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電腦CPU構架介紹

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CPU架構,從大的層面(接受和處理信號的方式)分兩類——CISC、RISC ,CISC就是復雜指令集計算機,目前專指 x86 和 x86-64 兩類。這里給大家分享一些關于電腦CPU構架介紹,希望對大家能有所幫助。

概述

CPU架構是CPU商給CPU產品定的一個規范,主要目的是為了區分不同類型的CPU。目前市場上的CPU分類主要分有兩大陣營,一個是intel、AMD為首的復雜指令集CPU,另一個是以IBM、ARM為首的精簡指令集CPU。不同品牌的CPU,其產品的架構也不相同,Intel、AMD的CPU是X86架構,IBM公司的CPU是PowerPC架構,ARM公司的CPU是ARM架構,國內的飛騰CPU也是ARM架構。此外還有MPIS架構、SPARC架構、Alpha架構。

X86架構

X86架構(The X86 architecture)是微處理器執行的計算機語言指令集。X86指令集是美國Intel公司為其第一塊16位CPU(i8086)專門開發的,美國IBM公司1981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據處理能力而增加的X87芯片系列數字協處理器則另外使用X87指令,,包括后來 Intel 80186、80286、80386以及80486,由于以“86”作為結尾,以后就將X86指令集和X87指令集統稱為X86指令集。雖然隨著CPU技術的不斷發展,Intel陸續研制出更新型的i80386、i80486直到今天的Pentium 4(以下簡為P4)系列,但為了保證電腦能繼續運行以往開發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仍然繼續使用X86指令集,所以它的CPU仍屬于X86

x86架構CPU主要應用領域:個人計算機、服務器等。在PC端市場Wintel組合(windows系統 + intel處理器)占據了大部分江山,另外一部分有ADM占領。目前國內有兆芯,從AMD和VIA獲取授權,研發自己的X86CPU,有其它國產CPU + 國產操作系統(linux系)可以用于教育和事業單位以及軍工行針對的是特殊用戶,國產CPU和操作系統想進入民用市場,由于性能、價格以及生態系統等,仍需要繼續優化打磨以及一個合適契機。

x86指令集發展

IA:Intel(英特爾)處理器的服務器稱之為IA(Intel Architecture)架構服務器

IA-32:英特爾32位體系架構,X86從16位到32位是在原有的架構基礎上進行修改(Intel稱之為IA-32)

x86-32:現如今Intel把x86-32稱為IA-32

x86-64 分為intel和AMD

AMD64:x86架構的64位拓展,向后兼容于16位及32位的x86架構。x64于1999年由AMD設計,AMD首次公開64位集以擴展給x86,稱為“AMD64”,AMD64和Intel64基本上一致

Intel64:EM64T(Extended Memory 64 Technology)擴展64bit內存技術,本質上和AMD64一樣都是IA-32的增強版本。

IA-64:64位的英特爾架構,英特爾安騰架構(Intel Itanium architecture),使用在Itanium處理器家族上的64位指令集架構,由英特爾公司與惠普公司共同開發。IA是Intel Architecture(英特爾架構)的縮寫,64指64位系統。使用這種架構的CPU,包括Itanium和Itanium 2。此架構與x86及x86-64并不相容,操作系統與軟件需使用IA-64專用版本。

Intel推出X86架構已滿40年了,同486相比,Pentium向前邁進了一大步, 而PⅡ的前進步伐則沒有這么大了,X86 CPU的發展似乎已到了盡頭。英特爾非常清楚,是X86指令集限制了CPU性能的進一步提高,因此,他們正同惠普共同努力開發下一代指令集架構(Instruction Set Architecture ,ISA): EPIC(Explicitly Parallel Instruction Computing,顯性并行指令計算)。對英特爾而言, IA-64(英特爾的64位架構)是下一個10到15年的架構。新的ISA將使英特爾擺脫X86架構的限制,從而設計出超越所有現有RISC CPU和X86 CPU的新型處理器。

ARM架構

ARM架構,也稱作進階精簡指令集機器(Advanced RISC Machine,更早稱作:Acorn RISC Machine),是一個32位精簡指令集(RISC)處理器架構,其廣泛地使用在許多嵌入式系統設計。由于節能的特點,ARM處理器非常適用于行動通訊領域,符合其主要設計目標為低耗電的特性。(其它請參考ARM介紹)

目前,ARM家族占了所有32位嵌入式處理器75%的比例,使它成為占全世界最多數的32位架構之一。ARM處理器可以在很多消費性電子產品上看到,從可攜式裝置(PDA、移動電話、多媒體播放器、掌上型電子游戲,和計算機)到電腦外設(硬盤、桌上型路由器)甚至在導彈的彈載計算機等軍用設施中都有他的存在。在此還有一些基于ARM設計的派生產品,重要產品還包括Marvell的XScale架構和德州儀器的OMAP系列。



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