鳥哥的Linux私房菜--CPU種類

鳥哥的Linux私房菜--CPU種類

CPU 其實內部已經含有一些微指令，我們所使用的軟體都要經過 CPU 內部的微指

令集來達成才行。 那這些指令集的設計主要又被分為兩種設計理念，這就是目前世界上常見到的兩

種主要 CPU 架構， 分別是：精簡指令集 (RISC) 與複雜指令集 (CISC) 系統。

  精簡指令集 (Reduced Instruction Set Computer, RISC) 

這種 CPU 的設計中，微指令集較為精簡，每個指令的執行時間都很短，完成的動作也很單純，指令

的執行效能較佳； 但是若要做複雜的事情，就要由多個指令來完成。 常見的 RISC 微指令集 CPU 主

要例如甲骨文 (Oracle) 公司的 SPARC 系列、 IBM 公司的 Power Architecture (包括 PowerPC) 系

列、與安謀公司 (ARM Holdings) 的 ARM CPU 系列等。

在應用方面，SPARC CPU 的計算機常用於學術領域的大型工作站中，包括銀行金融體系的主伺服器

也都有這類的計算機架構； 至於 PowerPC 架構的應用上，例如新力(Sony)公司出產的 Play Station

3(PS3)就是使用 PowerPC 架構的 Cell 處理器； 那安謀的 ARM 呢？你常使用的各廠牌手機、PDA、

導航系統、網路裝置(交換器、路由器等)等，幾乎都是使用 ARM 架構的 CPU 喔！ 老實說，目前

世界上使用範圍最廣的 CPU 可能就是 ARM 這種架構的呢！

複雜指令集(Complex Instruction Set Computer, CISC)

與 RISC 不同的，CISC 在微指令集的每個小指令可以執行一些較低階的硬體操作，指令數目多而且

複雜， 每條指令的長度並不相同。因為指令執行較為複雜所以每條指令花費的時間較長， 但每條個

別指令可以處理的工作較為豐富。 常見的 CISC 微指令集 CPU 主要有 AMD、Intel、VIA 等的 x86 架

構的 CPU。

由於 AMD、Intel、VIA 所開發出來的 x86 架構 CPU 被大量使用於個人計算機(Personal computer)用途

上面， 因此，個人計算機常被稱為 x86 架構的計算機！那為何稱為 x86 架構(注 8)呢？ 這是因為最

早的那顆 Intel 發展出來的 CPU 代號稱為 8086，後來依此架構又開發出 80286, 80386...， 因此這種架

構的 CPU 就被稱為 x86 架構了。

在 2003 年以前由 Intel 所開發的 x86 架構 CPU 由 8 位升級到 16、32 位，後來 AMD 依此架構修改新

一代的 CPU 為 64 位， 為了區別兩者的差異，因此 64 位的個人計算機 CPU 又被統稱為 x86_64 的架

構喔！

所謂的位指的是 CPU一次資料讀取的最大量！64位CPU代表CPU一次可以讀寫64bits

這麼多的資料，32 位 CPU 則是 CPU 一次只能讀取 32 位的意思。 因為 CPU 讀取資料量有限制，因此能夠從記憶體

中讀寫的資料也就有所限制。所以，一般 32 位的 CPU 所能讀寫的最大資料量，大概就是 4GB 左右。

那麼不同的 x86 架構的 CPU 有什麼差異呢？除了 CPU 的整體結構(如第二層快取、每次運作可執行

的指令數等)之外， 主要是在於微指令集的不同。新的 x86 的 CPU 大多含有很先進的微指令集， 這

些微指令集可以加速多媒體程式的運作，也能夠加強虛擬化的效能，而且某些微指令集更能夠增加能

源效率， 讓 CPU 耗電量降低呢！由於電費越來越高，購買計算機時，除了整體的效能之外， 節能

省電的 CPU 特色也可以考慮喔！

最新的 Intel/AMD 的 x86 架構中，請查詢出多媒體、虛擬化、省電功能各有哪些重要的微指令集？(僅供參考)

答：

  多媒體微指令集：MMX, SSE, SSE2, SSE3, SSE4, AMD-3DNow!

  虛擬化微指令集：Intel-VT, AMD-SVM

  省電功能：Intel-SpeedStep, AMD-PowerNow!

  64/32 位相容技術：AMD-AMD64, Intel-EM64T

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