21第二章計算機組成原理-資料下載頁
2025-07-24 05:56本頁面
【正文】 種不同類型的 CPU都有它自己獨特的一組指令 ，稱 指令系統(tǒng) 。 一個 CPU所能執(zhí)行的全部指令稱為該 CPU的 指令系統(tǒng) 或 指令組 。 指令系統(tǒng)中有數(shù)以百計的不同的指令 。 主要有以下幾類指令： 數(shù)據(jù)傳送 指令 移位指令 算術(shù)運算 指令 位 （ 位串 ） 操作指令 邏輯運算 指令 … 控制轉(zhuǎn)移 指令 輸入 /輸出 指令 指令系統(tǒng)（ instruction set） P41 指令系統(tǒng)兼容 由于每種類型的 CPU都有自己的指令系統(tǒng) ， 因此 ， 某一類計算機的可執(zhí)行程序代碼未必能在其它計算機上運行 ， 這個問題稱之為計算機的 “ 兼容性 ” 問題 。 同一公司的ＣＰＵ產(chǎn)品通常 “ 向下兼容 ” —— 新型號的處理器在舊型號處理器指令系統(tǒng)基礎上進行擴充 。 指令的執(zhí)行過程 一條指令的執(zhí)行流程 P41 ?指令預取 ?指令譯碼 ?取操作數(shù)并執(zhí)行指令 ?回送結(jié)果 CPU速度與主頻的關系 ? CPU主頻 (MHz） CPU的內(nèi)部頻率。它決定著 CPU內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸和指令執(zhí)行的每一步的時間。顯然， CPU的工作頻率越高，它的處理速度就越快。 CPU速度 =主頻 ?IPC(每個時鐘周期可執(zhí)行的指令條數(shù) ) 注意： 主頻為 2G的 CPU速度 ≠ 主頻為 1G的 CPU速度的 2倍 Intel的 2G主頻 CPU的速度 ≠ AMD的 2G主頻 CPU的速度 ? CPU總線頻率 (MHz） CPU和外界交換數(shù)據(jù)的工作頻率，是 CPU的外部頻率。 主頻 = 外頻 * 倍頻 CPU速度與 Cache容量的關系 ? Cache容量 Cache也稱為 高速緩沖存儲器 ，簡稱 快存 。Cache存儲器的有無和容量大小是影響 CPU性能的另一個重要因素。通常， Cache容量越大 ，訪問Cache的命中率就越高， CPU的速度就越快 。 ? CPU速度與寄存器、運算器位數(shù)（字長）的關系 位數(shù)越多，運算速度越快 Intel公司微處理器產(chǎn)品的主要性能參數(shù)表 處理器 主要參數(shù) 8086 80286 80386 80486 Pentium Pentium Pro Pentium Ⅱ Pentium Ⅲ Pentium 4 主頻 (MHz) 6～ 20 16～ 33 33～ 100 60～ 200 150～ 200 233～ 333 450～ 1400 1500～ 3060 CPU總線頻率(MHz) 6～ 20 16～ 33 25或 33 50或 66 66 66 100或 133 400或 533 L1 Cache —— —— —— 16KB 8KB+8KB 8KB+8KB 16KB+16KB 32KB+32KB 8KB+12KB ETC L2 Cache —— —— —— —— —— 256KB， 1/2 主頻速度 512KB， 1/2 主頻速度 512KB， 主頻速度 256KB～ 1MB 主頻速度 通用寄存器位數(shù) 16 16 32 32 32 32 32 32 32 外部數(shù)據(jù)線數(shù)目 16 16 32 32 64 64 64 64 64 地址線數(shù)目 20 24 32 32 32 36 36 36 36 存儲器空間大小 1MB 16MB 4GB 4GB 4GB 64GB 64GB 64GB 64GB 整數(shù)運算部件 1 1 1 1 2 4 5 5 5 浮點運算部件 外接 外接 外接 1 1 1 1 1 1 流水線級數(shù) —— —— —— 5 5 14 14 14 20 指令系統(tǒng) 8088 80286 x86 x86 x86 + x86 + x86+,MMX x86+,MMX, ISSE x86+,MMX, ISSE2
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