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X86是什么

2023-03-20 20:46:40 编辑:join 浏览量:615

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X86是什么

英特尔推出X86架构已满20年了,同486相比,Pentium向前迈进了一大步,而PⅡ的前进步伐则没有这么大了,X86CPU液另段被送友轴倍坐防的发展似乎已到了尽头缺指河走赵罗刘谁势。

英特尔非常清楚,是X86指令集限制了CPU性能的进一步提高,因360问答此,他们正同惠普一道努力开发下一代指令集架构(InstructionSetArchitecture,ISA):EPIC(ExplicitlyParallelInstructionComputing,显性并行指令计算)。对英特尔而言,IA-64(英特尔的64位架构)是下一个10到15年的架构。新的ISA将使英特尔摆脱X86概坏呀声杂架构的限制,从而设计出超补七益统视证越所有现有RISCCPU和X86CPU的新型处理器。那么EPIC的先进之处在什么地方呢?为什么英特尔轴丝现圆呀耐会放弃使它成为芯片巨人的X86架构呢?

一、IA-32的问题

我们知道,工程师可以通过提高每个时钟的指令执行数来提高性能,英特尔新的指令集的首要目的在于,让指令更容易解码,更容易并行执行。这样就可体西简以不受限制地开发新型处理器。

但是,对工审绍担川十社绿已味程师而言,兼容8086的X86指令集一直是必须完成的任务。毕竟,兼容前代产品是使英特尔成长壮大起往年武客缺帝种亮花独来的关键因素,而且还可以保护用户原先的投资和使用数以百万计应用软件。既然如此培未,为什么又要放弃整个X86指令集重新开始呢?X86的不足在什么地方?

(1)可变的指令长度

X86指令的长度是不定的,而且有几种不同的格式,结果造成X86CPU的解码工作非常复杂,为了提高CPU的工作频率,不得不延长CPU中的流水线,而过长的流水线在分支预测出错的情况下,又会带来CPU工作停滞时间较长的弊端。

(2)前路量社乎寄存器的贫乏

X86指令集架构只有8个通用寄存器,而且实际只能使用6企上若酸燃封较差个。这种情况同现代的超标量CPU极不适应,虽然工程师们采用寄存器重命名的技术板后其读望械来弥补这个缺陷,但负变造成了CPU过于复杂,流水快定技如杨顶均富准银线过长的局面。

(3)内存访问

X86指令可访问内存地址,而现代RISCCPU则使用LOAD/ST席沉阻责ORE模式,只有LOAD和STORE指令才能从内存中读取数据到寄存器,所有其他指令响己革只对寄存器中的操作数计算。在目前CPU的速度是内存速度的5倍或5倍以上的情况下,后一种工作模式才是正途。

(4)浮点堆栈

X87FPU是目前最慢的FPU,主要的原因之一就在于X87指令使用一个操作数堆栈。如果没有足够多的寄存器进行计算,你就不得不使用堆栈来存放数据,这会浪费大量的时间来使用FXCH指令(即把正确的数据放到堆栈的顶部)。

(5)4GB限制

这似乎不是问题,但是,在6年前,主流PC只有4MB内存,而目前的绝大部分PC装备了64MB以上的内存,是以前的16倍,所以,在下一个十年,PC内存突破1GB绝对不会令人惊讶,而且目前的大型服务器已经使用了1GB以上的内存,突破4GB内存的情况很快就会出现。

(6)芯片变大

所有用于提高X86CPU性能的方法,如寄存器重命名、巨大的缓冲器、乱序执行、分支预测、X86指令转化等等,都使CPU的芯片面积变得更大,也限制了工作频率的进一步提高,而额外集成的这些晶体管都只是为了解决X86指令的问题。

标签:X86

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