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精简指令集为什么用硬布线控制,到底用了什么技术

来源:整理 时间:2022-06-01 13:56:58 编辑:科技知识 手机版

今天的英特尔处理器相当于复杂指令集(CISC)的饺子皮,包着精简指令集(RISC)的馅料。精简指令集(RISC)CPU输给英特尔,主要是兼容性问题。它的经典特点是先将X86指令集(属于CISC)解码成类似RISC的微操作,再由RISC内核执行。

什么我国自主设计的CPU基本上都是精简指令集,复杂指令集是要过时了吗?

精简指令集(RISC)的代表ARM确实占领了手机等移动市场,但没必要把它捧上天,复杂指令集(CISC)的代表英特尔和AMD的CPU也并非一无是处,仅在性能和兼容性上的两大优势,就是ARM的处理器无法替代的。所以现在断言复杂指令集(CISC)过时,有点言之过早,打个比方,复杂指令集(CISC)的代表英特尔处理器相当于三国演义中的曹操,占据最有利的地形,兵强马壮(PC领域和服务器领域绝对的王者);精简指令集(RISC)的代表ARM处理器相当于东吴,实力也不弱,曾击退曹操百万大军(在移动领域打败英特尔);而精简指令集(RISC)阵营的另一代表是MIPS处理器,相当于蜀汉。

三者关系详见下图:“曹操”英特尔能混到今天的地位,靠的是什么?靠的是强大的性能和良好的兼容性,先说性能。没错,复杂指令集(CISC)的缺点是指令集臃肿,但这个缺点也是它的优点,因为指令多意味着能完成的功能也多,性能也强大,英特尔处理器近几年增加了几百条MMX、SSE指令,提高了执行多媒体程序和其它特殊程序的性能,所以成为工作站、服务器、游戏机等高性能CPU的绝对首选。

在这些对计算性能要求高的场所,打酱油都是同为复杂指令集(CISC)的AMD处理器(服务器市场份额为5%),ARM的份额基本等于零,此外,英特尔处理器在1995年让复杂指令集(CISC)这棵老树发出了新芽,发布的PentiumPro处理器采用著名的P6微架构,成为教科书式的一代经典。其经典之处在于,X86指令集(属于CISC)先解码成类似精简指令集(RISC)的微操作(microoperations),然后采用RISC内核执行,

这句话读起来太专业晦涩?不要紧,记住这句话就行:现在的英特尔处理器,相当于用复杂指令集(CISC)这张饺子皮,包着精简指令集(RISC)的馅儿。P6架构虽然复杂,但提升了性能,不仅让复杂指令集(CISC)这颗老树成功发芽,还开花结果,越来越繁盛,20多年来不仅统治PC市场,还在服务器领域将精简指令集(RISC)CPU碾成渣渣,逼得其代表ARM只能向低功耗和嵌入式方向发展,最后遇上手机崛起,才由衰转盛,和霉运说拜拜,

和英特尔硬抗到底、不愿撤退的Power处理器,现在坟头树已经有合抱粗了。精简指令集(RISC)CPU败给英特尔,主要就栽在了兼容这道坎上,IBM最先提出RISC思想,开发的Power处理器性能强过CISC指令集的老大英特尔处理器,还拉来苹果、摩托罗拉、SUN公司、微软等成立软硬件联盟,但最终结果是,英特尔凭借良好的兼容性,打败了Power处理器,苹果也转投英特尔怀抱。

这就是兼容的威力,性能和兼容是两大指令集交锋的重点,其中兼容又是决定性因素,因为它牵涉到生态问题。现在CISC指令集CPU主要集中在PC和服务器领域,RISC指令集CPU主要占据移动和嵌入式设备,井水不犯河水,就是因为两大阵营都建立了各自强大的生态系统,想犯也没有用,至于以后,RISC指令集中的ARM处理器是否会一统天下,CISC指令集中的英特尔处理器是否会因此被淘汰,这个谁也不好说,但在可见的未来,两大指令集系统还是会保持互不侵犯的状态。

为什么Windows的兼容性这么强大,到底用了什么技术?

我做过windows下的开发,用户态和内核态都有。相比其他平台,windows的兼容性真的有点变态。我曾经在网上找了一个97年(貌似)的象棋软件,但是它仍然运行在最新的win10中没有任何问题(近20年)。至于为什么windows的兼容性这么变态,我觉得有以下几个原因:1。被迫:windows不仅仅是一个系统,而是一个生态,微软的windows只是这个生态的核心(它控制着标准的制定)。在这个生态中也有大量的硬件制造商(the。如果你是微软,你要和那么多厂商协调,你也一样,会做到极致的兼容。否则,新系统一发布,就会出现一大堆问题。同时,微软深深意识到,如果没有兼容性,就没有微软。这个可以参考牙膏厂的cpu。蹩脚的32位设计是兼容16位的,然后amd的64位又要兼容32位,这是个很别扭的设计。2.主观原因前面提到了。以下是windows如何做到这一点。从api的角度来看(因为api是一个系统与另一个系统进行通信的标准语言),windows API(无论是内核层还是应用层)充斥着大量基本不使用的兼容性API,windows API本身的设计就有很好的兼容性考虑。例如,许多结构中的第一个字段是cbsize,它用于标识该结构的长度。一旦将来字段扩展势必改变cbsize,底层api实现可以通过这个字段做不同的兼容性处理;3.我讲了生态学和api。这里先说一下微软的文档,它是链接海量开发者和系统核心的最重要的渠道。微软的文档是我见过最好的,基本上可以涉及到开发的方方面面。也有很多例子。我经常跟其他兄弟说的一句话是,想做好windows开发,看msdn里的文档就行了,不要找什么csdn的现成代码(这里没有贬义csdn)。最后,我想说,我现在从事的是国产化替代相关的工作,现在网络上到处都是为国产化叫好的话。当然,我是核心技术国产化替代的坚定支持者,但不得不说任重道远。无论是国家相关主管部门,还是我们开发商,紧跟国家战略固然重要,但还是要沉下心来好好设计(自己想想[傻笑])。

文章TAG:精简指令集为什么用硬布线控制布线精简指令控制技术

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