cpu架构 820_CPU架构

　　CPU架构，指CPU接受和处理信号的方式，及其内部元件的组织方式。CPU架构从大的层面分CISC、RISC两类。

　　CISC和RISC的区别

　　早期的CPU全部是CISC架构，它的设计目的是要用最少的机器语言指令来完成所需的计算任务。比如对于乘法运算，在CISC架构的CPU上，您可能需要这样一条指令：MUL ADDRA, ADDRB就可以将ADDRA和ADDRB中的数相乘并将结果储存在ADDRA中。将ADDRA, ADDRB中的数据读入寄存器，相乘和将结果写回内存的操作全部依赖于CPU中设计的逻辑来实现。这种架构会增加CPU结构的复杂性和对CPU工艺的要求，但对于编译器的开发十分有利。比如上面的例子，C程序中的a*=b就可以直接编译为一条乘法指令。今天只有Intel及其兼容CPU还在使用CISC架构。

　　RISC架构要求软件来指定各个操作步骤。上面的例子如果要在RISC架构上实现，将ADDRA, ADDRB中的数据读入寄存器，相乘和将结果写回内存的操作都必须由软件来实现，比如：MOV A, ADDRA; MOV B, ADDRB; MUL A, B; STR ADDRA, A。这种架构可以降低CPU的复杂性以及允许在同样的工艺水平下生产出功能更强大的CPU，但对于编译器的设计有更高的要求。

　　CISC复杂指令集计算机

　　x86又叫IA32，即Intel Architecture 32(Intel32位架构)，不管是Intel生产的x86CPU，还是AMD或者VIA生产的，都是IA32。IA32并非没有专利保护而是AMD和VIA/Cyrix通过交叉专利授权获得了IA32 的使用权。

　　x86-64又叫AMD64，它的Intel版本叫做EM64T(换个名字而已)，是AMD在IA32的基础上扩展出来的一套64位CPU架构。Intel可以使用的原因也是因为Intel和AMD之间的交叉专利授权。x86-64是AMD在其最新的Athlon 64处理器系列中采用的新架构，但这一处理器基础架构还是IA-32，在IA-32架构基础之上作了一些扩展，以支持64位程序的应用，进一步提高处理器的运算性能。x86-64相比Intel的64位服务器处理器产品Itanium和 Itanium 2系列处理器产品来说最大的优点就是可以全面兼容以前的32位x86架构的应用程序，保护以用户以前的投资。而Intel的Itanium和 Itanium 2系列处理器需要另外通过软件或硬件来实现对以前32位程序的兼容。所以IA-32(即x86-32)、x86-64都属于x86，即英特尔的32位x86架构。如Intel的32位服务器Xeon(至强)处理器系列、AMD的全系列，还有VIA的全系列处理器产品都属于x86架构的。

　　IA-64

　　IA-64架构是英特尔为了全面提高以前IA32位处理器的运算性能，是Intel和Hp共同开发了6年的64位CPU架构，是专为服务器市场开发的一种全新的处理器架构，它放弃了以前的x86架构，认为它严重阻碍了处理器的性能提高。它的最初应用是英特尔的Itanium(安腾)系列服务器处理器，现在最新的Itanium2系列处理器也是采用这一架构的。由于它不能很好地解决与以前32位应用程序的兼容，所以应用受到较大的限制，尽管目前Intel采取了各种软、硬方法来弥补这一不足，但随着AMD Operon处理器的全面投入，Intel的IA-64架构的这两款处理器前景不容乐观。

　　通称说 x86也是指IA32构架CPU，也就是说cpu是32位的，只能安装32位的os了。而x86-64或者IA-64是说cpu支持64位，可以安装64位的os，跑64位的应用。

　　RISC精简指令集计算机

　　除了以上所介绍的两类IA架构的服务器处理器外，还有一种主流的处理器架构，也可称之为“RISC”。采用这一架构的仍是IBM、SUN和HP等。不过近几年由于这一处理器架构标准没有完全统一、处理器的发展和应用非常缓慢，使得原来本占有的绝大多数中高档服务器市场被IA架构瓜分了大部分江山，已是日趋衰落。目前连这几家服务器厂商也开始了自己放弃，转投IA旗下，推出越来越多的IA架构服务器，以保生存。

　　RISC就是精简指令集计算机，目前常见的有

　　一、IBM 的 POWER/PowerPC架构(上一篇有过介绍)。

　　二、MIPS 的 MIPS架构(多家厂商，包括AMD也获授权生产，龙芯也是MIPS变种)

　　三、SUN 的 UltraSPARC架构(UltraSPARC III、IV、VI、T1、T2)

　　四、DEC 的 Alpha架构(现今少见，DEC被Compaq收购，Compaq又被HP收购)

　　五、Intel和HP 的 EPIC架构(Iantium、Iantium2)，这也就是 IA64 架构，Intel Architecture 64(Intel64位架构)，有时单独列为一类而不算RISC。

　　六、Transmeta(全美达)的 VLIW(超长指令字)架构，和 IA64 在设计思想上有某种程度上的神似之处，有时也单独列为一类而不算RISC。

　　七、Acorn的 ARM架构，授权多家公司制造，功耗低，很多手机用这款CPU。

　　需要指出的是，现在的Intel和 AMD CISC处理器的内核其实都是RISC内核，是在内核的外围电路中把复杂指令动态翻译成精简指令，然后送到 RISC内核中处理。严格来说，现代CPU本质上都是 RISC处理器。