CPU代表什么？有几种类型？CISC和RISC的区别介绍

2022-01-10 15:45:45 作者：C-C 2475

1 CPU是什么

CPU即中央处理器，全称是Central Processing Unit，作为计算机运算和控制核心，主要功能是完成执行计算机指令和对数据的处理，CPU与内部存储器、输入/输出设备被认为是电子计算机三大核心部件。CPU有控制单元(Control Unit)、运算单元(Arithmetic/Logic Unit)、存储单元(Registers、Cache)、寄存器(Registers)等几大结构，其作用如下，控制单元(Control Unit)是CPU的控制中心，负责将存储器中的数据发送至运算单元并将运算后的结果存回到存储器中，其一切行为均来自于指令。运算单元(Arithmetic/Logic Unit)能够执行算术运算和逻辑运算，执行的是控制单元的命令。存储单元(Registers、Cache)是CPU中数据暂时存储的位置，其中寄存有待处理或者处理完的数据。寄存器(Registers)较内存相比，可以减少CPU访问数据的时间，也可以减少CPU访问内存的次数，有助于提高CPU的工作速度。

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2 CPU架构及类型

常见的CPU架构主要分为CISC(复杂指令集)和 RISC(精简指令集)两种，不同架构下有不同的类型

2.1 CISC

(1)X86：高性能，早早占领个人计算机市场，产业化规模大，但高功耗。Intel和AMD在提升芯片性能上做出了持续得努力，此类CPU在性能方面占据优势。1992年，此时Intel旗下的80386和80486占据了大部分PC市场。次年，Intel赫赫有名的奔腾系列发布并主力Intel占领了绝大部分PC市场，这是第五代基于CISC的üX86架构微处理器，Intel将其命名为“Pentium”。随着Wintel联盟垄断，X86拥有了庞大固化的用户群，因此兼容性方面也占据绝对优势

2.2 RISC

(1)ARM：低功耗、低费用、小体积，高性能，定位准确，早早聚焦移动端市场授权模式早，配套IP完备;早期芯片性能无法与X86抗衡;1984年，在英国80%的学校中都配置了应用ARM处理器的电脑，风靡一时;1985年，Intel 80836发布，ARM1的性能已然无法与其争锋;此后ARM专注于研发以低功耗为前提的高性能芯片。

(2)MIPS：早期，MIPS芯片性能超过ARM，且功耗低于ARM 生态开放;对标Intel,但其性能和功耗并无明显优势，授权方式单一，且费用高于ARM，也导致其软件生态较差，商业化较晚，且由于商业嗅觉不敏锐失去爆发的智能手机市场，1986年，MIPS推出64位处理器R2000，是MIPS架构的第一个商业实现，也是所有公司都可以使用的第一个RISC处理器。 1991年MIPS计算机系统的R4000微处理器发布，但由于商业与公司内部等多种原因在个人计算机市场几乎没有成功，但被广泛用于工作站和服务器计算机。MIPS的授权模式为开放的芯片设计方案授权，其它厂商可以对方案进行修改，MIPS在整个20世纪末

都聚焦于中高端高端盒子、打印机、路由器等市场。在中高端市场，其架构的功耗优势并不明显。

(3)Power PC：可伸缩性好，使用灵活，早期性能优于X86芯片;能耗和散热较X86低，高端服务器领域，可靠性、可用性、可维护性强于X86;软件生态较X86差，高端服务器价格昂贵;1992年，Power PC架构推出，最初其是为个人计算机产品而设计。尽管在整个1990年代中期，Power PC处理器均达到或超过了最快的X86 CPU的基准测试成绩，但由于Power PC面向Windows、OS/2和Sun的客户都存在应用软件极度缺乏的问题，所以最终并未在PC市场溅起水花。 Apple因为Power PC处理器的更高性能，在Macintosh个人电脑系列使用了Power PC处理器。2005年，处于软件生态和能耗的综合考虑，Apple宣布不再在其Apple Macintosh计算机中使用Power PC处理器，转而支持Intel生产的处理器。此后，Power PC芯片主要用于交换机、网络处理器、游戏机、高性能服务器等应用。

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