極簡述“CPU架構(gòu)”

【摘自不同文章，例如“傳感器技術(shù)”】

中央處理單元(CPU)主要由運(yùn)算器、控制器、寄存器三部分組成，從字面意思看運(yùn)算器就是起著運(yùn)算的作用，控制器就是負(fù)責(zé)發(fā)出CPU每條指令所需要的信息，寄存器就是保存運(yùn)算或者指令的一些臨時(shí)文件，這樣可以保證更高的速度。

CPU有著處理指令、執(zhí)行操作、控制時(shí)間、處理數(shù)據(jù)四大作用，打個(gè)比喻來說，CPU就像我們的大腦，幫我們完成各種各樣的生理活動。因此如果沒有 CPU，那么電腦就是一堆廢物，無法工作。移動設(shè)備其實(shí)很復(fù)雜，這些CPU需要執(zhí)行數(shù)以百萬計(jì)的指示，才能使它向我們期待的方向運(yùn)行，而CPU的速度和功率效率是至關(guān)重要的。速度影響用戶體驗(yàn)，而效率影響電池壽命。最完美的移動設(shè)備是高性能和低功耗相結(jié)合。

CPU架構(gòu)是CPU廠商給屬于同一系列的CPU產(chǎn)品定的一個(gè)規(guī)范，主要目的是為了區(qū)分不同類型CPU的重要標(biāo)示。

在計(jì)算世界中，“體系結(jié)構(gòu)”一詞被用來描述一個(gè)抽象的機(jī)器,而不是一個(gè)具體的機(jī)器實(shí)現(xiàn)。 一般而言，一個(gè)CPU的體系結(jié)構(gòu)有一個(gè)指令集加上一些寄存器而組成。

從CPU發(fā)明到現(xiàn)在，有非常多種架構(gòu)，從我們熟悉的X86、ARM，到不太熟悉的MIPS、IA64，它們之間的差距都非常大。但是如果從最基本的邏輯角度來分類的話，它們可以被分為兩大類，即所謂的“復(fù)雜指令集”與“精簡指令集”系統(tǒng)，也就是經(jīng)?？吹降摹癈ISC”與“RISC”。

“指令集”與“體系結(jié)構(gòu)”這兩個(gè)術(shù)語是同義詞。x86、ARM、MIPS算是是目前最常見也相對最知名的處理器架構(gòu)。

RISC-V（發(fā)音為“risk-five”）是一個(gè)基于精簡指令集（RISC）原則的開源指令集架構(gòu)（ISA）。與大多數(shù)指令集相比，RISC-V指令集可以自由地用于任何目的，允許任何人設(shè)計(jì)、制造和銷售RISC-V芯片和軟件。雖然這不是第一個(gè)開源指令集，但它具有重要意義，因?yàn)槠湓O(shè)計(jì)使其適用于現(xiàn)代計(jì)算設(shè)備（如倉庫規(guī)模云計(jì)算機(jī)、高端移動電話和微小嵌入式系統(tǒng)）。設(shè)計(jì)者考慮到了這些用途中的性能與功率效率。該指令集還具有眾多支持的軟件，這解決了新指令集通常的弱點(diǎn)。