指令集,架构,都是什么意思?

发布时间 2023-12-15 15:15:16作者: 山雨欲來風滿楼

背景:

  • 我上网冲浪,经常看到指令集,架构,这都是什么?
  • 还有,什么AMD,ARM,我总是分不清,他们是啥?
  •  

整理:

 

问题1:指令集是什么?

  • 是一种标准
  • AI回答:指令集是一种计算机处理器能够理解和执行的指令的集合。
  • 指令集架构可以被视为一种标准,因为它定义了处理器与软件之间的接口。

问题2:指令集有哪些?

  • 2大类
  • 精简指令集(Reduced Instruction Set Computing, RISC)
  • 复杂指令集(Complex Instruction Set Computing, CISC)

问题3:这两个指令集有什么区别?

  • 精简指令集,就是每个指令更简单。
  • 复杂指令集,就是每个指令更复杂。
  • 精简指令集,指令集简单,一般就用于简单场景(嵌入式设备,手机),功耗也会低。
  • 复杂指令集,指令集复杂,用于笔记本电脑,PC,服务器等。

AI回答:

特点 精简指令集 (RISC) 复杂指令集 (CISC)
指令数量 相对较少 相对较多
指令复杂度 每条指令简单 每条指令复杂
执行时间 每条指令执行时间短 每条指令执行时间长
寄存器数量 较多 较少
内存访问 减少对内存的访问 更频繁地访问内存
硬件支持 较少 较多
流水线技术 通常采用流水线技术 通常不需要流水线技术
典型架构 ARM、MIPS等 x86等
应用场景 移动设备、嵌入式系统、网络设备等 个人电脑、服务器、大型计算机等

 

问题4:所谓x86架构,是指实现复杂指令集的一种方式吗?

  • 是的。

 

问题5:为什么要叫x86架构?不叫x99架构?

  • x86本来是一款处理器,就是指8086处理器,卖的很好。后来又推出了80286、80386、80486等处理器型号,
  • x86就泛指这些处理器的架构。
  • 当初的1978年8086处理器是16位的架构,现在已经发展到64位架构。但这个x86的名称还是延续下来了。
  • 而这些处理器,现在都不生成了,所以x86新的时期,已经包含新的产品系列,比如Pentium(奔腾)、Core(酷睿) 等。
  • 新时代的x86架构,有了新的变化,但唯一不变的是,遵循的指令集没有变。
  • 且Intel的CPU卖的很好,所以,x86架构也是指代复杂指令集(CISC ,  Complex Instruction Set Computing)

 

问题6:x86架构旧时代和新时代的区别是什么?

技术/特性 早期x86架构 现代x86架构
位数 16位/32位 32位/64位
处理器核心数 单核 多核
SIMD指令集 较简单的MMX/SSE 更强大的SSE/AVX
虚拟化技术 支持硬件虚拟化
内存管理 分段式内存管理 分页式内存管理
流水线技术 早期的流水线较短,效率较低 更长的流水线,更高的效率
分支预测和乱序执行 较简单的分支预测和乱序执行技术 先进的分支预测和乱序执行技术

 

问题7:当一个说x86的时候,是指什么?

  • 既有可能指代的是x86架构(90%),也有可能指代的是复杂指令集(CISC) (10%)
    • ps:我个人感觉是强调x86架构很多一点(占比90%)
  • 所以,强调架构的时候,是说【x86架构】
  • 强调复杂指令集的时候,是说【x86复杂指令集】

 

问题8:intel公司有哪些产品?

  • CPU系列,我所熟知的有酷睿Core,至强Xeon,奔腾Pentium
  • AI回答:

Intel目前有多个产品系列,其中包括处理器、芯片组、固态硬盘、网络产品等。以下是Intel目前的一些主要产品型号:

1. 处理器系列:
   - Intel Core系列:包括i3、i5、i7、i9等型号,适用于桌面和移动设备。
   - Intel Xeon系列:专为服务器和工作站设计的高性能处理器。
   - Intel Atom系列:低功耗处理器,适用于嵌入式系统、移动设备等。
   - Intel Pentium系列:主要用于入门级桌面计算机和移动设备。

2. 芯片组系列:
   - Intel 300系列芯片组:适用于桌面平台。
   - Intel 200系列芯片组:适用于移动平台。
   - Intel C620系列芯片组:适用于服务器和工作站。

3. 固态硬盘:
   - Intel Optane固态硬盘系列:提供高速的存储解决方案,包括数据中心级别和消费级别产品。

4. 网络产品:
   - Intel以太网适配器:提供各种速度和连接类型的网络适配器,包括千兆以太网和万兆以太网。

此外,Intel还有其他产品系列,如无线网卡、嵌入式产品等。以上列举的产品型号只是Intel产品线中的一部分,Intel还有许多其他产品型号和系列。

 

问题9:AMD和ARM区别是什么?

  • ARM是一家公司,是卖授权IP的公司,是授权生产RISC(Reduced Instruction Set Computing)精简指令的公司。
    • ARM(Advanced RISC Machines)一家英国公司,
    • 【直译:基于RISC的公司】
  • AMD是也是一件公司,是卖CPU产品的公司,实际上是复杂指令集阵营的。
    • "Advanced Micro Devices, Inc."是一家位于美国加利福尼亚州圣克拉拉的半导体公司。
    • 【直译:先进的,高级的,微小设备==>先进的半导体】

 

问题10: 目前市场上流行有哪些架构?

  • 复杂指令集阵营的
    • x86架构(intel公司)
    • zen架构(AMD公司)
  • 简单指令集阵营的
    • arm架构

 

总结:

  • 我画了个图
  •  

 

参考资料:

服务器领域intel CPU型号介绍

扩展:服务CPU领域架构

AMD ZEN 4 介绍

ARM公司的前世今生

ARM公司的营收

 

 

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