到存储器中来。数据放在哪，做什么运算，这些都由指令来告诉控制器，每一个简单的运算都对应一条指令，这些指令序列就组成了完成这个复杂功能的程序。

这就是计算机的通用计算模型，这个模型可以用下面这个图描述。

数据要从外部输入进来，也要输出出去，一个完整的计算机逻辑结构如下图所示。

这个结构也就是冯·诺依曼在他著名的“关于EDVAC的报告草案”中描述的结构。这种结构的计算机被叫做冯·诺依曼机，实际上，现在的计算机都是冯·诺依曼机。

与专用数字电路不同的是，这台硬件什么也做不了，除非配上具体的软件。软件由指令序列组成，决定了计算机要完成的功能。

艺术家下乡表演，到一个地方，搭一次台，演出一次，而红磡体育馆这些地方，一次建好后，各位明星都可以去那里献唱。计算机就是红磡体育馆：硬件搭台，软件唱戏。

随后，集成电路发展起来，人们发现，电路可以在一块小小的芯片上实现，于是，计算机的基本功能就被转移到了一块芯片上，这块芯片就叫处理器，再配上各种输入输出设备，以及其他辅助设备，就组成了现代的计算机。