你電腦裡的 CPU,一秒鐘到底在忙什麼?
COSMOS 近看宇宙
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你電腦裡的 CPU,一秒鐘到底在忙什麼?
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CPU 是怎麼運作的?你電腦裡的處理器,一秒鐘到底在忙什麼?這一集我們走進一顆桌機處理器,照它自己的速度過完一秒鐘:從一個開關、二進位和加法,到記憶、時鐘和程式,再到規格表上的時脈、核心和快取。
我們用珠子搭一台會算加法的機器,看懂「5 吉赫」「8 核心」「96 MB 快取」各是什麼意思。把時鐘放慢到每跳一下就是一秒,從主記憶體拿一個數字要等八分鐘,眨一次眼要好幾十年。為了不白白等待,晶片會先猜下一步往哪走,猜錯就回頭重來。這個本事,也牽出了 2018 年公開的「幽靈」(Spectre)漏洞。
片中的 3D 電腦、開關和珠子機器,都是我們製作的示意模型,不是任何廠商的實際設計,也不是真正處理器運作的錄影。放慢的時鐘上的時間,是我們以每秒五十億下(5 吉赫)和典型、公開報導的延遲算出來的,不是每一顆 CPU 的實測數字。珠子加法機的構想來自 Matthias Wandel 的木製加法機:https://woodgears.ca/marbleadd/
00:00 四種小動作
01:16 一切都是數字
02:32 用珠子做一台加法機
04:49 記憶、時鐘和程式
06:45 照晶片的速度過一秒
09:12 晶片為什麼要猜
11:24 五十五年,同一個點子
13:01 片尾名單
接著看
你問 AI 一個問題,晶片裡發生了什麼事? • 你問 AI 一個問題,晶片裡發生了什麼事?
資料出處
AMD Ryzen 7 7800X3D(2023):最高 5 GHz、8 核心、96 MB L3 快取
https://www.amd.com/en/products/proce...
RISC-V 基本指令集:
https://docs.riscv.org/reference/isa/...
電腦的典型延遲(Peter Norvig):
https://norvig.com/21-days.html
北美到台灣的往返實測(Verizon):
https://www.verizon.com/business/term...
「幽靈」論文:
https://spectreattack.com/spectre.pdf
影像來源
影片素材,Pexels 授權:https://www.pexels.com/license/
ArtHouse Studio — 眨眼:https://www.pexels.com/video/an-eye-b...
MART PRODUCTION — 打字:https://www.pexels.com/video/a-person...
Tima Miroshnichenko — 用電腦的人:https://www.pexels.com/video/man-usin...
ArtHouse Studio — 用筆電的人:https://www.pexels.com/video/a-man-us...
Onkar Mehta — 在暗房裡用筆電:https://www.pexels.com/video/guy-sitt...
Florian Delée — 藍色眼睛特寫:https://www.pexels.com/video/mesmeriz...
Ron Lach — 滑鼠和鍵盤:https://www.pexels.com/video/person-u...
Mihman Duğanlı — 按滑鼠:https://www.pexels.com/video/close-up...
Sasha Poberailo — 眼睛特寫:https://www.pexels.com/video/close-up...
Artem Shutkin — 夜裡打電動:https://www.pexels.com/video/man-gami...
Towfiqu barbhuiya — 滑手機:https://www.pexels.com/video/hand-scr...
Towfiqu barbhuiya — 觸控螢幕:https://www.pexels.com/video/hands-to...
Artem Podrez — 用手機特寫:https://www.pexels.com/video/hands-us...
博物館照片,Wikimedia Commons,CC0:https://creativecommons.org/publicdom...
Daderot — Busicom 計算機的電路板和英特爾 4004,東京的日本國立科學博物館:https://commons.wikimedia.org/wiki/Fi...
Daderot — 英特爾 4004 展品,東京:https://commons.wikimedia.org/wiki/Fi...
Wolfgang Stief from Tittmoning, Germany — 英特爾 4004 電路圖的照片(圖由英特爾繪製):https://commons.wikimedia.org/wiki/Fi...
Daderot — 英特爾 4004 展品,另一個角度:https://commons.wikimedia.org/wiki/Fi...
3D 畫面、圖解、配樂與音效:Up Close Studio 原創。
「近看晶片」是 COSMOS 近看宇宙的系列:走進 AI 背後的機器。
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#CPU #處理器 #近看晶片