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  • 1 # zhang010

    指令集架構

    微處理器的指令集架構(Instruction Set Architecture)常見種類如下: 複雜指令集運算(Complex Instruction Set Computing,CISC);精簡指令集運算(Reduced Instruction Set Computing,RISC) ;顯式並行指令集運算(Explicitly Parallel Instruction Computing,EPIC);超長指令字指令集運算(VLIW)

    中文名

    微處理器的指令集架構

    外文名

    Instruction Set Architecture

    常見種類

    複雜指令集運算精簡指令集運算等

    所屬學科

    計算機

    CISC

    目前x86架構微處理器如Intel的Pentium/Celeron/Xeon與AMD的Athlon/Duron/Sempron;以及其64位擴充套件系統的x86-64的架構的EM64T的Pentium/Xeon與AMD64的Athlon 64/Opteron都屬於CISC系列。主要針對的作業系統是微軟的Windows。另外Linux,一些UNIX等都可以執行在x86(CISC)架構的微處理器。

    RISC

    RISC這種指令集運算包括HP的PA-RISC,IBM的PowerPC,Compaq(被併入HP)的Alpha,MIPS公司的MIPS,SUN公司的SPARC等。目前只有UNIX,Linux,MacOS等作業系統執行在RISC處理器上。

    EPIC

    EPIC乃先進的全新指令集運算,只有Intel的IA-64架構的純64位微處理器的Itanium/Itanium 2。EPIC指令集運算的IA-64架構主要針對的作業系統是微軟64位安騰版的Windows XP以及64位安騰版的Windows Server 2003。另外一些64位的Linux,一些64位的UNIX也可以執行IA-64(EPIC)架構。

    VLIW

    透過將多條指令放入一個指令字,有效的提高了CPU各個計算功能部件的利用效率,提高了程式的效能。

    處理器架構

    CPU架構是CPU廠商給屬於同一系列的CPU產品定的一個規範,主要目的是為了區分不同型別CPU的重要標示。目前市面上的CPU分類主要分有兩大陣營,一個是intel、AMD為首的複雜指令集CPU,另一個是以IBM、ARM為首的精簡指令集CPU。兩個不同品牌的CPU,其產品的架構也不相同,例如,Intel、AMD的CPU是X86架構的,而IBM公司的CPU是PowerPC架構,ARM公司是ARM架構。

    中文名

    處理器架構

    外文名

    Processor architecture

    拼音

    chu li qi jia gou

    型別

    CPU產品定的一個規範

    主要目的

    區分不同CPU的重要指標

    基本概念

    總體架構

    Core架構的Merom處理器確實性能強勁。在多項測試中,頻率2GHz的T7200能戰勝頻率2.33GHz的T2700就是最好的證明。但是您同時也注意到了,在移動平臺Merom雖然效能強勁,但並沒有給您帶來太大的驚喜。雖然勝過Yonah,但幅度都不大,而且在一些測試項中,頻率稍低的T7200也是輸給了T2700的。因此可能在移動平臺Core微架構的優勢不像桌面平臺那樣出彩——一顆頻率最低的E6300也可以全殲高頻率的Pentium D。究其原因就是Yonah本身就比較優秀,而不像NetBurst那樣失敗,況且Core微架構本身就是在Yonah微架構改進而來,成績不會形成太大的反差也在情理之中。

    Core微架構是Intel的以色列設計團隊在Yonah微架構基礎之上改進而來的新一代微架構。最顯著的變化在於在各個關鍵部分進行強化。為了提高兩個核心的內部資料交換效率採取共享式二級快取設計,2個核心共享高達4MB的二級快取。其核心採用較短的14級有效流水線設計,每個核心都內建32KB一級指令快取與32KB一級資料快取,2個核心的一級資料快取之間可以直接傳輸資料。每個核心內建4組指令解碼單元,支援微指令融合與宏指令融合技術,每個時鐘週期最多可以解碼5條X86指令,並擁有改進的分支預測功能。每個核心內建5個執行單元子系統,執行效率頗高。加入對EM64T與SSE4指令集的支援。由於對EM64T的支援使得其可以擁有更大的記憶體定址空間,彌補了Yonah的不足,在新一代記憶體消耗大戶——Vista作業系統普及之後,這個優點可以使得Core微架構擁有更長的生命週期。而且使用了Intel最新的五大提升效能和降低功耗的新技術,包括:具有更好的電源管理功能;支援硬體虛擬化技術和硬體防病毒功能;內建數字溫度感測器;提供功率報告和溫度報告等。尤其是這些節能技術的採用對於移動平臺意義尤為重大。

    另外 酷睿支援64位

    基於Core架構處理器面對不同消費群族,Core處理器出現了小小的分工,專門面對臺式機使用的Conroe,筆記本使用Merom,伺服器使用WoodCrest,這三款處理器全部基於Core核心架構。

    英特爾處理器包括Core系列桌面型、移動型,以及Xeon處理器,甚至嵌入式處理器,全都將相繼進入32納米制程,逐漸代替了現今的45納米制程。 隨著CES腳步接近,英特爾已透露將在CES上發表多款Core i3、i5桌上型與筆記型處理器,包括筆電的Arrandale與桌電Clarkdale相繼採用32納米制程,強調更小的體積與功耗設計。2009年12月23日英特爾揭露,2010年第一季將推出的嵌入式Xeon處理器也將採用新制程。 09底開始投產的32納米制程,相較於2008年底的45納米制程,採用了第二代high-k金屬閘極電晶體與浸潤式微影技術( immersion lithography),強化對處理器內部用電控管,也比45納米制程尺寸小30%,簡化系統設計。根據英特爾的藍圖,2010第一季將針對嵌入式市場推出32納米制程,代號為Jasper Forest的嵌入式Xeon處理器,比採用舊制程處理器高出30%到70%的每瓦效能,支援PCI 2.0及I/O虛擬化能力。而企業用的伺服器Xeon處理器,隨著2010年桌上型處理器Clarkdale的推出,與高階桌上型市場關係密切的入門級Xeon 3000處理器也會在2009年進入32奈米新制程。

    至於2009年採用Nehalem-EP架構的Xeon 5000,雖然一樣採用Nehalem架構,但將在2010年上半年開始採用32奈米新制程,推出Westmere-EP處理器。而原來提供6核心的Xeon 7000處理器也會在2010上半年推出最多8核心的Nehalem-EX,在2010下半年同樣進入新制程的Westmere-EX。

    除了嵌入式系統、伺服器、筆電與桌上型相繼進入新制程後,目前就只剩下低功耗設計的Atom處理器尚未進入,仍採用45納米制程。

    相較於英特爾在2010年進入新制程,AMD則是要到2011年開始進入32納米制程,屆時將採用新的Bulldozer核心架構設計,包括效能級12至16核心的Interlagos,以及強調能源效益6至8核心的Valencia。

    8核心的CPU 現在不可能對應現在的主機板所以不可能大張旗鼓的宣傳, 最便宜的8核CPU應該是SONY PS3的CELL, 擁有8個核心浮點效能是酷睿雙核的N多倍,而現在4核心都沒有普及, AMD INTEL是不會著急大量生產他們的8核CPU的,可以說現在的INTEL 4核心只是把2個酷睿核心封裝在一個核心裡面, 2個核心之間並沒用直接通訊, AMD倒是出了真4核,只是現在賣的不好還不能成為主流。總結一下5年之後4核心基本可以替換現在的雙核成為主流,而8核心甚至16核心CPU將會成為那時候的高階產品!

    發展簡述

    1、X86

    雖然上面說了按處理器架構分的話,目前就術語本身來說主要有四種說法,即IA-32、IA-64、x86-32、x86-64,但是其實它們分屬於兩類,IA-32、x86-32都屬於x86,即英特爾的32位x86架構,x86-64是AMD在其最新的Athlon 64處理器系列中採用的新架構,但這一處理器基礎架構還是IA-32(因英特爾的x86架構並未申請專利保護,所以絕大多數處理器廠商為了保持與Intel的主流處理器相容,都不得不採用這一x86架構),只是在此架構基礎之上作了一些擴充套件,以支援64位程式的應用,進一步提高處理器的運算效能。x86-64相比Intel的64位伺服器處理器產品Itanium和 Itanium 2系列處理器產品來說最大的優點就是可以全面相容以前的32位x86架構的應用程式,以保護使用者以前的投資;而Intel的Itanium和Itanium 2系列處理器需要另外透過軟體或硬體來實現對以前32位程式的相容。

    正因如此,以後我們看到諸如IA-32、x86-32、x86-64要清楚,其實它們都是一型別的,都屬於x86架構的。如Intel的32位伺服器Xeon(至強)處理器系列、AMD的全系列,還有VIA的全系列處理器產品都屬於x86架構的。

    2、IA64

    IA-64架構是英特爾為了全面提高以前IA-32位處理器的運算效能,是Intel和Hp共同開發了6年的64位CPU架構,是專為伺服器市場開發的一種全新的處理器架構,它放棄了以前的x86架構,認為它嚴重阻礙了處理器的效能提高。它的最初應用是英特爾的Itanium(安騰)系列伺服器處理器,2009年最新的Itanium 2系列處理器也是採用這一架構的。由於它不能很好地解決與以前32位應用程式的相容,所以應用受到較大的限制,儘管目前Intel採取了各種軟、硬方法來彌補這一不足,但隨著AMD Operon處理器的全面投入,Intel的IA-64架構的這兩款處理器前景不容樂觀。

    3、RISC

    除了以上所介紹的兩類IA架構的伺服器處理器外,還有一種主流的處理器架構,也可稱之為“RISC”(其實它是一種按處理器指令執行方式劃分的型別)。採用這一架構的仍是IBM、SUN和HP等。不過近幾年由於這一處理器架構標準沒有完全統一、處理器的發展和應用非常緩慢,使得原來本佔有的絕大多數中高檔伺服器市場被IA架構瓜分了大部分江山,已是日趨衰落。目前連這幾家伺服器廠商也開始了自己放棄,轉投IA旗下,推出越來越多的IA架構伺服器,以保生存。

    目前採用這一架構的主要伺服器處理器有IBM的Power4、Compaq Alpha213 64、HP PA-8X00、Sun的UltraSPARC III、SGI的MIPS 64 20Kc等。

    4、Intel

    簡介

    Intel 常見伺服器CPU分類。處理器技術發展真是日新月異,上一代產品還沒被大家分清,馬上就要被下一代產品替代了。在這裡根據個人的一些瞭解,幫大家做個劃分。

    一,Xeon(至強)

    目前全部Intel IA架構的雙路,四路伺服器,全部在採用Xeon(至強)CPU,它是基於X86架構的一種伺服器專用的CPU 。早期的處理器名稱是以數字來表示,並以“86”作為結尾,包括Intel 8086、80186、80286、80386、80486、80586、奔騰系列等等,因此其架構被稱為“x86”,至今全部Xeon,包括雙核、四核的,全部是基於X86架構的產品。

    二,Itanium(安騰)

    安騰處理器也常被稱為IA-64位處理器,是Intel公司面向最頂級的高階應用開發一款純64位處理器產品,具有64位定址能力和64位寬的暫存器,它所具備的一系列特性,如EPIC指令等,都是為要求最苛刻的計算及企業級需求而設計的。對於最苛求效能的企業或者需要高效能運算功能支援的應用(包括電子交易安全處理、超大型資料庫、電腦輔助機械引擎、尖端科學運算等)而言,Itanium處理器很好的滿足了使用者的要求。

  • 2 # 夢裡也愛你

    指令集是服務於處理器的,不同架構的處理器有對應的指令集。像51、PIC、三星、ARM等不同處理架構都有對應的指令集架構。

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