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什么是IA架构服务器,又称CISC(复杂指令集)架构 80386 CPU中32位指令集在指令功能上主要做了哪些扩展...

2024-06-02m.verywind.com
复杂指令集的发展历程~

在计算机指令系统的优化发展过程中,出现过两个截然不同的优化方向:CISC技术和RISC技术。CISC是指复杂指令系统计算机(Complex Instruction Set Computer);RISC是指精简指令系统计算机(Reduced Instruction Set Computer)。这里的计算机指令系统指的是计算机的最低层的机器指令,也就是CPU能够直接识别的指令。随着计算机系统的复杂,要求计算机指令系统的构造能使计算机的整体性能更快更稳定。最初,人们采用的优化方法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,这种计算机系统就被称为复杂指令系统计算机,即Complex Instruction Set Computer,简称CISC。另一种优化方法是在20世纪80年代才发展起来的,其基本思想是尽量简化计算机指令功能,只保留那些功能简单、能在一个节拍内执行完成的指令,而把较复杂的功能用一段子程序来实现,这种计算机系统就被称为精简指令系统计算机.即Reduced Instruction Set Computer,简称RISC。RISC技术的精华就是通过简化计算机指令功能,使指令的平均执行周期减少,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。从计算机诞生以来,人们一直沿用CISC指令集方式。早期的桌面软件是按CISC设计的,并一直沿用。桌面计算机流行的x86体系结构即使用CISC。微处理器(CPU)厂商一直在走CISC的发展道路,包括Intel、AMD,还有其他一些现在已经更名的厂商,如TI(德州仪器)、Cyrix以及VIA(威盛)等。CISC架构的服务器主要以IA-32架构(IntelArchitecture,英特尔架构)为主,而且多数为中低档服务器所采用。

  (1)CISC指令集
  CISC指令集,也称为复杂指令集,英文名是CISC,(Complex Instruction Set Computer的缩写)。在CISC微处理器中,程序的各条指令是按顺序串行执行的,每条指令中的各个操作也是按顺序串行执行的。顺序执行的优点是控制简单,但计算机各部分的利用率不高,执行速度慢。其实它是英特尔生产的x86系列(也就是IA-32架构)CPU及其兼容CPU,如AMD、VIA的。即使是现在新起的X86-64(也被成AMD64)都是属于CISC的范畴。
  要知道什么是指令集还要从当今的X86架构的CPU说起。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了X87芯片,以后就将X86指令集和X87指令集统称为X86指令集。
  虽然随着CPU技术的不断发展,Intel陆续研制出更新型的i80386、i80486直到过去的PII至强、PIII至强、Pentium 3,最后到今天的Pentium 4系列、至强(不包括至强Nocona),但为了保证电脑能继续运行以往开发的各类应用程序以保护和继承丰富的软件资源,所以Intel公司所生产的所有CPU仍然继续使用X86指令集,所以它的CPU仍属于X86系列。由于Intel X86系列及其兼容CPU(如AMD Athlon MP、)都使用X86指令集,所以就形成了今天庞大的X86系列及兼容CPU阵容。x86CPU目前主要有intel的服务器CPU和AMD的服务器CPU两类。
  (2)RISC指令集
  RISC是英文“Reduced Instruction Set Computing ” 的缩写,中文意思是“精简指令集”。它是在CISC指令系统基础上发展起来的,有人对CISC机进行测试表明,各种指令的使用频度相当悬殊,最常使用的是一些比较简单的指令,它们仅占指令总数的20%,但在程序中出现的频度却占80%。复杂的指令系统必然增加微处理器的复杂性,使处理器的研制时间长,成本高。并且复杂指令需要复杂的操作,必然会降低计算机的速度。基于上述原因,20世纪80年代RISC型CPU诞生了,相对于CISC型CPU ,RISC型CPU不仅精简了指令系统,还采用了一种叫做“超标量和超流水线结构”,大大增加了并行处理能力。RISC指令集是高性能CPU的发展方向。它与传统的CISC(复杂指令集)相对。相比而言,RISC的指令格式统一,种类比较少,寻址方式也比复杂指令集少。当然处理速度就提高很多了。目前在中高档服务器中普遍采用这一指令系统的CPU,特别是高档服务器全都采用RISC指令系统的CPU。RISC指令系统更加适合高档服务器的操作系统UNIX,现在Linux也属于类似UNIX的操作系统。RISC型CPU与Intel和AMD的CPU在软件和硬件上都不兼容。
  目前,在中高档服务器中采用RISC指令的CPU主要有以下几类:PowerPC处理器、SPARC处理器、PA-RISC处理器、MIPS处理器、Alpha处理器。
  (3)IA-64
  EPIC(Explicitly Parallel Instruction Computers,精确并行指令计算机)是否是RISC和CISC体系的继承者的争论已经有很多,单以EPIC体系来说,它更像Intel的处理器迈向RISC体系的重要步骤。从理论上说,EPIC体系设计的CPU,在相同的主机配置下,处理Windows的应用软件比基于Unix下的应用软件要好得多。
  Intel采用EPIC技术的服务器CPU是安腾Itanium(开发代号即Merced)。它是64位处理器,也是IA——64系列中的第一款。微软也已开发了代号为Win64的操作系统,在软件上加以支持。在Intel采用了X86指令集之后,它又转而寻求更先进的64-bit微处理器,Intel这样做的原因是,它们想摆脱容量巨大的x86架构,从而引入精力充沛而又功能强大的指令集,于是采用EPIC指令集的IA-64架构便诞生了。IA-64 在很多方面来说,都比x86有了长足的进步。突破了传统IA32架构的许多限制,在数据的处理能力,系统的稳定性、安全性、可用性、可观理性等方面获得了突破性的提高。
  IA-64微处理器最大的缺陷是它们缺乏与x86的兼容,而Intel为了IA-64处理器能够更好地运行两个朝代的软件,它在IA-64处理器上(Itanium、Itanium2 ……)引入了x86-to-IA-64的解码器,这样就能够把x86指令翻译为IA-64指令。这个解码器并不是最有效率的解码器,也不是运行x86代码的最好途径(最好的途径是直接在x86处理器上运行x86代码),因此Itanium 和Itanium2在运行x86应用程序时候的性能非常糟糕。这也成为X86-64产生的根本原因。

  通常将采用英特尔处理器的服务器称为IA(Intel Architec-ture)架构服务器,由于该架构服务器采用了开放式体系,并且实现了工业标准化技术和得到国内外大量软硬件供应商的支持,在大批量生产的基础上,以其极高的性能价格比而在全球范围内,尤其在我国得到广泛的应用。2000年国内IA架构服务器供应商前三位是惠普、IBM、浪潮。
  10.指令集

  (1)CISC指令集

  CISC指令集,也称为复杂指令集,英文名是CISC,(Complex Instruction Set Computer的缩写)。在CISC微处理器中,程序的各条指令是按顺序串行执行的,每条指令中的各个操作也是按顺序串行执行的。顺序执行的优点是控制简单,但计算机各部分的利用率不高,执行速度慢。其实它是英特尔生产的x86系列(也就是IA-32架构)CPU及其兼容CPU,如AMD、VIA的。即使是现在新起的X86-64(也被成AMD64)都是属于CISC的范畴。

  要知道什么是指令集还要从当今的X86架构的CPU说起。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了X87芯片,以后就将X86指令集和X87指令集统称为X86指令集。

  虽然随着CPU技术的不断发展,Intel陆续研制出更新型的i80386、i80486直到过去的PII至强、PIII至强、Pentium 3,最后到今天的Pentium 4系列、至强(不包括至强Nocona),但为了保证电脑能继续运行以往开发的各类应用程序以保护和继承丰富的软件资源,所以Intel公司所生产的所有CPU仍然继续使用X86指令集,所以它的CPU仍属于X86系列。由于Intel X86系列及其兼容CPU(如AMD Athlon MP、)都使用X86指令集,所以就形成了今天庞大的X86系列及兼容CPU阵容。x86CPU目前主要有intel的服务器CPU和AMD的服务器CPU两类。

  (2)RISC指令集

  RISC是英文“Reduced Instruction Set Computing ” 的缩写,中文意思是“精简指令集”。它是在CISC指令系统基础上发展起来的,有人对CISC机进行测试表明,各种指令的使用频度相当悬殊,最常使用的是一些比较简单的指令,它们仅占指令总数的20%,但在程序中出现的频度却占80%。复杂的指令系统必然增加微处理器的复杂性,使处理器的研制时间长,成本高。并且复杂指令需要复杂的操作,必然会降低计算机的速度。基于上述原因,20世纪80年代RISC型CPU诞生了,相对于CISC型CPU ,RISC型CPU不仅精简了指令系统,还采用了一种叫做“超标量和超流水线结构”,大大增加了并行处理能力。RISC指令集是高性能CPU的发展方向。它与传统的CISC(复杂指令集)相对。相比而言,RISC的指令格式统一,种类比较少,寻址方式也比复杂指令集少。当然处理速度就提高很多了。目前在中高档服务器中普遍采用这一指令系统的CPU,特别是高档服务器全都采用RISC指令系统的CPU。RISC指令系统更加适合高档服务器的操作系统UNIX,现在Linux也属于类似UNIX的操作系统。RISC型CPU与Intel和AMD的CPU在软件和硬件上都不兼容。

  目前,在中高档服务器中采用RISC指令的CPU主要有以下几类:PowerPC处理器、SPARC处理器、PA-RISC处理器、MIPS处理器、Alpha处理器。

通常将采用英特尔处理器的服务器称为IA(Intel Architec-ture)架构服务器,由于该架构服务器采用了开放式体系,并且实现了工业标准化技术和得到国内外大量软硬件供应商的支持,在大批量生产的基础上,以其极高的性能价格比而在全球范围内,尤其在我国得到广泛的应用。2000年国内IA架构服务器供应商前三位是惠普、IBM、浪潮。
CISC的英文全称为“Complex Instruction Set Computer”,即“复杂指令系统计算机”,从计算机诞生以来,人们一直沿用CISC指令集方式。早期的桌面软件是按CISC设计的,并一直沿续到现在,所以,微处理器(CPU)厂商一直在走CISC的发展道路,包括Intel、AMD,还有其他一些现在已经更名的厂商,如TI(德州仪器)、Cyrix以及VIA(威盛)等。在CISC微处理器中,程序的各条指令是按顺序串行执行的,每条指令中的各个操作也是按顺序串行执行的。顺序执行的优点是控制简单,但计算机各部分的利用率不高,执行速度慢。CISC架构的服务器主要以IA-32架构(Intel Architecture,英特尔架构)为主,而且多数为中低档服务器所采用。

如果企业的应用都是基于NT平台的应用,那么服务器的选择基本上就定位于IA架构(CISC架构)的服务器。如果企业的应用主要是基于Linux操作系统,那么服务器的选择也是基于IA结构的服务器。如果应用必须是基于Solaris的,那么服务器只能选择SUN服务器。如果应用基于AIX(IBM的Unix操作系统)的,那么只能选择IBM Unix服务器(RISC架构服务器)。

  • 请高手帮我解释一下这些名词!
  • 答:目前,按照体系架构来区分,服务器主要分为两类:ISC(精简指令集)架构服务器:这是使用RISC芯片并且主要采用UNIX操作系统的服务器,如Sun公司的SPARC、HP公司的PA-RISC、DEC的Alpha芯片、SGI公司的MIPS等。IA架构服务器:又称CISC(复杂指令集)架构服务器,即通常所讲的PC服务器,它是基于PC机体系结构...

  • 服务器有哪些品牌?各类品牌的对比?
  • 答:通常将采用Intel(英特尔)处理器的服务器称之为IA(Intel Architecture)架构服务器,又称CISC(Complex Instruction Set Computer复杂指令集)架构服务器,由于IA架构的服务器是基于PC的体系结构,所以又把IA架构的服务器称为PC服务器。如联想的万全系列服务器,HP公司的Netserver系列服务器等。 由于该架构服务器采用了开放式...

  • 谁能告诉我什么是“服务器”。
  • 答:目前,按照体系架构来区分,服务器主要分为两类:ISC(精简指令集)架构服务器:这是使用RISC芯片并且主要采用UNIX操作系统的服务器,如Sun公司的SPARC、HP公司的PA-RISC、DEC的Alpha芯片、SGI公司的MIPS等。 IA架构服务器:又称CISC(复杂指令集)架构服务器,即通常所讲的PC服务器,它是基于PC机体系结构,使用Intel或与其...

  • 服务器的机式塔式和1U式有什么区别吗?
  • 答:通常将采用Intel(英特尔)处理器的服务器称之为IA(Intel Architecture)架构服务器,又称CISC(Complex Instruction Set Computer复杂指令集)架构服务器,由于IA架构的服务器是基于PC的体系结构,所以又把IA架构的服务器称为PC服务器。如联想的万全系列服务器,HP公司的Netserver系列服务器等。 由于该架构服务器采用了开放式...

  • 服务器和客户端的详细意思
  • 答:目前,按照体系架构来区分,服务器主要分为两类:ISC(精简指令集)架构服务器,使用RISC芯片并且主要采用UNIX操作系统的服务器,如Sun公司的SPARC、HP公司的PA-RISC、DEC的Alpha芯片、SGI公司的MIPS等。IA架构服务器,又称CISC(复杂指令集)架构服务器,即通常所讲的PC 服务器,它是基于PC机体系结构,...

  • “服务器”的准确定义?
  • 答:一部分是IA(Intel Architecture,Intel架构)架构服务器,又称CISC(Complex Instruction Set Computer复杂指令集)架构服务器,即通常我们所讲的PC服务器,它是基于PC机体系结构,使用Intel或与其兼容的处理器芯片的服务器,如联想的万全系列服务器,HP公司的Netserver系列服务器等。这类以"小、巧、稳"为特点的IA架构服务器...

  • 网站架构服务器怎么划分?
  • 答:其内容有程序架构,呈现架构,和信息架构三种表现。而步骤主要分为硬架构和软架构两步程序。网络架构是现代网络学习和发展的一个必须的基础技术。对于访问量大点的网站而言,分离单独的图片服务器和页面服务器相当必要,我们可以用lighttpd来跑图片服务器,用apache来跑页面服务器,当然也可以选择别的,甚至,...

  • 服务器有那些分类
  • 答:第N+2条指令将处在第一个处理阶段。这种指令的流水线处理方式使得CPU有并行处理指令的能力,这使处理器能够在单位时间内处理更多的指令。IA架构的服务器采用的是CISC体系结构,即复杂指令集体系结构,这种体系结构的特点是指令较长,指令的功能较强,单个指令可执行的功能较多,这样我们可以通过增加运算单元...

  • 美国服务器和香港服务器有什么区别?
  • 答:x86服务器 x86服务器:又称CISC(复杂指令集)架构服务器,即通常所讲的PC服务器,它是基于PC机体系结构,使用Intel或其它兼容x86指令集的处理器芯片和Windows操作系统的服务器。价格便宜、兼容性好、稳定性较差、安全性不算太高,主要用在中小企业和非关键业务中。按应用层次划分 按应用层次划分通常也称...

  • 路由器、交换器、服务器等有什么具体用途?
  • 答:ISC(精简指令集)架构服务器,使用RISC芯片并且主要采用UNIX操作系统的服务器,如Sun公司的SPARC、HP公司的PA-RISC、DEC的Alpha芯片、SGI公司的MIPS等。 IA架构服务器,又称CISC(复杂指令集)架构服务器,即通常所讲的PC 服务器,它是基于PC机体系结构,使用Intel或与其兼容的处理器芯片的服务器,如联想的万全系列服务器,...

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