计算机基础 - 微处理器的评估

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  简述

  1971年推出的第一个微处理器是具有4m5KB内存的4位微处理器，具有一组45条指令。在过去的50年里，微处理器的速度每两年翻一番，正如英特尔联合创始人戈登·摩尔所预测的那样。当前的微处理器可以访问 64 GB 内存。根据微处理器可以处理的数据宽度，它们属于这些类别−

  • 8 位
  • 16 位
  • 32 位
  • 64 位

  指令集的大小是微处理器分类时的另一个重要考虑因素。最初，微处理器的指令集非常小，因为复杂的硬件既昂贵又难以构建。

  随着克服这些问题的技术的发展，越来越多的复杂指令被添加以增加微处理器的功能。然而，很快人们意识到，拥有大型指令集会适得其反，因为许多很少使用的指令都闲置在宝贵的内存空间上。因此，支持较小指令集的旧思想流派越来越受欢迎。

  让我们根据指令集更多地了解这两种类型的微处理器。
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  RISC

  RISC 代表 精简指令集计算机。它有一小组高度优化的指令。复杂指令也使用更简单的指令实现，从而减小了指令集的大小。RISC的设计理念包含了这些要点 -

  • 指令数应为最小值。
  • 说明的长度应相同。
  • 应使用简单寻址模式
  • 通过添加寄存器来减少检索操作数的内存引用

  RISC架构使用的一些技术包括 ：

  • 流水线 − 获取一系列指令，即使这意味着在获取和执行中指令重叠。
  • 单周期执行 − 大多数 RISC 指令需要一个 CPU 周期来执行。

  RISC 处理器的示例包括英特尔 P6、奔腾 4、AMD K6 和 K7 等。
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  CISC

  CISC 代表 复杂指令集计算机。它支持数百条指令。支持 CISC 的计算机可以完成各种任务，使其成为个人计算机的理想选择。这些是CISC架构的一些特征 -

  • 更大的指令集
  • 指令长度可变
  • 复杂寻址模式
  • 指令需要多个时钟周期
  • 与更简单的编译器配合使用效果很好

  CISC 处理器的示例包括英特尔 386 & 486、奔腾、奔腾 II 和 III、摩托罗拉 68000 等。
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  EPIC

  EPIC代表显式并行指令计算。它是RISC和CISC之间的交叉的计算机架构，试图提供两者的优点。其重要功能包括 −

  • 并行指令而不是固定宽度
  • 将编译器的执行计划传达给硬件的机制
  • 程序必须具有顺序语义

  一些EPIC处理器是英特尔IA-64，安腾等。