CPU设计范式(Design Paradigms)有哪些?
CPU设计范式(Design Paradigms)有哪些?
CPU设计范式(Design Paradigms)是指导处理器架构师做出不同设计和权衡的哲学或方法论。这些范式决定了CPU的性能、功耗、复杂度、成本和应用场景。
以下是CPU主要的几种设计范式,从宏观到微观进行梳理:
一、核心指令集范式:CISC vs. RISC
这是最顶层、最根本的范式划分,决定了指令集架构(ISA)的形态。
特性 | CISC (复杂指令集计算机) | RISC (精简指令集计算机) |
---|---|---|
哲学思想 | 硬件完成复杂工作。提供功能强大的指令,使单条指令能完成复杂任务,接近高级语言操作。 | 软件完成复杂工作。提供简单、高效的指令,由编译器将复杂操作组合成多条简单指令。 |
指令特点 | 指令长度可变,格式复杂,种类多。 | 指令长度固定,格式简单,种类少。 |
操作限制 | 允许指令直接操作内存中的数据(寄存器-内存架构)。 | 强制加载/存储架构,运算指令只能操作寄存器。 |
执行周期 | 不同指令执行时钟周期数差异巨大。 | 绝大 |