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1989 年發布的80486處理器實現了5級標量流水線，標志著CPU的初步成熟，也標志著傳統處理器發展階段的結束。 [1] 
(5)第五階段(1993年-2005年)。這是奔騰系列微處理器的時代。 [3] 
1995 年11 月，Intel發布了Pentium處理器，該處理器*采用超標量指令流水結構，引入了指令的亂序執行和分支預測技術，大大提高了處理器的性能， 因此，超標量指令流水線結構一直被后續出現的現代處理器，如AMD（Advanced Micro devices）的K9、 K10、Intel的Core系列等所采用。 [1] 
(6)第六階段(2005年至今)。是酷睿系列微處理器的時 代，這是一款節能的新型微架構，設計的出發點是提供卓然出眾的性能和能效。 [3] 
為了滿足操作系統的上層工作需求，現代處理器進一步引入了諸如并行化、多核化、虛擬化以及遠程管理系統等功能，不斷推動著上層信息系統向前發展。 [1] 
工作原理
馮諾依曼體系結構是現代計算機的基礎。在該體系結構下，程序和數據統一存儲，指令和數據需要從同一存儲空間存取，經由同一總線傳輸，無法重疊執行。根據馮諾依曼體系，CPU的工作分為以下 5 個階段：取指令階段、指令譯碼階段、執行指令階段、訪存取數和結果寫回。 [1] 
取指令（IF，instruction fetch），即將一條指令從主存儲器中取到指令寄存器的過程。程序計數器中的數值，用來指示當前指令在主存中的位置。當 一條指令被取出后，PC中的數值將根據指令字長度自動遞增。 [1] 
指令譯碼階段（ID，instruction decode），取出指令后，指令譯碼器按照預定的指令格式，對取回的指令進行拆分和解釋，識別區分出不同的指令類 別以及各種獲取操作數的方法。 [1] 
執行指令階段（EX，execute），具體實現指令的功能。CPU的不同部分被連接起來，以執行所需的操作。
訪存取數階段（MEM，memory），根據指令需要訪問主存、讀取操作數，CPU得到操作數在主存中的地址，并從主存中讀取該操作數用于運算。部分指令不需要訪問主存，則可以跳過該階段。 [1] 
結果寫回階段（WB，write back），作為后一個階段，結果寫回階段把執行指令階段的運行結果數據“寫回”到某種存儲形式。結果數據一般會被寫到CPU的內部寄存器中，以便被后續的指令快速地存取；許多指令還會改變程序狀態字寄存器中標志位的狀態，這些標志位標識著不同的操作結果，可被用來影響程序的動作。 [1] 
在指令執行完畢、結果數據寫回之后，若無意外事件（如結果溢出等）發生，計算機就從程序計數器中取得下一條指令地址，開始新一輪的循環，下一個指令周期將順序取出下一條指令。 [1] 
性能及結構
性能衡量指標
對于CPU而言，影響其性能的指標主要有主頻、 CPU的位數以及CPU的緩存指令集。所謂CPU的主頻，指的就是時鐘頻率，它直接的決定了CPU的性能，因此要想CPU的性能得到很好地提高，提高CPU的主頻是一個很好地途徑。而CPU的位數指的就是處理器能夠一次性計算的浮點數的位數，通常情況下，CPU的位數越高，CPU 進行運算時候的速度就會變得越快。現在CPU的位數一般為32位或者64位。以前人們使用的計算機都是32位系統， 近年來人們使用的計算機的處理器中64位所占用的比例則顯得更多，這是因為64位的計算機的運行速度變得更快，提高了人們的工作效率。而CPU的緩存指令集是存儲在CPU內部的，主要指的是能夠對CPU的運算進行指導以及優化的硬程序。一般來講，CPU 的緩存可以分為一級緩存、二級緩存和三級緩存，而那些處理能力比較強的處理器則一般具有較大的三級緩存。

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