一看就懂
微处理器
到底是怎样
工作的
只会开和关,怎么会算?
讲给每一个好奇的人
看文字稿
下面是视频旁白的全文。
手指点一下屏幕,照片就打开了。这一下,手机里那块小小的芯片,到底做了什么?先看最小的零件:开关。芯片里塞满了极小的开关。通电是一,断电是零。一部苹果手机的芯片里,有一百九十亿个这样的开关。
一个开关,只会开和关。可是两个开关串在一起,就能做判断:两个都开,灯才亮。再多连一些,就能做加法。一加一等于二,在芯片里写成一、零。可光会算还不够。芯片怎么知道,下一步该做什么?靠一张清单。
你装的每个程序,其实都是一张很长的清单。每一行只写一件小事:拿一个数,加一下,存起来,或者跳到另一行。芯片里有一个书签,记着现在该读第几行。它一遍一遍只做三件事。照着书签,取来一行。看懂这一行要干什么。动手做完。然后书签往下挪,再来一遍。
谁来喊下一步?一个节拍器。它每打一下,所有开关就一起往前走一步。一九七一年,第一块卖给大家的微处理器,只有两千三百个开关,节拍器一秒打七十四万下。今天手机里的芯片,开关多了八百多万倍,一秒最快能打三十多亿下。
所以芯片并不会想。它只是照着清单,取来,看懂,做完,快得惊人。你每一次点、滑、拍照,背后都是这上百亿个开关,在一拍一拍地,替你赶这张清单。
1
一句话
芯片里是上百亿个
小小的开关。
它们照着一张清单,
一行一行,飞快地
开开关关。
金色的开关是「开」(算作 1),灰色是「关」(算作 0)。
2
一个开关很笨,
一群开关会算
一 个 开 关
只会开和关。
通电是 1,断电是 0。光靠它,什么也算不了。
两 个 串 起 来
就能做判断:
两个都开,灯才亮。
再多连一些,就能做加法。1 + 1 = 2,在芯片里写成「1 0」。
说白了:开关本身不会算,会算的是它们连起来的方式。
3
它一遍一遍
只做三件事
你装的每个程序,其实是一张很长的清单。每一行只写一件小事:拿一个数、加一下、存起来、或者跳到另一行。芯片里有一个书签,记着下一行该读哪。
② 看懂弄清这一行要干什么:拿数、相加,还是跳行。
谁来喊「下一步」?一个节拍器。它每打一下,所有开关就一起往前走一步。
4
节拍器
越打越快
1 9 7 1 年
2300
个开关。第一块卖给大家的微处理器。
74 万下
节拍器一秒打的次数。
今 天 的 手 机
190 亿
个开关,多了八百多万倍。
30 多亿下
节拍器一秒最快打的次数。
「今天的手机」指 2023 年苹果 iPhone 15 Pro 用的芯片。
5
两个常见误会
芯片不会想
它只照着清单做。看起来聪明,是因为写清单的人把每一步都写好了,而它走得飞快。
节拍快,
不一定就更快
每一拍能干多少活也要紧。同样的节拍,新芯片一拍往往能干更多活。
你每点一下,
上百亿个开关
就在替你赶清单
取来,看懂,做完——
一拍一拍,快得惊人。