初始
ISA
ISA
ISA
全称为 (Instruction Set Architecture)
,称之为 处理器架构
,简称为 架构
,是处理器的灵魂。ISA
具有如下特点:
- 一组指令集合
- 定义了软件程序员需要了解的硬件信息,如支持的数据类型、存储器、寄存器状态、寻址模式及存储器模型等
- 构成处理器底层硬件与运行在其上的软件之间的桥梁与接口,是现代计算机处理器中最重要的抽象层
- 软件无须做任何修改便可以完全运行在任何一款遵循同一抽象层标准的处理器上
简单理解为:ISA
是能够为电路硬件翻译应用程序的一层抽象层。具体的位于整个计算机系统的层次如下图所示:
![](https://img-blog.csdnimg.cn/9b0c663c8c1f4c9fb30ee90072c18a22.png)
其中 微架构
是处理器的具体硬件实现。
常见的指令集架构,有如下几种:
(1)复杂指令集运算(Complex Instruction Set Computing,CISC)
不仅包含了处理器疮痈的指令,而且还包含了许多不常用的特殊指令,因此其指令数目比较多,故称为复杂指令集。
- x86
Intel 公司推出的一种复杂指令集,于 1978 年推出的 Intel 8086 处理器中首度出现。
![](https://img-blog.csdnimg.cn/b93d8f734a0d45b4afea71a3da98f76e.jpeg)
(2)精简指令集运算(Reduced Instruction Set Computing,RISC)
只包含处理器常用的指令,对不常用的操作,通过执行多条常用的指令来达到目的,因此其指令数目比较精简,故称为精简指令集。
- Power
1980 年 IBM 推出了全球第一台基于 RISC 机构的原型机,证明了 RISC 相比 CISC 在高性能领域优势明显。
![](https://img-blog.csdnimg.cn/65f7c8f72df44a1797a4a919c0bd5281.png)
- MIPS
MIPS(Microprocessor without Interlocked Piped Stages Architecture)是一种简洁、优化的 RISC 架构。
![](/qrcode.jpg)
![](https://img-blog.csdnimg.cn/58b72d520aba4f78b7086504ab23cdc2.png)
- ARM
一家诞生于英国处理器设计与软件公司,其主要业务是设计 ARM 架构的处理器,同时提供与 ARM 处理器相关的配套软件。其商业模式并不是直接生产处理器芯片,而是作为知识产权(IP)供应商,转让授权许可给其合作伙伴。
![](https://img-blog.csdnimg.cn/d8a217876a2c44e0b51f20d1d9b07579.png)
- RISC-V
RISC-V(英文读作:risk-five),其中 V 包含两层意思:(1)从 RISC I 开始设计的第五代指令集架构;(2)代表变化(Variation)和向量(Vectors)。其设计的目标是:成为一家完全开放的指令集架构,可被任何学术机构或商业组织自由使用,同时成为一种真正适合硬件实现且稳定的指令标准集架构。
![](https://img-blog.csdnimg.cn/4b7cea36ae4d442fbcd97a3379a4bc1b.png)
(3)显式并行指令集运算(Explicitly Parallel Instruction Computing,EPIC)
(4)超长指令字指令集运算(VLIW)
比如,Intel
公司推出的 x86
就是一种复杂指令集(CISC)。其公司生产的 i7 12800H
,是基于 Alder Lake
指令集架构的。
![](https://img-blog.csdnimg.cn/ae8ab556d51d484194308b763b0351a6.jpeg)
而 i7 12800H
被称为 CPU
,CPU
的全称为 Central Processing Unit
,即中央处理器单元,简称处理器。因此,指令集架构是区分处理器的本质标准。
![](https://img-blog.csdnimg.cn/47fa5805343947d99574156ccfef5f04.png)
同时,一个完成的 SoC
,包含了处理器内核和其他外围设备或存储器。而处理器内部最核心的部分称为 处理器核
,即 Core
。