CPU的架構

 

CPU架構是CPU廠商給屬於同一系列的CPU產品定的一個規範,主要目的是爲了區分不同類型CPU的重要標示。目前市面上的CPU主要分有兩大陣營,一個是intel系列CPU,另一個是AMD系列CPU。兩個不同品牌的CPU,其產品的架構也不相同,現intel系列CPU產品常見的架構有Socket 423、Socket 478、Socket 775;而AMD CPU產品常見的架構有Socket A、Socket 754、Socket 939、Socket 940這幾種架構。 

CPU的分類: 

答案一: 
CPU既然關係看指令的執行和數據的處理,當然也關係着指令和數據處理速度的快慢,因而CPU有不同的執行功能,不同的處理速度。一般CPU的功能和處理速度,我們可以從它的型號、數字來判斷它的等級,如Pentium系列是586機種的CPU,它後面型號的數字即爲它的工作頻率,也就是它處理速度的時鐘。Pentium Pro系列是686機種的CPU,它後面型號的數字也是它的處理速度,它們的單位都是MHz,目前所使用586的CPU是: Pentium-133,Pentium-166,Pentium-200。 Pentium MMX-133,Pentium MMX-166,Pentium MMX-200。 MMX 的編號,爲Pentium增加了多媒體指令集功能的CPU。 686的CPU是: Pentium Pro-133,Pentium Pro-166,Pentium PrO-180,Pentium Pro-200等。 Pentium II-233,Pentium II-266,Pentium II-330,Pentium II-330,Pentium II-:55,Pentium II-400等。 Pentium II即爲Pentium Pro+MMX,也就是Pentium Pri加上了MMX多媒體指令集功能的CPU又名Klamath。 786的CPU是:名稱暫定爲Merced, 97年底剛亮相,由Intel與HP公司合作開發,其最主要的特點是具有極長指令集的結構,並改進了Pentium Pro內部的譯碼電路和流水線並行處理的結構,大部分結構改進爲精簡指令集計算機(RISC, Reduced Instruction Set Computer)的結構。 

答案二 
1、x86 

雖然上面說了按處理器架構分的話,目前就術語本身來說主要有四種說法,即IA-32、IA-64、x86-32、x86-64,但是其實它們分屬於兩類,IA-32、x86-32、x86-64都屬於x86,即英特爾的32位x86架構,x86-64是AMD在其最新的Athlon 64處理器系列中採用的新架構,但這一處 理器基礎架構還是IA-32(因英特爾的x86架構並未申請專利保護,所以絕大多數處理器廠商爲了保持與Intel的主流處理器兼容,都不得不採用這一x86架構),只是在此架構基礎之上作了一些擴展,以支持64位程序的應用,進一步提高處理器的運算性能。x86-64相比Intel的64位服務器處理器產品Itanium和 Itanium 2系列處理器產品來說最大的優點就是可以全面兼容以前的32位x86架構的應用程序,保護以用戶以前的投資;而Intel的Itanium和 Itanium 2系列處理器需要另外通過軟件或硬件來實現對以前32位程序的兼容。 

正因如此,以後我們看到諸如IA-32、x86-32、x86-64要清楚,其實它們都是一類型的,都屬於x86架構的。如Intel的32位服務器Xeon(至強)處理器系列、AMD的全系列,還有VIA的全系列處理器產品都屬於x86架構的。 

2、 IA-64 

IA-64架構是英特爾爲了全面提高以前IA-32位處理器的運算性能,是Intel和Hp共同開發了6年的64位CPU架構,是專爲服務器市場開發的一種全新的處理器架構,它放棄了以前的x86架構,認爲它嚴重阻礙了處理器的性能提高。它的最初應用是英特爾的Itanium(安騰)系列服務器處理器,現在最新的Itanium 2系列處理器也是採用這一架構的。由於它不能很好地解決與以前32位應用程序的兼容,所以應用受到較大的限制,儘管目前Intel採取了各種軟、硬方法來彌補這一不足,但隨着AMD Operon處理器的全面投入,Intel的IA-64架構的這兩款處理器前景不容樂觀。 

3、RISC架構 

除了以上所介紹的兩類IA架構的服務器處理器外,還有一種主流的處理器架構,也可稱之爲“RISC”(其實它是一種按處理器指令執行方式劃分的類型)。採用這一架構的仍是IBM、SUN和HP等。不過近幾年由於這一處理器架構標準沒有完全統一、處理器的發展和應用非常緩慢,使得原來本佔有的絕大多數中高檔服務器市場被IA架構瓜分了大部分江山,已是日趨衰落。目前連這幾家服務器廠商也開始了自己放棄,轉投IA旗下,推出越來越多的IA架構服務器,以保生存。 

目前採用這一架構的主要服務器處理器有IBM的Power4、Compaq Alpha 21364、HP PA-8X00、Sun的UltraSPARC III、SGI的MIPS 64 20Kc等。
 

X86架構

來自ITwiki,開放的信息技術大百科

X86就是採用cisc(Complex Instruction Set Computer,複雜指令架構計算機)架構的處理器.大多數CPU廠商(如AMD,Intel)生產的就是這種處理器.與採用RISC(Reduced ...,精簡指令架構計算機)架構的PowerPC(如蘋果電腦)不同. 在CISC處理器中,程序的各條指令是按順序串行執行的,每條指令中的各個操作也是按順序串行執行的。順序執行的優點是控制簡單,但計算機各部分的利用率不高,執行速度慢。 諸如IA-32、x86-32、x86-64都是屬於x86架構的。如Intel的32位服務器Xeon(至強)處理器系列、AMD的全系列,還有VIA的全系列處理器產品都屬於x86架構的。
 
CPU架構,從大的層面(接受和處理信號的方式)分兩類——CISC、RISC 
CISC就是複雜指令集計算機,目前專指 x86 和 x86-64 兩類。 

其中 x86 又叫 IA32,即 Intel Architecture 32(Intel32位架構), 
不管是Intel生產的 x86 CPU,還是AMD或者VIA生產的,都是 IA32, 
★★★★★ IA32 並非上面有人說的沒有專利保護 ★★★★★ 
而是 AMD 和 VIA/Cyrix 通過交叉專利授權獲得了 IA32 的使用權。 

x86-64 又叫 AMD64,它的 Intel 版本叫做 EM64T(換個名字而已), 
是AMD在 IA32 的基礎上擴展出來的一套 64位 CPU 架構, 
Intel 可以使用的原因也是因爲 Intel和AMD之間的交叉專利授權。 


按照內部元件的組織方式細說起來—— 

Intel的 32位x86 及 x86-64 CPU 又分爲下列不同的“代”, 
有時也把這些“代”叫做不同的架構,包括 
①i386(80386、80486) 
②P5(Pentium、PentiumMMX) 
③P6(PentiumPro、PentiumII、PentiumIII、PentiumM,對應的Xeon和Celeron) 
④NetBurst(Pentium4、PentiumD、PentiumEE,對應的Xeon和Celeron) 
⑤Core/Core2(Core、Core2、PentiumE、Pentium Dual-Core,對應的Xeon和Celeron) 
⑥Corei7(即將上市) 
⑦Atom(即將上市) 

AMD的 32位x86 及 x86-64 CPU 也分爲下列不同的“代”, 
①AMD386(386、486) 
②K5 
③K6(K6、K6-2) 
④K6-III 
⑤K7(Athlon、AthlonXP,及對應的AthlonMP、Duron、Sempron) 
⑥K8(Athlon64、Athlon64 X2,及對應的Opetron、Sempron(64) ) 
⑦K10(Phenom,及對應的Opetron) 

VIA/Cyrix 也生產 32位x86 處理器,大致有 
①Cyrix 486 
②Cyrix 5x86、6x86 
③VIA/Cyrix C3 
④VIA C7 
⑤Isaiah(Nano,即將上市) 

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RISC就是精簡指令集計算機,目前常見的有 

一、IBM 的 PowerPC架構(Power G4、G5、G6、PowerXCell) 

二、MIPS 的 MIPS架構(多家廠商,包括AMD也獲授權生產,龍芯也是MIPS變種) 

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

四、DEC 的 Alpha架構(現今少見,DEC被Compaq收購,Compaq又被HP收購) 

五、Intel和HP 的 EPIC架構(Iantium、Iantium2),這也就是 IA64 架構, 
Intel Architecture 64(Intel64位架構),有時單獨列爲一類而不算RISC 

六、Transmeta(全美達)的 VLIW(超長指令字)架構,和 IA64 在設計思想 
上有某種程度上的神似之處,有時也單獨列爲一類而不算RISC 

七、Acorn的 ARM架構(類似於 MIPS 也授權多家公司製造,包括Intel) 
後來 Intel 還開發出 ARM的變種 XScale 架構

需要指出的是,現在的 Intel 和 AMD CISC處理器的內核其實都是 RISC內核,是在內核的外圍電路中把複雜指令動態翻譯成精簡指令,然後送到 RISC內核中處理。嚴格來說,目前所有的CPU本質上都是 RISC處理器。

 

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