微處理器評估

1971年推出的第一款微處理器是4位微處理器，具有4m5KB記憶體，並有一組45條指令。在過去的50年裡，正如英特爾聯合創始人戈登·摩爾所預測的那樣，微處理器的速度每兩年翻一番。當前的微處理器可以訪問64GB記憶體。根據微處理器能夠處理的資料寬度，它們可以分為以下幾類：

• 8位
• 16位
• 32位
• 64位

指令集的大小是分類微處理器時另一個重要的考慮因素。最初，微處理器的指令集非常小，因為複雜的硬體既昂貴又難以構建。

隨著技術的進步克服了這些問題，越來越多的複雜指令被新增到微處理器中以增強其功能。然而，很快人們意識到擁有大型指令集是適得其反的，因為許多很少使用的指令都閒置在寶貴的記憶體空間中。因此，支援較小指令集的舊思想重新流行起來。

讓我們進一步瞭解基於指令集的兩種型別的微處理器。

精簡指令集計算機 (RISC)

RISC代表**精簡指令集計算機**(Reduced Instruction Set Computers)。它具有一組高度最佳化的少量指令。複雜的指令也可以使用更簡單的指令來實現，從而減小指令集的大小。RISC的設計理念包含以下要點：

• 指令數量應最少。
• 指令長度應相同。
• 應使用簡單的定址方式。
• 透過新增暫存器來減少檢索運算元的記憶體引用。

RISC架構使用的一些技術包括：

• **流水線技術** – 即使這意味著指令獲取和執行的重疊，也會獲取一系列指令。

• **單週期執行** – 大多數RISC指令只需一個CPU週期即可執行。

RISC處理器的例子包括Intel P6、Pentium 4、AMD K6和K7等。

複雜指令集計算機 (CISC)

CISC代表**複雜指令集計算機**(Complex Instruction Set Computers)。它支援數百條指令。支援CISC的計算機可以完成各種各樣的任務，使其成為個人電腦的理想選擇。以下是CISC架構的一些特點：

• 更大的指令集
• 指令長度可變
• 複雜的定址方式
• 指令執行需要多個時鐘週期
• 與更簡單的編譯器配合良好

CISC處理器的例子包括Intel 386和486、Pentium、Pentium II和III、Motorola 68000等。

顯式並行指令計算 (EPIC)

EPIC代表**顯式並行指令計算**(Explicitly Parallel Instruction Computing)。這是一種介於RISC和CISC之間的計算機架構，試圖兼顧兩者的優勢。其重要特點包括：

• 並行指令而非固定寬度
• 將編譯器的執行計劃傳達給硬體的機制
• 程式必須具有順序語義

一些EPIC處理器包括Intel IA-64、Itanium等。