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2024-09-21 15:48 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 第 9 頁(yè) 共 20 頁(yè) （ 1） CISC 指令集 CISC 指令集，也稱為復(fù)雜指令集，英文名是 CISC，（ Complex Instruction Set Computer 的縮寫(xiě)）。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(gè)操作也是按順序串行執(zhí)行的。順序執(zhí)行的優(yōu)點(diǎn)是控制簡(jiǎn)單，但計(jì)算機(jī)各部分的利用率不高，執(zhí)行速度慢。其實(shí)它是英特爾生產(chǎn)的 x86 系列（也就是 IA32 架 構(gòu)） 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(dāng)今的 X86 架構(gòu)的 CPU 說(shuō)起。 X86 指令集是 Intel 為其第一塊 16 位 CPU(i8086)專門(mén)開(kāi)發(fā)的， IBM1981 年推出的世界第一臺(tái) PC 機(jī)中的 CPU—i8088(i8086 簡(jiǎn)化版 )使用的也是 X86 指令，同時(shí)電腦中為提高浮點(diǎn)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(shù)的不斷發(fā)展， Intel 陸續(xù)研制出更新型的 i8038i80486 直到過(guò)去的 PII 至強(qiáng)、 PIII 至強(qiáng)、 Pentium 3，最后到今天的 Pentium 4 系列、至強(qiáng)（不包括至強(qiáng) Nocona），但為了保證電腦能繼續(xù)運(yùn)行以往開(kāi)發(fā)的各類應(yīng)用程序以保護(hù)和繼承豐富的軟件資源，所以 Intel 公司所生產(chǎn)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(guó)最大的管理資源中心 第 10 頁(yè) 共 20 頁(yè) 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(wù)器 CPU 和 AMD 的服務(wù)器 CPU 兩類。 （ 2） RISC 指令集 RISC 是英文 “Reduced Instruction Set Computing ” 的縮寫(xiě)，中文意思是 “精簡(jiǎn)指令集 ”。它是在 CISC 指令系統(tǒng)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，有人對(duì)CISC 機(jī)進(jìn)行測(cè)試表明，各種指令的使用頻度相當(dāng)懸殊，最常使用的是一些比較簡(jiǎn)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(fù)雜的指令系統(tǒng)必然增加微處理器的復(fù)雜性，使處理器的研制時(shí)間長(zhǎng)，成本高。并且復(fù)雜指令需要復(fù)雜的操作，必然會(huì)降低計(jì)算機(jī)的速度。基于上述原因， 20 世紀(jì) 80 年代 RISC 型 CPU 誕生了，相對(duì)于CISC 型 CPU ,RISC 型 CPU 不僅精簡(jiǎn)了指令系統(tǒng)，還采用了一種叫做 “超標(biāo)量和超流水線結(jié)構(gòu) ”，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(fù)雜指令集 )相對(duì)。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(fù)雜指令集少。當(dāng)然處理速度就提高很多了。目前在中高檔服務(wù)器中普遍采用這一指令系統(tǒng)的CPU，特別是高檔服務(wù)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(wù)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(guó)最大的管理資源中心 第 11 頁(yè) 共 20 頁(yè) 兼容。 目前，在中高檔服務(wù)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(jì)算機(jī)）是否是 RISC 和 CISC 體系的繼承者的爭(zhēng)論已經(jīng)有很多，單以 EPIC體系來(lái)說(shuō)，它更像 Intel 的處理器邁向 RISC 體系的重要步驟。從理論上說(shuō)， EPIC 體系設(shè)計(jì)的 CPU，在相同的主機(jī)配置下，處理 Windows 的應(yīng)用軟件比基于 Unix 下的應(yīng)用軟件要好得多。 Intel 采用 EPIC 技術(shù)的服務(wù)器 CPU 是安騰 Itanium（開(kāi)發(fā)代號(hào)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(kāi)發(fā)了代號(hào)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(zhuǎn)而尋求更先進(jìn)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(gòu) ,從而引入精力充沛而又功能 中國(guó)最大的管理資源中心 第 12 頁(yè) 共 20 頁(yè) 強(qiáng)大的指令集，于是采用 EPIC 指令集的 IA64 架構(gòu)便誕生了。 IA64 在很多方面來(lái)說(shuō)，都比 x86 有了長(zhǎng)足的進(jìn)步。突破了傳統(tǒng) IA32 架構(gòu)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?nèi)狈εc x86 的兼容，而 Intel 為了IA64 處理器能夠更好地運(yùn)行兩個(gè)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(gè)解碼器并不是最有效率的解碼器，也不是運(yùn)行 x86 代碼的最好途徑（最好的途徑是直接在 x86 處理器上運(yùn)行 x86代碼），因此 Itanium 和 Itanium2 在運(yùn)行 x86 應(yīng)用程序時(shí)候的性能非常糟糕。這也成為 X8664 產(chǎn)生的根本原因。 （ 4） X8664 （ AMD64 / EM64
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