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cpu知識大全(doc22)-經營管理(編輯修改稿)

2024-09-21 15:48 本頁面
 

【文章內容簡介】 第 9 頁 共 20 頁 ( 1) CISC 指令集 CISC 指令集,也稱為復雜指令集,英文名是 CISC,( Complex Instruction Set Computer 的縮寫)。在 CISC 微處理器中,程序的各條指令是按順序串行執(zhí)行的,每條指令中的各個操作也是按順序串行執(zhí)行的。順序執(zhí)行的優(yōu)點是控制簡單,但計算機各部分的利用率不高,執(zhí)行速度慢。其實它是英特爾生產的 x86 系列(也就是 IA32 架 構) CPU 及其兼容 CPU,如 AMD、 VIA 的。即使是現(xiàn)在新起的 X8664(也被成 AMD64)都是屬于 CISC 的范疇。 要知道什么是指令集還要從當今的 X86 架構的 CPU 說起。 X86 指令集是 Intel 為其第一塊 16 位 CPU(i8086)專門開發(fā)的, IBM1981 年推出的世界第一臺 PC 機中的 CPU—i8088(i8086 簡化版 )使用的也是 X86 指令,同時電腦中為提高浮點數(shù)據(jù)處理能力而增加了 X87 芯片,以后就將 X86指令集和 X87 指令集統(tǒng)稱為 X86 指令集。 雖然隨著 CPU 技術的不斷發(fā)展, Intel 陸續(xù)研制出更新型的 i8038i80486 直到過去的 PII 至強、 PIII 至強、 Pentium 3,最后到今天的 Pentium 4 系列、至強(不包括至強 Nocona),但為了保證電腦能繼續(xù)運行以往開發(fā)的各類應用程序以保護和繼承豐富的軟件資源,所以 Intel 公司所生產的所有 CPU 仍然繼續(xù)使用 X86 指令集,所以它的 CPU 仍屬于 X86 系 中國最大的管理資源中心 第 10 頁 共 20 頁 列。由于 Intel X86 系列及其兼容 CPU(如 AMD Athlon MP、)都使用X86 指令集,所以就形成了今天龐大的 X86 系列及兼容 CPU陣容。 x86CPU目前主要有 intel 的服務器 CPU 和 AMD 的服務器 CPU 兩類。 ( 2) RISC 指令集 RISC 是英文 “Reduced Instruction Set Computing ” 的縮寫,中文意思是 “精簡指令集 ”。它是在 CISC 指令系統(tǒng)基礎上發(fā)展起來的,有人對CISC 機進行測試表明,各種指令的使用頻度相當懸殊,最常使用的是一些比較簡單的指令,它們僅占指令總數(shù)的 20%,但在程序中出現(xiàn)的頻度卻占 80%。復雜的指令系統(tǒng)必然增加微處理器的復雜性,使處理器的研制時間長,成本高。并且復雜指令需要復雜的操作,必然會降低計算機的速度。基于上述原因, 20 世紀 80 年代 RISC 型 CPU 誕生了,相對于CISC 型 CPU ,RISC 型 CPU 不僅精簡了指令系統(tǒng),還采用了一種叫做 “超標量和超流水線結構 ”,大大增加了并行處理能力。 RISC 指令集是高性能CPU 的發(fā)展方向。它與傳統(tǒng)的 CISC(復雜指令集 )相對。相比而言, RISC的指令格式統(tǒng)一,種類比較少,尋址方式也比復雜指令集少。當然處理速度就提高很多了。目前在中高檔服務器中普遍采用這一指令系統(tǒng)的CPU,特別是高檔服務器全都采用 RISC 指令系統(tǒng)的 CPU。 RISC 指令系統(tǒng)更加適合高檔服務器的操作系統(tǒng) UNIX,現(xiàn)在 Linux 也屬于類似 UNIX的操作系統(tǒng)。 RISC 型 CPU 與 Intel 和 AMD 的 CPU 在軟件和硬件上都不 中國最大的管理資源中心 第 11 頁 共 20 頁 兼容。 目前,在中高檔服務器中采用 RISC 指令的 CPU 主要有以下幾類:PowerPC 處理器、 SPARC 處理器、 PARISC 處理器、 MIPS 處理器、 Alpha處理器。 ( 3) IA64 EPIC( Explicitly Parallel Instruction Computers,精確并行指令計算機)是否是 RISC 和 CISC 體系的繼承者的爭論已經有很多,單以 EPIC體系來說,它更像 Intel 的處理器邁向 RISC 體系的重要步驟。從理論上說, EPIC 體系設計的 CPU,在相同的主機配置下,處理 Windows 的應用軟件比基于 Unix 下的應用軟件要好得多。 Intel 采用 EPIC 技術的服務器 CPU 是安騰 Itanium(開發(fā)代號即Merced)。它是 64 位處理器,也是 IA- 64 系列中的第一款。微軟也已開發(fā)了代號為 Win64 的操作系統(tǒng),在軟件上加以支持。在 Intel 采用了X86 指令集之后,它又轉而尋求更先進的 64bit 微處理器, Intel 這樣做的原因是,它們 想擺脫容量巨大的 x86 架構 ,從而引入精力充沛而又功能 中國最大的管理資源中心 第 12 頁 共 20 頁 強大的指令集,于是采用 EPIC 指令集的 IA64 架構便誕生了。 IA64 在很多方面來說,都比 x86 有了長足的進步。突破了傳統(tǒng) IA32 架構的許多限制,在數(shù)據(jù)的處理能力,系統(tǒng)的穩(wěn)定性、安全性、可用性、可觀理性等方面獲得了突破性的提高。 IA64 微處理器最大的缺陷是它們缺乏與 x86 的兼容,而 Intel 為了IA64 處理器能夠更好地運行兩個朝代的軟件,它在 IA64 處理器上( Itanium、 Itanium2 ……)引入了 x86toIA64 的解 碼器,這樣就能夠把x86 指令翻譯為 IA64 指令。這個解碼器并不是最有效率的解碼器,也不是運行 x86 代碼的最好途徑(最好的途徑是直接在 x86 處理器上運行 x86代碼),因此 Itanium 和 Itanium2 在運行 x86 應用程序時候的性能非常糟糕。這也成為 X8664 產生的根本原因。 ( 4) X8664 ( AMD64 / EM64
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