CPU代表什么？有幾種類型？CISC和RISC的區別介紹

2022-01-10 15:45:45 作者：C-C 2731

1 CPU是什么

CPU即中央處理器，全稱是Central Processing Unit，作為計算機運算和控制核心，主要功能是完成執行計算機指令和對數據的處理，CPU與內部存儲器、輸入/輸出設備被認為是電子計算機三大核心部件。CPU有控制單元(Control Unit)、運算單元(Arithmetic/Logic Unit)、存儲單元(Registers、Cache)、寄存器(Registers)等幾大結構，其作用如下，控制單元(Control Unit)是CPU的控制中心，負責將存儲器中的數據發送至運算單元并將運算后的結果存回到存儲器中，其一切行為均來自于指令。運算單元(Arithmetic/Logic Unit)能夠執行算術運算和邏輯運算，執行的是控制單元的命令。存儲單元(Registers、Cache)是CPU中數據暫時存儲的位置，其中寄存有待處理或者處理完的數據。寄存器(Registers)較內存相比，可以減少CPU訪問數據的時間，也可以減少CPU訪問內存的次數，有助于提高CPU的工作速度。

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2 CPU架構及類型

常見的CPU架構主要分為CISC(復雜指令集)和 RISC(精簡指令集)兩種，不同架構下有不同的類型

2.1 CISC

(1)X86：高性能，早早占領個人計算機市場，產業化規模大，但高功耗。Intel和AMD在提升芯片性能上做出了持續得努力，此類CPU在性能方面占據優勢。1992年，此時Intel旗下的80386和80486占據了大部分PC市場。次年，Intel赫赫有名的奔騰系列發布并主力Intel占領了絕大部分PC市場，這是第五代基于CISC的üX86架構微處理器，Intel將其命名為“Pentium”。隨著Wintel聯盟壟斷，X86擁有了龐大固化的用戶群，因此兼容性方面也占據絕對優勢

2.2 RISC

(1)ARM：低功耗、低費用、小體積，高性能，定位準確，早早聚焦移動端市場授權模式早，配套IP完備;早期芯片性能無法與X86抗衡;1984年，在英國80%的學校中都配置了應用ARM處理器的電腦，風靡一時;1985年，Intel 80836發布，ARM1的性能已然無法與其爭鋒;此后ARM專注于研發以低功耗為前提的高性能芯片。

(2)MIPS：早期，MIPS芯片性能超過ARM，且功耗低于ARM 生態開放;對標Intel,但其性能和功耗并無明顯優勢，授權方式單一，且費用高于ARM，也導致其軟件生態較差，商業化較晚，且由于商業嗅覺不敏銳失去爆發的智能手機市場，1986年，MIPS推出64位處理器R2000，是MIPS架構的第一個商業實現，也是所有公司都可以使用的第一個RISC處理器。 1991年MIPS計算機系統的R4000微處理器發布，但由于商業與公司內部等多種原因在個人計算機市場幾乎沒有成功，但被廣泛用于工作站和服務器計算機。MIPS的授權模式為開放的芯片設計方案授權，其它廠商可以對方案進行修改，MIPS在整個20世紀末

都聚焦于中高端高端盒子、打印機、路由器等市場。在中高端市場，其架構的功耗優勢并不明顯。

(3)Power PC：可伸縮性好，使用靈活，早期性能優于X86芯片;能耗和散熱較X86低，高端服務器領域，可靠性、可用性、可維護性強于X86;軟件生態較X86差，高端服務器價格昂貴;1992年，Power PC架構推出，最初其是為個人計算機產品而設計。盡管在整個1990年代中期，Power PC處理器均達到或超過了最快的X86 CPU的基準測試成績，但由于Power PC面向Windows、OS/2和Sun的客戶都存在應用軟件極度缺乏的問題，所以最終并未在PC市場濺起水花。 Apple因為Power PC處理器的更高性能，在Macintosh個人電腦系列使用了Power PC處理器。2005年，處于軟件生態和能耗的綜合考慮，Apple宣布不再在其Apple Macintosh計算機中使用Power PC處理器，轉而支持Intel生產的處理器。此后，Power PC芯片主要用于交換機、網絡處理器、游戲機、高性能服務器等應用。

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