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鸟哥的Linux私房菜--CPU种类

原创 Linux操作系统 作者:lhrbest 时间:2019-10-14 18:03:00 0 删除 编辑

鸟哥的Linux私房菜--CPU种类


CPU 其实内部已经含有一些微指令,我们所使用的软件都要经过 CPU 内部的微指

令集来达成才行。 那这些指令集的设计主要又被分为两种设计理念,这就是目前世界上常见到的两

种主要 CPU 架构, 分别是:精简指令集 (RISC) 与复杂指令集 (CISC) 系统。


  精简指令集 (Reduced Instruction Set Computer, RISC) 

这种 CPU 的设计中,微指令集较为精简,每个指令的运行时间都很短,完成的动作也很单纯,指令

的执行效能较佳; 但是若要做复杂的事情,就要由多个指令来完成。 常见的 RISC 微指令集 CPU 主

要例如甲骨文 (Oracle) 公司的 SPARC 系列、 IBM 公司的 Power Architecture (包括 PowerPC) 系

列、与安谋公司 (ARM Holdings) 的 ARM CPU 系列等。

在应用方面,SPARC CPU 的计算机常用于学术领域的大型工作站中,包括银行金融体系的主服务器

也都有这类的计算机架构; 至于 PowerPC 架构的应用上,例如新力(Sony)公司出产的 Play Station

3(PS3)就是使用 PowerPC 架构的 Cell 处理器; 那安谋的 ARM 呢?你常使用的各厂牌手机、PDA、

导航系统、网络设备(交换器、路由器等)等,几乎都是使用 ARM 架构的 CPU 喔! 老实说,目前

世界上使用范围最广的 CPU 可能就是 ARM 这种架构的呢!


复杂指令集(Complex Instruction Set Computer, CISC)

与 RISC 不同的,CISC 在微指令集的每个小指令可以执行一些较低阶的硬件操作,指令数目多而且

复杂, 每条指令的长度并不相同。因为指令执行较为复杂所以每条指令花费的时间较长, 但每条个

别指令可以处理的工作较为丰富。 常见的 CISC 微指令集 CPU 主要有 AMD、Intel、VIA 等的 x86 架

构的 CPU。

由于 AMD、Intel、VIA 所开发出来的 x86 架构 CPU 被大量使用于个人计算机(Personal computer)用途

上面, 因此,个人计算机常被称为 x86 架构的计算机!那为何称为 x86 架构(注 8)呢? 这是因为最

早的那颗 Intel 发展出来的 CPU 代号称为 8086,后来依此架构又开发出 80286, 80386..., 因此这种架

构的 CPU 就被称为 x86 架构了。

在 2003 年以前由 Intel 所开发的 x86 架构 CPU 由 8 位升级到 16、32 位,后来 AMD 依此架构修改新

一代的 CPU 为 64 位, 为了区别两者的差异,因此 64 位的个人计算机 CPU 又被统称为 x86_64 的架

构喔!


所谓的位指的是 CPU一次数据读取的最大量!64位CPU代表CPU一次可以读写64bits

这么多的数据,32 位 CPU 则是 CPU 一次只能读取 32 位的意思。 因为 CPU 读取数据量有限制,因此能够从内存

中读写的数据也就有所限制。所以,一般 32 位的 CPU 所能读写的最大数据量,大概就是 4GB 左右。

那么不同的 x86 架构的 CPU 有什么差异呢?除了 CPU 的整体结构(如第二层快取、每次运作可执行

的指令数等)之外, 主要是在于微指令集的不同。新的 x86 的 CPU 大多含有很先进的微指令集, 这

些微指令集可以加速多媒体程序的运作,也能够加强虚拟化的效能,而且某些微指令集更能够增加能

源效率, 让 CPU 耗电量降低呢!由于电费越来越高,购买计算机时,除了整体的效能之外, 节能

省电的 CPU 特色也可以考虑喔!


最新的 Intel/AMD 的 x86 架构中,请查询出多媒体、虚拟化、省电功能各有哪些重要的微指令集?(仅供参考)

答:

  多媒体微指令集:MMX, SSE, SSE2, SSE3, SSE4, AMD-3DNow!

  虚拟化微指令集:Intel-VT, AMD-SVM

  省电功能:Intel-SpeedStep, AMD-PowerNow!

  64/32 位兼容技术:AMD-AMD64, Intel-EM64T






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