处理器里面的晶体管是起什么作用的

晶体管（transistor）是一种固体半导体器件，可以用于检波、整流、放大、开关、稳压、信号调制和许多其它功能。晶体管作为一种可变开关，基于输入的电压，控制流出的电流，因此晶体管可做为电流的开关，和一般机械开关（如Relay、switch）不同处在于晶体管是利用电讯号来控制，而且开关速度可以非常之快，在实验室中的切换速度可达100GHz以上。

半导体三极管，是内部含有两个PN结，外部通常为三个引出电极的半导体器件。它对电信号有放大和开关等作用，应用十分广泛。输入级和输出级都采用晶体管的逻辑电路，叫做晶体管－晶体管逻辑电路，书刊和实用中都简称为TTL电路，它属于半导体集成电路的一种，其中用得最普遍的是TTL与非门。TTL与非门是将若干个晶体管和电阻元件组成的电路系统集中制造在一块很小的硅片上，封装成一个独立的元件。半导体三极管[font color=#000000]是电路中[/font]应用最广泛的器件之一，在电路中用“V”或“VT”（旧文字符号为“Q”、“GB”等）表示。

半导体三极管主要分为两大类：双极性晶体管（BJT）和场效应晶体管（FET）。晶体管有三个极；双极性晶体管的三个极，分别由N型跟P型组成发射极（Emitter）、基极 (Base) 和集电极（Collector）；场效应晶体管的三个极，分别是源极 （Source）、栅极（Gate）和漏极（Drain）。晶体管因为有三种极性，所以也有三种的使用方式，分别是发射极接地（又称共射放大、CE组态）、基极接地（又称路最常用的用途应该是属于讯号放大这一方面，其次是阻抗匹配、讯号转换……等，晶体管在电路中是个很重要的组件，许多精密的组件主要都是由晶体管制成的。

晶体管被认为是现代历史中最伟大的发明之一，在重要性方面可以与印刷术，汽车和电话等发明相提并论。晶体管实际上是所有现代电器的关键活动（active）元件。晶体管在当今社会的重要性，主要是因为晶体管可以使用高度自动化的过程，进行大规模生产的能力，因而可以不可思议地达到极低的单位成本。

虽然数以百万计的单体晶体管还在使用，但是绝大多数的晶体管是和电阻、电容一起被装配在微芯片（芯片）上以制造完整的电路。模拟的或数字的或者这两者被集成在同一块芯片上。设计和开发一个复杂芯片的成本是相当高的，但是当分摊到通常百万个生产单位上，每个芯片的价格就是最小的。一个逻辑门包含20个晶体管，而2005年一个高级的微处理器使用的晶体管数量达2.89亿个。

晶体管的低成本、灵活性和可靠性使得其成为非机械任务的通用器件，例如数字计算。在控制电器和机械方面，晶体管电路也正在取代电机设备，因为它通常是更便宜、更有效地，仅仅使用标准集成电路并编写计算机程序来完成同样的机械任务，使用电子控制，而不是设计一个等效的机械控制。

因为晶体管的低成本和后来的电子计算机、数字化信息的浪潮来到了。由于计算机提供快速的查找、分类和处理数字信息的能力，在信息数字化方面投入了越来越多的精力。今天的许多媒体是通过电子形式发布的，最终通过计算机转化和呈现为模拟形式。受到数字化革命影响的领域包括电视、广播和报纸。

参考资料：

CPU的位是指一次性可处理的数据量是多少，1字节=8位，32位处理器可以一次性处理4个字节的数据量。依次类推，64位处理器可以一次性处理8个字节的数据量，比32位处理器的处理速率加快一倍。

自从苹果在iPhone 5s上使用了64位的A7处理器后，手机处理器的位数也就自然而然的成为了人们关注的焦点，那到底64位处理器和32位处理器有什么区别呢？

其实手机处理器和PC处理器对于位数的概念是相同的，这里我就用PC的处理器来说明了。对CPU有些了解的人大概都知道Pentium 3和Pentium 4，了解更深的，还会知道是i386处理器在20几年前把处理器从16位带入32位时代。

处理器经过了近30多年的考验后，到现在已经跃升到64位，这可不同1GHz到3GHz的频率提升。如果说频率的提升是把一条4车道高速公路的时速限制从120公里提升到了360公里的话，那么从32位到64位的提升就是将这条提升了3倍时速限制的高速公路从4车道拓宽到了8车道，也就是说，这条公路的运力提升了一倍，这可是质的飞跃。

其实，计算机内部表示的数值是有范围的，决定性因素在于CPU的寄存器 。他是计算机处理数值的最小单元 ，如果寄存器是32位的，那么他所能表示的数的范围最大是2的32次方，即表示的范围是32个0到32个1，（这里不计较原码还是补码或是移码），如果寄存器是64位的话 ，显而易见，表示的范围是64个0到64个1。

数的表示范围大了，那么其计算的精确度就提高了。 当然这要操作系统的支持才行，就像有辆跑车能跑300公里每小时，但是驾驶员只会开低档，好的资源被浪费了。

另外，相信大家都知道32位系统只能识别4g内存 而64位系统可以识别4g以上内存。那是因为内存是由很多小的单元组成，为了能取得内存里面的数据，需要给把每个单元编号，就像家庭住址一样。而作为内存的单元编号是有专门的寄存器存储（专业名词是mar）的，32位系统可以表示的最大地址是2的32次方，一般来说一个单元是8位的，也就是一个字节。合起来就是4g的存储空间，同样的64位系统可以表示的单元地址的总数是2的64方。

现在又有一个问题产生了，那就是为什么我的电脑是4g内存，而计算机却显示3.xxG。其实由于其他的存储设备也需要空间地址，所以一部分地址被分给其他的存储设备了，那么给内存的地址就减少了，识别的内存自然就小于4g。这跟硬盘是不一样的，硬盘实际容量少于标定容量是由于方便工业生产，厂家的标准是1GB=1000MB而科学标准是1GB=1024MB。

至于为什么64位会比32位的快，那是因为如果一个机器指令是32位的，那么寄存器是64位就可以一次取两个指令，也就相当于一个小孩和一个大人抢东西吃，小孩一次只能拿四个，而大人则可以拿8个。

因此iPhone 5s的运行与此相似，它从内存获得数据，一个时钟周期内32位只能处理32位的数据，64位就可以取得64位的数据，如此一来速度、性能、效率就提高了。而现在最主要的问题就是加快对64位软件的开发，这样才能发挥出64位处理器的最大效能。

鹏仔微信 15129739599 鹏仔QQ344225443 鹏仔前端 pjxi.com 共享博客 sharedbk.com