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為什麽 CPU 需要時鐘才能工作?

2019-12-16知識

首先,這個問題就是錯的。

CPU就是CPU,他是中央處理單元,他是數位電路,但它並不一定要有時鐘。

前面有人說到需要時鐘是因為寄存器的工作原理,其實非也。甚至有人說需要時鐘是因為CPU是時許電路,甚至搬出了狀態機做例子,其實沒有時鐘一樣是可以有時序的好嗎?

這個問題的正確回答是:CPU可以有時鐘,也可以沒有時鐘。使用時鐘工作的CPU被稱為同步CPU(synchronous CPU),而不使用時鐘工作的CPU被稱為異步CPU(asynchronous CPU)。目前市面上廣泛銷售的CPU都是同步CPU。

異步CPU的設計思路有很多種,某些設計方法的電路特征從門級開始就已經與同步CPU有質的區別。本人研究生的畢業設計就是一顆異步CPU,三級流水,整個系統裏沒有一個時鐘,控制通路全部用握手完成,數據通路全部是特殊設計的雙線邏輯(dual-wire logic)。

這個展開說的話內容太多了,總之就是這個提問根本就是錯的,樓上的回答基於一個錯誤的提問當然也是錯的,他們實際上只回答了「為什麽同步CPU需要時鐘」這個問題。