1.1.1 ISA-CPU的灵魂

  • 指令集：指令的集合
  • 指令集架构：可以理解为设计图纸，需要按照指令集架构对处理器进行实现。具体的实现方案称为微架构。
  • 不同的微架构实现的处理器可能性能和成本存在差异，但是软件无需做任何更改便可以运行在按照统一指令集实现的处理器上。
  • 指令集架构分割开了软件世界和硬件世界，其定义了支持的数据类型、存储器。寄存器。寻址模式等信息供程序员参考，而不必深入更底层。
  • 指令集架构才是区分不同CPU的标准。

1.1.2 CISC与RISC

  • CISC：复杂指令集。早期为了节省硬件开销，喜欢一个功能最好用一条指令执行完。
  • RISC：精简指令集。将指令化简，复杂的功能可以用不同的指令组合进行实现。

1.1.3 32位于64位

  • 处理器架构的位数指的是通用寄存器的宽度，代表寻址范围的大小和数据运算能力的强弱。32位通用寄存器寻址范围2的32次方，即4GB寻址空间。
  • 处理器指令集架构宽度与指令编码长度无关。

1.1.4 ISA众生相

介绍性内容

1.1.5 CPU领域之分

处理器应用主要分为服务器领域、PC领域和嵌入式领域

  • 服务器领域：目前x86一家独大
  • PC领域：由于windows与intel强强联合，x86具有垄断地位
  • 嵌入式领域：移动嵌入式如手机平板等，主要是cortex-A系列处理器。实时嵌入式领域也以ARM为主。深耕嵌入式领域，要求低功耗、低成本、高能效，cortex-M占大部分市场份额。

1.2.1 MIPS系—龙芯和君正

介绍性内容

1.2.2 x86系—北大众志、兆芯、海光

介绍性内容

1.2.3 Power系—中晟宏芯

1.2.4 Alpha系—申威

1.2.5 Arm系—飞腾、海思、展讯、华芯通

这几家不使用Arm现成IP，而是获得ARM架构进行处理器核研发。

1.2.6 背锅侠ISA

RISC-V，CPU界的linux

1.3

1.4

  • Cortex-A：面向性能密集型系统的应用处理器核
  • Cortex-R：面向实时应用的高性能核
  • Cortex-M：面向各类嵌入式应用的微控制器核

1.5-1.7

未来可期