指令集和架构有什么关系?

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中琅
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指令集需要通过微架构去实现,而采用相同指令集的处理器即使微架构不同,其也可以运行相同的程序(一定条件下)。处理器虽然采用相同指令集,但微架构不同的处理器,在缓存设计等方面存在差异,所以也会有通常处理器厂商也会为开发调试工具甚至是编译器等方式优化软件在自家处理器上的运行效率。 收起
2022-12-15
闻人良安
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指令集也是架构,两者是不同的计算机抽象层次,指令比微架构更接近软件。过去狭义的计算机体系结构指的是指令集架构(ISA,Instruction Set Architecture),因为指令集架构是连接软件与硬件的接口。对于早期计算机而言,计算机性能很大程度上依赖指令集架构的优劣。因为同样一段C程序,不同的指令集架构(x86,PowerPC,Arm,MIPS)会翻译成不同的汇编语言,这就决定了CPU的处理方式不一样。打个比方,表达同一个意思用汉语的字数通常少于用英语的单词数。如果某人读一个汉字的速度等于另一个读一个英语单词的速度,那么理解同一句话,读汉字的人花的时间就更少。 广义的计算机体系结构除了指ISA,还包括计算机组成和硬件实现。计算机组成又叫微架构,就是研究计算机用什么来搭建,和指令集的关系密切。比如,多核,超标量,指令分支预测,乱序执行,多层次存储等等。再比如,Intel和AMD的处理器用的都是x86的指令集,但是各自的设计方式不一样,所以狭义来看,我们可以说两家公司的CPU的架构相同,但微架构(组成)不同,因此它们的性能有差异。还有,即使同一家公司的产品,比如Inter Core i3,i5,i7,i9,它们的指令集架构都一样,但微架构肯定不同,所以性能各不相同。 硬件实现就是研究具体的微电子器件和数字电路设计了,和指令集关系不大。比如计算机都有硬盘,但有的装的是机械硬盘(磁盘构成)有的是固态硬盘(浮栅晶体管构成),装固态的就比机械的快;计算机都有内存,但DDR4要比DDR3快。因为两者接口电路设计不同,制造工艺不同,所以DDR4的频率更快。 收起
2022-12-14
毕琪
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首先要看这两个名词是面向什么的。指令集是一款CPU处理指令及数据的规范,我们只能通过输入指定格式的指令才能操作计算机。而这个是面向程序员和用户层面的。而微架构是面向CPU设计人员的,通过设计处理器的指令执行单元,当完成整个设计时,组成的一整套执行规定指令的微处理器的架构就叫“微架构”。 前面提到了指令集就是“规范”,这也就意味着他能指导CPU设计人员通过阅读“指令集规范”这本“指南”来设计CPU。而CPU设计人员通过阅读这本规范后设计出来的CPU结构就叫“微架构”。举个简单的例子,就是小学老师教会我们如何解决一元二次方程,但题目是很多的,我们就需要通过解题方法来解决这些实际的问题。这里“解题方法”就是指令集,而“具体的题目”就是微架构了。 收起
2022-12-13
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CISC是复杂指令系统计算机(Complex Instruction Set Computer)的简称,RISC是指精简指令系统计算机(Reduced Instruction Set Computer)的简称。CISC和RISC是当前CPU的两种架构。它们的区别在于不同的CPU设计理念和方法。早期的CPU全部是CISC架构,RISC是针对CISC的一些缺点提出来的。 CISC具有大量的指令和寻址方式,但80%的程序只使用20%的指令,大多数程序只使用少量的指令就能够运行。由于CISC的CPU包含有丰富的单元电路,虽然功能强,但面积大,功耗大。 2)应答中断:对非可屏蔽中断来说,应答是立即的,DSP通过IACK引脚输出有效中断应答信号。对于可屏蔽中断来说,则判断STO寄存器的INTM位以及IMR中相应的屏蔽位,有INTM=0并且屏蔽位为1时,才通过IACK引脚输出有效中断应答信号。 3)执行ISR。一旦中断被应答,当前PC值被将保存到堆栈中,然后ISR将被执行,ISR返回时PC将被恢复为原来的值,从被中断的地址上继续运行。如果是硬件中断,CPU会自动将INTM位置1,从而屏蔽所有可屏蔽中断。
2022-12-14
3 个回答
计算机指令就是指挥机器工作的指示和命令,程序就是一系列按一定顺序排列的指令,执行程序的过程就是计算机的工作过程。指令集,就是CPU中用来计算和控制计算机系统的一套指令的集合,而每一种新型的CPU在设计时就规定了一系列与其他硬件电路相配合的指令系统。而指令集的先进与否,也关系到CPU的性能发挥,它也是CPU性能体现的一个重要标志。指令的强弱也是CPU的重要指标,指令集是提高微处理器效率的最有效的工具之一。从现阶段的主流体系结构讲,指令集可分为复杂指令集和精简指令集两部分。
2022-12-14
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