45 | ARM新宠：苹果的M1芯片因何而快？

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现代CPU的工作原理和ALU的设计与实现过程是本文的重点内容。文章首先介绍了CPU的基本工作原理，包括指令的获取、解码、数据处理和存储等六个步骤，并指出现代CPU架构与图灵机的执行原理有着一致的核心思想。随后，通过使用Verilog语言实现了一个可以运行简单计算的ALU，并提供了测试用例来验证ALU模块的功能是否正常。此外，文章还介绍了现代CPU加速的套路，包括更多的硬件指令、通过缓存来提高数据装载效率、流水线乱序执行与分支预测、多核心CPU以及超线程。最后，对常见的CPU指令集进行了介绍。整体而言，本文通过深入浅出的方式，帮助读者了解了CPU和ALU的基本原理，以及现代CPU加速的套路，为读者解开了硬件层面的“黑科技”之谜。文章还介绍了CISC和RISC指令集的区别，以及基于ARM指令集的M1芯片的特点，深入剖析了M1芯片的优势和设计思路。文章内容丰富，涵盖了CPU设计的基本原理和现代发展趋势，对读者了解CPU和ALU的工作原理以及现代CPU加速的套路具有重要参考价值。