CPU|常见的指令集架构类型


CPU|常见的指令集架构类型

----------------------------------
复杂指令集计算机(英文:Complex Instruction Set Computer;缩写:CISC)是一种微处理器指令集架构 , 每个指令可执行若干低端操作 , 诸如从存储器读取、存储、和计算操作 , 全部集于单一指令之中 。 与之相对的是精简指令集 。

复杂指令集的特点是指令数目多而复杂 , 每条指令字长并不相等 , 电脑必须加以判读 , 并为此付出了性能的代价 。
在精简指令集处理器发迹以前 , 许多计算机体系结构尝试跨越“语义鸿沟”——设计出借由提供“高端”指令支持高级编程语言的指令集 , 诸如程序调用和返回 , 循环指令诸如“若非零则减量和分支”和复杂寻址模式以允许数据结构和数组访问以结合至单一指令 。 与复杂指令集相比 , 精简指令集实现更容易 , 指令并行执行程度更好 , 编译器的效率更高 。
属于复杂指令集的处理器有CDC 6600、System/360、VAX、PDP-11、Motorola 68000家族、x86、AMD Opteron等 。
精简指令集计算机(英语:reduced instruction set computer , 缩写:RISC)或简译为精简指令集 , 是计算机中央处理器的一种设计模式 。 这种设计思路可以想像成是一家模块化的组装工厂 , 对指令数目和寻址方式都做了精简 , 使其实现更容易 , 指令并行执行程度更好 , 编译器的效率更高 。 目前常见的精简指令集微处理器包括DEC Alpha、ARC、ARM、AVR、MIPS、PA-RISC、Power ISA(包括PowerPC、PowerXCell)、RISC-V和SPARC等 。

专用指令集处理器(英语:application-specific instruction-set processor ASIP)是系统单芯片设计中的一个组件 。 专用指令集处理器的指令集是针对特定的应用而设计的 。 借助这样的特殊设计方式 , 专用指令集处理器具有通用型中央处理器的灵活性和专用集成电路的性能 。

某些专用指令集处理器的指令集为可配置的 。 通常 , 处理器核心分为两部分:一个为“静态”逻辑部分 , 它定义了最小指令集架构;另一个为“可配置”逻辑部分 , 这部分允许设计人员自行配置新的指令集 。 对后者的配置与现场可编程逻辑门阵列的编程、专用集成电路芯片的综合过程类似 。
超长指令字(VLIW:Very long instruction word)是微处理器设计领域中的一种越来越流行的技术 。
【CPU|常见的指令集架构类型】超长指令字处理器采用多个独立的功能部件 , 但它并不是将多条指令流出到各个功能单元 , 而是将多条指令的操作打包 , 形成一条非常长的指令 , 超长指令字由此得名 。 选择同时可流出的多条指令的任务由编译器完成 , 而在超标量机器中此功能是由硬件完成的 , 所以超长指令字机器可以节省大量硬件 。
显式并行指令运算(英文:Explicitly Parallel Instruction Computing , 缩写:EPIC)是一种指令集架构 , 由HP和Intel联合开发 。 EPIC允许处理器根据编译器的调度并行执行指令而不用增加硬件复杂性 , 该架构由超长指令字架构发展而来 , 并做了大量改进 。
单一指令计算机(英语:one instruction set computer , OISC)也称最简指令集计算机(ultimate reduced instruction set computer , URISC) , 它是一种抽象计算机 , 该计算机只有一条指令 。 巧妙地选取这一条指令 , 并且给予无限的资源 , 单一指令计算机就能成为和其他多指令计算机一样的图灵机 。 在教学上 , 这种计算机被推荐来帮助理解计算机架构 , 同时 , 也能用它来研究计算机的结构模型 。

无指令集(NISC)
零指令集 (英语:Zero Instruction Set Computer , ZISC)是一种没有指令集的计算机系统 。 第一代的零指令集芯片拥有36个独立的内核 , 内核的任务是将一个64位的输入向量同内存中的数据行比较 , 输出与内存数据符合(或不符合)的向量个数 。 这种系统可以用于体育场座位、小区住宅排列等地方
最小指令集(MISC)是一种处理器架构 , 具有极少量的基本操作和相应的操作码 。 此类指令集通常基于堆栈而不是基于寄存器 , 以减少操作数说明符的大小 。 这种堆栈机器架构本质上更简单 , 因为所有指令都在最顶部的堆栈条目上运行 。 这样做的结果是指令集更小 , 指令解码单元更小更快 , 单个指令的整体操作也更快 。 缺点是指令往往具有更多的顺序依赖性 , 从而降低了指令级并行性.MISC 体系结构与Forth 编程语言和Java 虚拟机有很多共同之处 。
显式数据图像并行(EDGE)