cpu有x86系列和arm系列x86系列指令集和arm系列指令集如下:CPU内部用来指导运算和优化的硬程序我们称之为“指令集”,它是CPU能够直接识别的最底层指令,分为复杂指令集和精简指令集两种。cpu指令集详解?更多详情请大家跟着小编一起来看看吧!

cpu指令集详解

cpu指令集详解(1)

cpu有x86系列和arm系列。x86系列指令集和arm系列指令集。如下:

CPU内部用来指导运算和优化的硬程序我们称之为“指令集”,它是CPU能够直接识别的最底层指令,分为复杂指令集和精简指令集两种。复杂指令集是通过设置一些功能复杂的指令,把一些原来由软件实现的、常用的功能改用硬件的指令系统实现,以此来提高计算机的执行速度,英特尔著名的X86架构就是典型的复杂指令集产物。在计算机刚诞生,部件昂贵、主频低、运行速度慢的年代,这能极大提升处理效率,但随着复杂指令集的日趋庞杂,这种结构越来越庞大,通用性、运行速度开始变差,于是另一种思路驱动的精简指令集就诞生了。

精简指令集的思路是通过简化计算机指令功能,使指令的平均执行周期减少,把较复杂的功能用一段子程序来实现,从而提高计算机的工作主频,同时大量使用通用寄存器来提高子程序执行的速度,ARM公司(中文名称:安谋)ARM架构和Imagination Technologies公司的MIPS架构都属于这一体系。

目前流行的移动处理器中,几乎全部采用的都是ARM架构,这种精简指令集架构带来了四大优势:一是体积小、功耗低、成本低、性能强;二是大量使用寄存器且大多数数据操作都在寄存器中完成,指令执行速度更快;三是寻址方式灵活简单,执行效率高;四是指令长度固定,可通过多流水线方式提高处理效率。

ARM架构也分ARMv6、ARMv7、ARMv8等多代。基于ARMv6指令集设计出来的内核是ARM11,它被广泛用于早年的智能机上,尤其在诺基亚的塞班系统手机中特别常见。ARMv7则是新智能机时代使用最多的架构,我们熟知的Cortex-A7A8A9A15内核都是这一架构的产物。ARMv8指令集发布于2011年11月,它在ARM历史上第一次支持了64位指令集,构成了苹果2013年能首发64位处理器A9的核心基础。而如今我们常见的手机自主非自主处理器架构都基于arm指令集(除了少数的Intel核心手机为X86指令集)。

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cpu指令集详解(2)

1. X86指令集:

X86指令集是Intel为其第一块16位CPU(i8086)专门开发的,IBM1981年推出的世界第一台PC机中的CPU—i8088(i8086简化版)使用的也是X86指令,同时电脑中为提高浮点数据处理能力而增加的X87芯片系列数学协处理器则另外使用X87指令,以后就将X86指令集和X87指令集统称为X86指令集。

2. MMX指令集:

1997年Intel公司推出了多媒体扩展指令集MMX(MultiMedia eXtensions),它包括57条多媒体指令。MMX指令主要用于增强CPU对多媒体信息的处理能力,提高CPU处理3D图形、视频和音频信息的能力。

3. SSE指令集:Streaming SIMD Extensions

由于MMX指令并没有带来3D游戏性能的显著提升,所以,1999年Inter公司在Pentium III CPU产品中推出了数据流单指令序列扩展指令(SSE)。SSE兼容MMX指令,它可以通过SIMD(单指令多数据技术)和单时钟周期并行处理多个浮点来有效地提高浮点运算速度。

4. SSE2指令集:

在Pentium 4 CPU中,Inter公司开发了新指令集SSE2。这一次新开发的SSE2指令一共144条,包括浮点SIMD指令、整形SIMD指令、SIMD浮点和整形数据之间转换、数据在MMX寄存器中转换等几大部分。其中重要的改进包括引入新的数据格式,如:128位SIMD整数运算和64位双精度浮点运算等。

5. SSE3指令集:

相对于SSE2,SSE3又新增加了13条新指令,此前它们被统称为pni(prescott new instructions)。13条指令中,一条用于视频解码,两条用于线程同步,其余用于复杂的数学运算、浮点到整数转换和SIMD浮点运算。

6. SSE4指令集:

SSE4又增加了50条新的增加性能的指令,这些指令有助于编译、媒体、字符文本处理和程序指向加速。

7. 3D Now!扩展指令集:

3D Now!指令集是AMD公司1998年开发的多媒体扩展指令集,共有21条指令。针对MMX指令集没有加强浮点处理能力的弱点,重点提高了AMD公司K6系列CPU对3D图形的处理能力。由于指令有限,3D Now!指令集主要用于3D游戏,而对其他商业图形应用处理支持不足。

8. EM64T指