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指令集和架構(gòu)有什么關(guān)系?

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中瑯
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指令集需要通過微架構(gòu)去實現(xiàn),而采用相同指令集的處理器即使微架構(gòu)不同,其也可以運行相同的程序(一定條件下)。處理器雖然采用相同指令集,但微架構(gòu)不同的處理器,在緩存設(shè)計等方面存在差異,所以也會有通常處理器廠商也會為開發(fā)調(diào)試工具甚至是編譯器等方式優(yōu)化軟件在自家處理器上的運行效率。 收起
2022-12-15
聞人良安
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指令集也是架構(gòu),兩者是不同的計算機抽象層次,指令比微架構(gòu)更接近軟件。過去狹義的計算機體系結(jié)構(gòu)指的是指令集架構(gòu)(ISA,Instruction Set Architecture),因為指令集架構(gòu)是連接軟件與硬件的接口。對于早期計算機而言,計算機性能很大程度上依賴指令集架構(gòu)的優(yōu)劣。因為同樣一段C程序,不同的指令集架構(gòu)(x86,PowerPC,Arm,MIPS)會翻譯成不同的匯編語言,這就決定了CPU的處理方式不一樣。打個比方,表達(dá)同一個意思用漢語的字?jǐn)?shù)通常少于用英語的單詞數(shù)。如果某人讀一個漢字的速度等于另一個讀一個英語單詞的速度,那么理解同一句話,讀漢字的人花的時間就更少。 廣義的計算機體系結(jié)構(gòu)除了指ISA,還包括計算機組成和硬件實現(xiàn)。計算機組成又叫微架構(gòu),就是研究計算機用什么來搭建,和指令集的關(guān)系密切。比如,多核,超標(biāo)量,指令分支預(yù)測,亂序執(zhí)行,多層次存儲等等。再比如,Intel和AMD的處理器用的都是x86的指令集,但是各自的設(shè)計方式不一樣,所以狹義來看,我們可以說兩家公司的CPU的架構(gòu)相同,但微架構(gòu)(組成)不同,因此它們的性能有差異。還有,即使同一家公司的產(chǎn)品,比如Inter Core i3,i5,i7,i9,它們的指令集架構(gòu)都一樣,但微架構(gòu)肯定不同,所以性能各不相同。 硬件實現(xiàn)就是研究具體的微電子器件和數(shù)字電路設(shè)計了,和指令集關(guān)系不大。比如計算機都有硬盤,但有的裝的是機械硬盤(磁盤構(gòu)成)有的是固態(tài)硬盤(浮柵晶體管構(gòu)成),裝固態(tài)的就比機械的快;計算機都有內(nèi)存,但DDR4要比DDR3快。因為兩者接口電路設(shè)計不同,制造工藝不同,所以DDR4的頻率更快。 收起
2022-12-14
畢琪
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首先要看這兩個名詞是面向什么的。指令集是一款CPU處理指令及數(shù)據(jù)的規(guī)范,我們只能通過輸入指定格式的指令才能操作計算機。而這個是面向程序員和用戶層面的。而微架構(gòu)是面向CPU設(shè)計人員的,通過設(shè)計處理器的指令執(zhí)行單元,當(dāng)完成整個設(shè)計時,組成的一整套執(zhí)行規(guī)定指令的微處理器的架構(gòu)就叫“微架構(gòu)”。 前面提到了指令集就是“規(guī)范”,這也就意味著他能指導(dǎo)CPU設(shè)計人員通過閱讀“指令集規(guī)范”這本“指南”來設(shè)計CPU。而CPU設(shè)計人員通過閱讀這本規(guī)范后設(shè)計出來的CPU結(jié)構(gòu)就叫“微架構(gòu)”。舉個簡單的例子,就是小學(xué)老師教會我們?nèi)绾谓鉀Q一元二次方程,但題目是很多的,我們就需要通過解題方法來解決這些實際的問題。這里“解題方法”就是指令集,而“具體的題目”就是微架構(gòu)了。 收起
2022-12-13
其它產(chǎn)品問答
CISC是復(fù)雜指令系統(tǒng)計算機(Complex Instruction Set Computer)的簡稱,RISC是指精簡指令系統(tǒng)計算機(Reduced Instruction Set Computer)的簡稱。CISC和RISC是當(dāng)前CPU的兩種架構(gòu)。它們的區(qū)別在于不同的CPU設(shè)計理念和方法。早期的CPU全部是CISC架構(gòu),RISC是針對CISC的一些缺點提出來的。 CISC具有大量的指令和尋址方式,但80%的程序只使用20%的指令,大多數(shù)程序只使用少量的指令就能夠運行。由于CISC的CPU包含有豐富的單元電路,雖然功能強,但面積大,功耗大。 2)應(yīng)答中斷:對非可屏蔽中斷來說,應(yīng)答是立即的,DSP通過IACK引腳輸出有效中斷應(yīng)答信號。對于可屏蔽中斷來說,則判斷STO寄存器的INTM位以及IMR中相應(yīng)的屏蔽位,有INTM=0并且屏蔽位為1時,才通過IACK引腳輸出有效中斷應(yīng)答信號。 3)執(zhí)行ISR。一旦中斷被應(yīng)答,當(dāng)前PC值被將保存到堆棧中,然后ISR將被執(zhí)行,ISR返回時PC將被恢復(fù)為原來的值,從被中斷的地址上繼續(xù)運行。如果是硬件中斷,CPU會自動將INTM位置1,從而屏蔽所有可屏蔽中斷。
2022-12-14
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計算機指令就是指揮機器工作的指示和命令,程序就是一系列按一定順序排列的指令,執(zhí)行程序的過程就是計算機的工作過程。指令集,就是CPU中用來計算和控制計算機系統(tǒng)的一套指令的集合,而每一種新型的CPU在設(shè)計時就規(guī)定了一系列與其他硬件電路相配合的指令系統(tǒng)。而指令集的先進(jìn)與否,也關(guān)系到CPU的性能發(fā)揮,它也是CPU性能體現(xiàn)的一個重要標(biāo)志。指令的強弱也是CPU的重要指標(biāo),指令集是提高微處理器效率的最有效的工具之一。從現(xiàn)階段的主流體系結(jié)構(gòu)講,指令集可分為復(fù)雜指令集和精簡指令集兩部分。
2022-12-14
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