关于CPU、指令集、架构、芯片概述

一、CPU(central processing unit

CPU,即中央处理器(central processing unit),是负责计算机主要运算任务的组件。

二、指令集(ISA,Instruction Set Architecture

CPU执行计算任务时都需要遵从一定的规范,程序在被执行前都需要先翻译为CPU可以理解的语言。这种规范或语言就是指令集
程序被按照某种指令集的规范翻译为CPU可识别的底层代码的过程叫做编译(compile)
国内几家研CPU的科研机构选择的指令集:x86、MIPS(中标麒麟)、Sparc、Alpha、ARM
小型主机领域的指令集Sparc、Alpha、Power

三、RISC和CISC

精简指令集计算机RISC(Reduced Instruction Set Computing RISC):
RISC:指令少,指令单周期执行,目标代码更大;ARM,MIPS,PowerPC

复杂指令计算机CISC(Complex Instruction Set Computer):
CISC: 指令复杂,指令周期长,目标代码多;X86,

四、微架构(microarchitecture

CPU的基本组成单元即为核心(core)。多个核心可以同时执行多件计算任务,前提是这些任务没有先后顺序。

核心的实现方式被称为微架构(microarchitecture)。微架构的设计影响核心可以达到的最高频率、核心在一定频率下能执行的运算量、一定工艺水平下核心的能耗水平等等。

常见的代号如Haswell、Cortex-A15等都是微架构的称号。注意微架构与指令集是两个概念:指令集是CPU选择的语言,而微架构是具体的实现。i7-4770的核心是Haswell微架构,这种微架构兼容x86指令集。对于兼容ARM指令集的芯片来说这两个概念尤其容易混淆:ARM公司将自己研发的指令集叫做ARM指令集,同时它还研发具体的微架构如Cortex系列并对外授权。

参考:
关于CPU、指令集、架构、芯片的一些科普https://zhuanlan.zhihu.com/p/19893066
【计算机硬件常识】CPU 架构与指令集https://blog.csdn.net/antony1776/article/details/83743856

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