Đánh giá bộ vi xử lý

Bộ vi xử lý đầu tiên được giới thiệu vào năm 1971 là bộ vi xử lý 4 bit với bộ nhớ 4m5KB và có một bộ 45 lệnh. Trong 5 thập kỷ qua, tốc độ vi xử lý đã tăng gấp đôi sau mỗi hai năm, theo dự đoán của Gordon Moore, đồng sáng lập Intel. Các bộ vi xử lý hiện tại có thể truy cập bộ nhớ 64 GB. Tùy thuộc vào độ rộng của dữ liệu mà bộ vi xử lý có thể xử lý, chúng thuộc các loại sau:

8-bit
16-bit
32-bit
64-bit

Kích thước của tập lệnh là một yếu tố quan trọng khác cần xem xét khi phân loại bộ vi xử lý. Ban đầu, bộ vi xử lý có tập lệnh rất nhỏ vì phần cứng phức tạp đắt tiền cũng như khó chế tạo.

Khi công nghệ phát triển để khắc phục những vấn đề này, ngày càng có nhiều lệnh phức tạp được thêm vào để tăng chức năng của bộ vi xử lý. Tuy nhiên, ngay sau đó người ta nhận ra rằng việc có các tập lệnh lớn sẽ phản tác dụng vì nhiều lệnh hiếm khi được sử dụng sẽ không hoạt động trên không gian bộ nhớ quý giá. Vì vậy, trường phái tư tưởng cũ ủng hộ các bộ hướng dẫn nhỏ hơn đã trở nên phổ biến.

Hãy để chúng tôi tìm hiểu thêm về hai loại vi xử lý dựa trên tập lệnh của chúng.

RISC

RISC là viết tắt của Reduced Instruction Set Computers. Nó có một tập hợp nhỏ các hướng dẫn được tối ưu hóa cao. Lệnh phức tạp cũng được thực hiện bằng cách sử dụng các lệnh đơn giản hơn, giảm kích thước của tập lệnh. Triết lý thiết kế cho RISC kết hợp những điểm nổi bật sau:

Số lượng hướng dẫn phải là tối thiểu.
Các hướng dẫn phải có cùng độ dài.
Các chế độ địa chỉ đơn giản nên được sử dụng
Giảm tham chiếu bộ nhớ để truy xuất toán hạng bằng cách thêm các thanh ghi

Một số kỹ thuật được sử dụng bởi kiến trúc RISC bao gồm:

Pipelining- Một chuỗi hướng dẫn được tìm nạp ngay cả khi nó có nghĩa là chồng chéo các lệnh trong tìm nạp và thực thi.
Single cycle execution - Hầu hết các lệnh RISC cần một chu kỳ CPU để thực thi.

Ví dụ về bộ xử lý RISC là Intel P6, Pentium4, AMD K6 và K7, v.v.

CISC

CISC là viết tắt của Complex Instruction Set Computers. Nó hỗ trợ hàng trăm hướng dẫn. Các máy tính hỗ trợ CISC có thể thực hiện nhiều nhiệm vụ khác nhau, làm cho chúng trở nên lý tưởng cho máy tính cá nhân. Đây là một số đặc điểm của kiến trúc CISC -

Bộ hướng dẫn lớn hơn
Hướng dẫn có độ dài thay đổi
Các chế độ địa chỉ phức tạp
Hướng dẫn mất nhiều hơn một chu kỳ đồng hồ
Hoạt động tốt với các trình biên dịch đơn giản hơn

Ví dụ về bộ xử lý CISC là Intel 386 & 486, Pentium, Pentium II và III, Motorola 68000, v.v.

SỬ THI

EPIC là viết tắt của Explicitly Parallel Instruction Computing. Đây là một kiến trúc máy tính giao thoa giữa RISC và CISC, cố gắng cung cấp những gì tốt nhất của cả hai. Các tính năng quan trọng của nó bao gồm:

Hướng dẫn song song thay vì chiều rộng cố định
Cơ chế giao tiếp kế hoạch thực thi của trình biên dịch với phần cứng
Các chương trình phải có ngữ nghĩa tuần tự

Một số bộ xử lý EPIC là Intel IA-64, Itanium, v.v.