CPU架構種類


CPU架構分類

X86架構

X86架構是微處理器執行的計算機語言指令集,基於Intel 8086且向后兼容的中央處理器指令集架構,包括Intel 8086、80186、80286、80386以及80486,由於以“86”作為結尾,因此其架構被稱為“x86”

應用領域:個人計算機、服務器等

類別

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

AMD64:x86架構的64位拓展,向后兼容於16位及32位的x86架構。x64於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並不相容,操作系統與軟件需使用IA-64專用版本。

 

ARM架構

 ARM架構:精簡指令集機器RISC(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,廣泛地使用在許多嵌入式系統設計。由於節能的特點,ARM處理器非常適用於移動通訊領域,符合其主要設計目標為低耗電的特性。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成立1991年英國劍橋,主要出售芯片設計技術授權。

應用領域:手機、PAD、導航系統、網絡設備等都是ARM架構,目前世界上使用最廣泛的CPU就是ARM

 

MIPS架構

MIPS是世界上很流行的一種RISC處理器。MIPS的意思是“無內部互鎖流水級的微處理器”(Microprocessor without interlocked piped stages),其機制是盡量利用軟件辦法避免流水線中的數據相關問題。它最早是在80年代初期由斯坦福(Stanford)大學Hennessy教授領導的研究小組研制出來的。MIPS公司的R系列就是在此基礎上開發的RISC工業產品的微處理器。這些系列產品為很多計算機公司采用構成各種工作站和計算機系統。

應用領域:工作站等計算機平台,目前國內龍芯主要使用MIPS架構機器

 

PowerPC架構

PowerPC 是一種精簡指令集(RISC)架構的中央處理器(CPU),其基本的設計源自IBM(國際商用機器公司)的IBM PowerPC 601 微處理器POWER(Performance Optimized With Enhanced RISC;《IBM Connect 電子報》2007年8月號譯為“增強RISC性能優化”)架構。二十世紀九十年代,IBM(國際商用機器公司)、Apple(蘋果公司)和Motorola(摩托羅拉)公司開發PowerPC芯片成功,並制造出基於PowerPC的多處理器計算機。PowerPC架構的特點是可伸縮性好、方便靈活。
PowerPC 處理器有廣泛的實現范圍,包括從諸如 Power4 那樣的高端服務器 CPU 到嵌入式 CPU 市場(任天堂 Gamecube 使用了 PowerPC)。PowerPC 處理器有非常強的嵌入式表現,因為它具有優異的性能、較低的能量損耗以及較低的散熱量。除了象串行和以太網控制器那樣的集成 I/O,該嵌入式處理器與“台式機”CPU 存在非常顯著的區別。

 

SPARC架構

可擴充處理器架構”(Scalable Processor ARChitecture),是RISC微處理器架構之一。它最早於1985年由Sun電腦所設計,也是SPARC國際公司的注冊商標之一。

 

 

微處理器指令集架構類型

CISC: 復雜指令集,英文名是CISC(Complex Instruction Set Computer的縮寫),在CISC微處理器中,程序的各條指令是按順序串行執行的,每條指令中的各個操作也是按順序串行執行的。順序執行的優點是控制簡單,但計算機各部分的利用率不高,執行速度慢,但是每條指令可以處理的工作很豐富。

            常見CISC微指令集主要集中在:AMD、Intel、VIA等IA-32、X86架構的CPU產品

 

RISC:精簡指令集,英文全稱是RISC(Reduced Instruction Set Computer的縮寫),對指令數目和尋址方式都做了精簡,使其實現更容易,指令並行執行程度更好,編譯器的效率更高,執行性能較佳,但是要做復雜的事情,就需要多個指令來同時的完成。

            常見RISC微指令集主要集中在:DECAlpha、ARC、ARM、AVR、MIPS、PA-RISC、IBM(PowerArchitecture(包括PowerPC))、SUN(SPARC)

 

EPIC:顯式並行指令集,英文全稱是EPIC(Explicitly Parallel Instruction Computing的縮寫),高效地並行處理而設計,能夠同時處理多個指令或程序。並行處理可以增加每個處理器時鍾周期內完成的有效工作數量,從而極大地提高應用性能。

            常見EPIC微指令集主要集中在:Intel的IA-64架構的純64位微處理器的Itanium/Itanium2

 

VLIW:超長指令集,英文全稱是VLIW(Very Long Instruction Word的縮寫),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,提高了程序的性能

            常見EPIC微指令集主要集中在:Intel的IA-64架構的純64位微處理器的Itanium

 


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