cpu的基本指令集

指令集

1997年Intel公司推出了多媒体扩展指令集MMX（MultiMedia eXtensions），它包括57条多媒体指令。MMX指令主要用于增强CPU对多媒体信息的处理能力，提高CPU处理3D图形、视频和音频信息的能力。

SSE指令集

Streaming SIMD Extensions

由于MMX指令并没有带来3D游戏性能的显著提升，1999年Intel公司在Pentium III CPU产品中推出了数据流单指令序列扩展指令（SSE）。SSE兼容MMX 指令，它可以通过SIMD（单指令多数据技术）和单时钟周期并行处理多个浮点来有效地提高浮点运算速度。

在MMX指令集中,借用了浮点处理器的8个寄存器，这样导致了浮点运算速度降低。而在SSE指令集推出时，Intel公司在Pentium III CPU中增加了8个128位的SSE指令专用寄存器。而且SSE指令寄存器可以全速运行，保证了与浮点运算的并行性。

SSE2指令集

在Pentium 4 CPU中，Intel公司开发了新指令集SSE2。这一次新开发的SSE2指令一共144条，包括浮点SIMD指令、整形SIMD指令、SIMD浮点和整形数据之间转换、数据在MMX寄存器中转换等几大部分。其中重要的改进包括引入新的数据格式，如：128位SIMD整数运算和64位双精度浮点运算等。为了更好地利用高速缓存。另外，在Pentium 4中还新增加了几条缓存指令，允许程序员控制已经缓存过的数据。

SSE3指令集

相对于SSE2，SSE3又新增加了13条新指令，此前它们被统称为pni(prescott new instructions)。13条指令中，一条用于视频解码，两条用于线程同步，其余用于复杂的数学运算、浮点到整数转换和SIMD浮点运算。

SSE4指令集

SSE4又增加了50条新的增加性能的指令，这些指令有助于编译、媒体、字符/文本处理和程序指向加速。

SSE4指令集将作为Intel公司未来“显著视频增强”平台的一部分。该平台的其他视频增强功能还有Clear Video技术（CVT）和统一显示接口（UDI）支持等，其中前者是对ATi AVIVO技术的回应，支持高级解码、后处理和增强型3D功能。

3D Now!扩展指令集

3D Now!指令集是AMD公司1998年开发的多媒体扩展指令集，共有21条指令。针对MMX指令集没有加强浮点处理能力的弱点，重点提高了AMD公司K6系列CPU 对3D图形的处理能力。由于指令有限，3D Now!指令集主要用于3D游戏，而对其他商业图形应用处理支持不足。

X86指令集

要知道什么是指令集还要从当今的X86架构的CPU说起。X86指令集是Intel

为其第一块16位CPU(i8086)专门开发的，IBM1981年推出的世界第一台PC机中的CPU—i8088(i8086简化版)使用的也是X86指令，同时电脑中为提高浮点数据处理能力而增加的X87芯片系列数学协处理器则另外使用X87指令，以后就将X86指令集和X87指令集统称为X86指令集。虽然随着CPU技术的不断发展，Intel陆续研制出更新型的i80386、i80486直到今天，但为了保证电脑能继续运行以往开发的各类

使用X86指令集，所以它的CPU仍属于X86系列。由于Intel X86系列及其兼容CPU 都使用X86指令集，所以就形成了今天庞大的X86系列及兼容CPU阵容。

EM64T指令集

Intel公司的EM64T（Extended Memory 64 Technology）即64位内存扩展技术。该技术为服务器和工作站平台应用提供扩充的内存寻址能力，拥有更多的内存地址空

我们常说的64位指的是AMD公司出的64位CPU，而EM64T则是Intel公司按照自己的意思理解出来的64位，也就是和AMD公司的64位对应的另一种叫法。RISC指令集

reduced instruction set computer

对。相比而言，RISC的指令格式统一，种类比较少，寻址方式也比复杂指令集少。目前使用RISC指令集的体系结构主要有ARM、MIPS。

3DNow!+指令集

在原有的指令集基础上，增加到52条指令，其中包含了部分SSE指令，该指令集主要用于新型的AMD CPU上。

手机处理器和结构指令集

手机处理器/结构指令集目前，市场上有Xscale、arm、OMAP等手机微处理器，其中Xscale微处理器的系列有PXA210(代号Sabinal)/PXA25x(代号Cotulla), PXA26x 与PXA27x(代号Bulverde)等，arm的系列有ARM7、ARM9、ARM9E和ARM10等系列，OMAP有OMAP730、OMAP3630等。

OMAP系列 结构指令集: 1、定义： 指令集也称为复杂指令集，英文名是CISC，（Complex Instruction Set Computer的缩写）。在CISC微处理器中，程序的各条指令是按顺序串行执行的，每条指令中的各个操作也是按顺序串行执行的。顺序执行的优点是控制简单，但计算机各部分的利用率不高，执行速度慢。其实它是英特尔生产的x86系列（也就是IA-32架构）CPU及其兼容CPU，如AMD、VIA的。即使是现在新起的X86-64（也被成AMD64）都是属于CISC的范畴。 要知道什么是指令集还要从当今的X86架构的CPU说起。X86指令集是Intel 为其第一块16位CPU(i8086)专门开发的，IBM1981年推出的世界第一台PC 机中的CPU—i8088(i8086简化版)使用的也是X86指令，同时电脑中为提高浮点数据处理能力而增加了X87芯片，以后就将X86指令集和X87指令集统称为X86指令集。 虽然随着CPU技术的不断发展，Intel陆续研制出更新型的i80386、i80486直到过去的PII至强、PIII至强、Pentium 3，最后到今天的Pentium 4系列、至强（不包括至强Nocona），但为了保证电脑能继续运行以往开发的各类应用程序以保护和继承丰富的软件资源，所以Intel公司所生产的所有CPU仍然继续使用X86指令集，所以它的CPU仍属于X86系列。由于Intel X86系列及其兼容

cpu指令集

CPU_多媒体指令集解释 CPU依靠指令来计算和控制系统，每款CPU在设计时就规定了一系列与其硬件电路相配合的指令系统。指令的强弱也是CPU的重要指标，指令集是提高微处理器效率的最有效工具之一。从现阶段的主流体系结构讲，指令集可分为复杂指令集和精简指令集两部分，而从具体运用看，如Intel的MMX（Multi Media Extended）、SSE、 SSE2（Streaming-Single instruction multiple data-Extensions 2）和AMD的3DNow!等都是CPU的扩展指令集，分别增强了CPU的多媒体、图形图象和Internet等的处理能力。我们通常会把CPU的扩展指令集称为"CPU的指令集"。 精简指令集的运用 在最初发明计算机的数十年里，随着计算机功能日趋增大，性能日趋变强，内部元器件也越来越多，指令集日趋复杂，过于冗杂的指令严重的影响了计算机的工作效率。后来经过研究发现，在计算机中，80％程序只用到了20％的指令集，基于这一发现，RISC精简指令集被提了出来，这是计算机系统架构的一次深刻革命。RISC体系结构的基本思路是：抓住CISC 指令系统指令种类太多、指令格式不规范、寻址方式太多的缺点，通过减少指令种类、规范指令格式和简化寻址方式，方便处理器内部的并行处理，提高VLSI器件的使用效率，从而大幅度地提高处理器的性能。 RISC指令集有许多特征，其中最重要的有： 1. 指令种类少，指令格式规范：RISC指令集通常只使用一种或少数几种格式。指令长度单一（一般4个字节），并且在字边界上对齐。字段位置、特别是操作码的位置是固定的。 2. 寻址方式简化：几乎所有指令都使用寄存器寻址方式，寻址方式总数一般不超过5个。其他更为复杂的寻址方式，如间接寻址等则由软件利用简单的寻址方式来合成。 3. 大量利用寄存器间操作：RISC指令集中大多数操作都是寄存器到寄存器操作，只以简单的Load和Store操作访问内存。因此，每条指令中访问的内存地址不会超过1个，访问内存的操作不会与算术操作混在一起。 4. 简化处理器结构：使用RISC指令集，可以大大简化处理器的控制器和其他功能单元的设计，不必使用大量专用寄存器，特别是允许以硬件线路来实现指令操作，而不必像CISC 处理器那样使用微程序来实现指令操作。因此RISC处理器不必像CISC处理器那样设置微程序控制存储器，就能够快速地直接执行指令。 5. 便于使用VLSI技术：随着LSI和VLSI技术的发展，整个处理器（甚至多个处理器）都可以放在一个芯片上。RISC体系结构可以给设计单芯片处理器带来很多好处，有利于提高性能，简化VLSI芯片的设计和实现。基于VLSI技术，制造RISC处理器要比CISC处理器工作量小得多，成本也低得多。 6. 加强了处理器并行能力：RISC指令集能够非常有效地适合于采用流水线、超流水线和超标量技术，从而实现指令级并行操作，提高处理器的性能。目前常用的处理器内部并行操作技术基本上是基于RISC体系结构发展和走向成熟的。 正由于RISC体系所具有的优势，它在高端系统得到了广泛的应用，而CISC体系则在桌面系统中占据统治地位。而在如今，在桌面领域，RISC也不断渗透，预计未来，RISC将要一

CPU 指令大全

Intel SSE: SSE是指令集的简称，它包括70条指令，其中包含单指令多数据浮点计算、以及额外的SIMD整数和高速缓存控制指令。其优势包括：更高分辨率的图像浏览和处理、高质量音频、MPEG2视频、同时MPEG2加解密；语音识别占用更少CPU资源；更高精度和更快响应速度。 SSE(Streaming SIMD Extensions)是英特尔在AMD的3D Now!发布一年之后，在其 计算机芯片Pentium III中引入的指令集，是MMX的超集。AMD后来在Athlon XP中加入了对这个指令集的支持。这个指令集增加了对8个128位寄存器XMM0-XMM7的支持，每个寄存器可以存储4个单精度浮点数。使用这些寄存器的程序必须使用FXSAVE和FXRSTR指令来保持和恢复状态。但是在Pentium III对SSE的实现中，浮点数寄存器又一次被新的指令集占用了，但是这一次切换运算模式不是必要的了，只是SSE和浮点数指令不能同时进入CPU的处理线而已。 SSE2是Intel在P4的最初版本中引入的，但是AMD后来在Opteron 和Athlon 64中也加入了对它的支持。这个指令集添加了对64位双精度浮点数的支持，以及对整型数据的支持，也就是说这个指令集中所有的MMX指令都是多余的了，同时也避免了占用浮点数寄存器。这个指令集还增加了对CPU的缓存的控制指令。AMD对它的扩展增加了8个XMM寄存器，但是需要切换到64位模式(AMD64)才可以使用这些寄存器。Intel后来在其EM64T架构中也增加了对AMD64的支持。 SSE3是Intel在P4的Prescott版中引入的指令集，AMD在Athlon 64的第五个版本中也添加了对它的支持。这个指令集扩展的指令包含寄存器的局部位之间的运算，例如高位和低位之间的加减运算；浮点数到整数的转换，以及对超线程技术的支持。 SSE4指令集将给英特尔下一代平台带来“相当大的视频性能提升”。,其它视频增强技术还包括CVT（明晰视频技术）--英特尔对ATI Avivo的回应--和对UDI的支持。上述两项技术基于英特尔965芯片组。其它英特尔官方文件把CVT技术定义为：支持高级解码、拥有预处理和增强型3D 处理能力。 SSE4指令集是Conroe架构所引入的新指令集。这项原本计划应用于NetBurst微架构Tejas核心处理器之上的全新技术也随着它的夭折最终没能实现，这不能不说是个遗憾，但是SSE4指令集出现在了Conroe上又让我们看到了希望。 SSE4指令集共包括16条指令，不过虽然扣肉处理器推出已经有一些时日，但目前英特尔仍没有公布SSE4指令集的具体资料。这相当令人感到纳闷。也许英特尔是基于特殊的考虑，仅让少数合作软件厂商取得数据，只是这种作法实在很没有说服力就是了，天底下没有哪家处理器厂商，希望自己新增的指令越少人用越好。 不过，从Intel Core微架构针对SSE指令所作出的修改被称之为“Intel Advanced Digital Media Boost”技术来看，未来SSE4将更注重针对视频方面的优化，我们认为SSE4主要改进之处可能将针对英特尔的Clear Video高清视频技术及UDI接口规范提供强有力的支持。这两项技术基于965芯片组，Intel的官方把Clear Video技术定义为：支持高级解码、拥有预处理和增强型3D处理能力。值得一提的是，在SSE4中另一个重要的改进就是提供完整128位宽的SSE执行单元，一个频率周期内可执行一个128位SSE指令。Conroe中SSE的ADDPS(4D 32bit共128bit，单精度加法)、MULPS(4D 32bit共128bit，单精度乘法)和SSE2的ADDPD(2D 64bit共128bit，双精度加法)、MULPD(2D 64bit共128bit，双精度乘法)，这四条重要SSE算术指令的吞吐周期都降低到1个周期，真正做到了英特尔宣称的每个周期执行一条128位向量加法指令和一条128位向量乘法指令的能力。 可以说Conroe的向量单元已经全面引入了流水线化的设计。而支持SSE3的NetBurst微处理器架构虽然提供128位宽执行单元，但仅有一组，性能孰高孰低一目了然。更为重要的是，目前已经有相当多的软件针对SSE指令集进行了优化，其中包括2D制图、3D制图、视频播放、音频播放、文件压缩等方面，可见其应用范围相当广泛。 配合完整的128位SSE执行单元，以及庞大的执行单元数目，Conroe处理器可在一个频率周期内，同时执行128位乘法、128位加法、128位数据加载与128位数据回存，或着是4个32位单倍浮点精确度乘法与4个32位单倍浮点精确度加法运算，这将使其更利于多媒体应用。因此，SSE4指令集能够有效带来系统性能上的提升，这一代在众多测试中早已被证实。虽然其不会像当

CPU

一、CPU的内部结构与工作原理 CPU是Central Processing Unit—中央处理器的缩写，它由运算器和控制器组成，CPU的内部结构可分为控制单元，逻辑单元和存储单元三大部分。 CPU的工作原理就像一个工厂对产品的加工过程：进入工厂的原料(指令)，经过物资分配部门(控制单元)的调度分配，被送往生产线(逻辑运算单元)，生产出成品(处理后的数据)后，再存储在仓库(存储器)中，最后等着拿到市场上去卖(交由应用程序使用)。 二、CPU的相关技术参数 1.主频 主频也叫时钟频率，单位是MHz，用来表示CPU的运算速度。CPU的主频=外频×倍频系数。很多人以为认为CPU的主频指的是CPU运行的速度，实际上这个认识是很片面的。CPU的主频表示在CPU内数字脉冲信号震荡的速度，与CPU实际的运算能力是没有直接关系的。 当然，主频和实际的运算速度是有关的，但是目前还没有一个确定的公式能够实现两者之间的数值关系，而且CPU的运算速度还要看CPU的流水线的各方面的性能指标。由于主频并不直接代表运算速度，所以在一定情况下，很可能会出现主频较高的CPU实际运算速度较低的现象。因此主频仅仅是CPU性能表现的一个方面，而不代表CPU的整体性能。 2.外频 外频是CPU的基准频率，单位也是MHz。外频是CPU与主板之间同步运行的速度，而且目前的绝大部分电脑系统中外频也是内存与主板之间的同步运行的速度，在这种方式下，可以理解为CPU的外频直接与内存相连通，实现两者间的同步运行状态。外频与前端总线(FSB)频率很容易被混为一谈，下面的前端总线介绍我们谈谈两者的区别。 3.前端总线(FSB)频率 前端总线(FSB)频率(即总线频率)是直接影响CPU与内存直接数据交换速度。由于数据传输最大带宽取决于所有同时传输的数据的宽度和传输频率，即数据带宽=(总线频率×数据带宽)/8。 外频与前端总线(FSB)频率的区别：前端总线的速度指的是数据传输的速度，外频是CPU与主板之间同步运行的速度。也就是说，100MHz外频特指数字脉冲信号在每秒钟震

CPU主流技术和指令集

CPU 主流技术及指令集 引文：CPU有哪些主流技术？实际使用中对性能有怎样的影响？ Intel官网对I5-2400S spec网址： https://www.wendangku.net/doc/9215593872.html,/pr oducts/52208/Intel-Core-i5-2400S-Processor-(6M-Cache-2_50-GHz)

1. CPU主流技术 1.1.I ntel EIST SpeedStep技术，使CPU频率能在高、低两个确定的频率间切换，而且这种切换不是即时调整的，通常设置为当用电池时降为低频，而在用交流电源时恢复到高频（全速）。由于降为低频的同时也会降低电压和功耗，一方面CPU本身耗电量减少，另一方面发热量也会减少，这样还能缩减甚至完全避免使用风扇散热，进一步的节约了用电，因此能延长电池的使用时间；另一方面在用交流电的时候又能恢复为全速工作以获得最高性能。 EIST—Enhanced Intel Speed Step Technology（增强型Intel SpeedStep技术）， 与早期的SpeedStep 技术不同的是，增强型SpeedStep 技术可以动态调整CPU 频率，当CPU使用率低下或接近零的时候动态降低CPU的倍率，令其工作频率下降，从而降低电压、功耗以及发热；而一旦监测到CPU使用率很高的时候，立即恢复到原始的速率工作。 AMD的CPU有类似效果的技术，称作Power Now!（移动平台）或者Cool'n'Quiet （桌面平台）。 测试过程中若是关闭了EIST, 可用tool监测到CPU的频率会固定在标准频率，相反打开则频率会根据工作任务动态的调整频率。 1.2.I ntel Tubor boost 智能加速技术又称睿频加速技术，Turbo Boost为新一代能效管理方案，与EIST的降低主频以达到控制能耗的想法不同，Turbo Boost的主旨在于——在不超过总TDP (Thermal Design Power) 的前提下，尽量挖掘CPU的性能潜力。 它基于Nehalem架构的电源管理技术，通过分析当前CPU的负载情况，智能地完全关闭一些用不上的核心，把能源留给使用中的核心，并使它们运行在更高的频率，进一步提升性能；相反，需要多个核心时，动态开启相应的核心，智能调整频率。这样，在不影响CPU的TDP（热功耗设计）情况，能把核心工作频率调得更高。

CPU指令集浅说

许多人在选择CPU，或了解CPU性能时，常常忽略指令集这个指标，甚至认为它无关紧要的。 其实，指令集对于CPU来讲，是相当重要的。 举个常见的例子吧，有些使用老机子的人，在玩3D、视频、音频、图像、游戏等多媒体文件时，常常会感到效果不好。速度慢、卡、甚至无法处理等。这其中最重要的一个原因，就是老机子的CPU缺少先进的指令集。 本文就是力图用最通俗的语言，给非专业人士说说CPU的指令集。都是从网上学来的，纯属个人理解，绝非权威观点。由于尽量不使用那些艰涩难懂的专业术语，所以难免有不严谨之处。就当扫盲吧。 CPU指令集浅说 啥是指令集？ 我们对电脑下达的每一个命令都需要CPU根据预先设定好的某一条指令来完成。 这些预先设定好的指令是预存在CPU中的。CPU依靠外来指令“激活”自己内存的指令，来计算和操控电脑。 每款CPU在设计时就规定了一系列与电脑其它部件相配合的指令系统。 预先存储的指令越多，CPU越“聪明”。可以做的“动作”越多。预先存储的指令越先进，CPU就越高级。就好比大人脑袋里的知识多，所以比小孩聪明。 多个指令集中在一起，通常叫指令集。 基本指令集与扩展指令集 CPU都有一个基本的指令集，在基本功能方面，它们的差别并不太大。没有基本指令集的CPU，就是“傻子”一样的摆设。 为了提高CPU在某些方面的性能，就必须增加一些特殊的指令满足特殊的需求，这些新增的指令就构成了扩展指令集。也就是常说的指令集。 精简指令集与复杂指令集 不管是基本指令集还是扩展指令集，都有精简与复杂之分。 千万不要认为精简一定不如复杂。恰恰相反的是，目前的精简指令集比复杂指令集好得多。所以精简指令集基本用于中、高档服务器中。尤其是高档服务器，使用的都是精简指令集。而且，精简指令集有不断向个人电脑领域发展的趋势。 从长远上讲，精简指令集是以后高性能CPU的发展方向。预计总有一天会一统江湖。 说到这，您一定会明白一个事实，那就是，目前绝大部分个人电脑都是使用复杂指令集的。 精简指令集（RISC） 精简指令集（RISC）有人又叫“简单指令集”。它是从复杂指令集（CISC）脱胎出来的。 在使用复杂指令集（CISC）的实践中，人们发现大部分程序（大约80%）通常只使用复杂指令集（CISC）中的很少部分指令（大约20%）就能正常工作，其它的指令很少用到。于是就在这20%的常用指令的基础上，开发出了精简指令集（RISC）。 我们来看看下面复杂指令集与精简指令集的主要比较吧。

CPU指令集是什么

所谓指令集，就是CPU中用来计算和控制计算机系统的一套指令的集合，而每一种新型的CPU在设计时就规定了一系列与其他硬件电路相配合的指令系统。而指令集的先进与否，也关系到CPU的性能发挥，它也是CPU性能体现的一个重要标志。 SSE指令集 由于MMX指令并没有带来3D游戏性能的显著提升，1999年Intel公司在Pentium III CPU产品中推出了数据流单指令序列扩展指令(SSE)。SSE兼容MMX指令，它可以通过SIMD(单指令多数据技术)和单时钟周期并行处理多个浮点来有效地提高浮点运算速度。 SSE2指令集 在Pentium 4 CPU中，Intel公司开发了新指令集SSE2。这一次新开发的SSE2指令一共144条，包括浮点SIMD指令、整形SIMD指令、SIMD浮点和整形数据之间转换、数据在MMX 寄存器中转换等几大部分。 SSE3指令集 相对于SSE2，SSE3又新增加了13条新指令，此前它们被统称为pni(prescott new instructions)。13条指令中，一条用于视频解码，两条用于线程同步，其余用于复杂的数学运算、浮点到整数转换和SIMD浮点运算。 SSE4指令集 SSE4又增加了50条新的增加性能的指令，这些指令有助于编译、媒体、字符/文本处理和程序指向加速。 3D Now!扩展指令集 3D Now!指令集是AMD公司1998年开发的多媒体扩展指令集，共有21条指令。针对MMX 指令集没有加强浮点处理能力的弱点，重点提高了AMD公司K6系列CPU对3D图形的处理能力。 X86指令集 要知道什么是指令集还要从当今的X86架构的CPU说起。X86指令集是Intel为其第一块16位CPU(i8086)专门开发的，IBM1981年推出的世界第一台PC机中的CPU—i8088(i8086简化版)使用的也是X86指令，同时电脑中为提高浮点数据处理能力而增加的X87芯片系列数学协处理器则另外使用X87指令，以后就将X86指令集和X87指令集统称为X86指令集。 EM64T指令集

Cortex-M系列处理器指令集_指令集特性比较总结

Cortex-M系列处理器指令集_指令集特性比较总结 1、指令集简介大多数情况下，应用程序代码可以用C或其他高级语言编写。但是，对Cortex-M 处理器支持指令集的基本了解有助于开发者针对具体应用选择合适的Cortex-M处理器。指令集（ISA）是处理器架构的一部分，Cortex-M处理器可以分为几个架构规范。 所有的Cortex-M 处理器都支持Thumb指令集。整套Thumb指令集扩展到Thumb-2版本时变得相当大。但是，不同的Cortex-M处理器支持不同的Thumb 指令集的子集，如图3所示 2、Cortex-M0/M0+/M1指令集Cortex-M0/M0+/M1处理器基于ARMv6-M架构。这是一个只支持56条指令的小指令集，大部分指令是16位指令，如图3所示只占很小的一部分。但是，此类处理器中的寄存器和处理的数据长度是32位的。对于大多数简单的I/O控制任务和普通的数据处理，这些指令已经足够了。这么小的指令集可以用很少的电路门数来实现处理器设计，Cortex-M0 和Cortex-M0+最小配置仅仅12K门。 然而，其中的很多指令无法使用高位寄存器（R8 到R12），并且生成立即数的能力有限。这是平衡了超低功耗和性能需求的结果。 3、Cortex-M3指令集Cortex-M3处理器是基于ARMv7-M架构的处理器，支持更丰富的指令集，包括许多32位指令，这些指令可以高效的使用高位寄存器。另外，M3还支持：查表跳转指令和条件执行（使用IT指令） 硬件除法指令 乘加指令（MAC） 各种位操作指令 更丰富的指令集通过几种途径来增强性能；例如，32位Thumb指令支持了更大范围的立

cpu指令集的诞生发展分类及对处理器性能提升的作用

CPU指令集的诞生、发展、分类及对处理器性能提升的作用 SNB平台的掌上明珠最新AVX指令集A VX（Advanced Vector Extensions，高级矢量扩展）指令集借鉴了一些AMD SSE5的设计思路，进行扩展和加强，形成一套新一代的完整SIMD指令集规范。在今年4月的IDF2 01 0上，英特尔演示了A VX的应用，在两个不同平台上动态跟踪刘翔运行服上的五星红旗，结果显示，支持A VX的系统视频跟踪的用时为14秒，比不支持A VX的系统快了21秒，性能提升了6 0%以上。 有兴趣的读者可以点击观看A VX应用主题演讲视频，时间大概在第33分钟左右。英特尔A VX的新特性 英特尔A VX指令集主要在以下几个方面得到扩充和加强：·支持256位矢量计算，浮点性能最大提升2倍

·增强的数据重排，更有效存取数据 ·支持3操作数和4操作数，在矢量和标量代码中能更好使用寄存器 ·支持灵活的不对齐内存地址访问 ·支持灵活的扩展性强的VEX编码方式，可减少代码支持256位矢量计算 自1999年SSE将矢量处理能力从64位提升到128位后，SSE系列指令都只能使用128位XMM寄存器，这次A VX 将所有16个128位XMM寄存器扩充为256位的YMM寄存器，从而支持256位的矢量计算。128位的XMM寄存器扩展到256位的YMM寄存器 这意味着可以同时处理8个32bit的浮点或是一个256bit 的浮点，在写程序时可以忽略SSE 128bit的限制，直接写入一个可以进行多组操作，能够充分利用256bit数据位宽的代码，理想状态下，浮点性能最高能达到前代的2倍水平。

常见国产处理器指令集体系及来源

常见国产处理器指令集体系及来源 国产处理器取代Intel、AMD等国际公司的处理器一直是国家的战略和梦想，如今在太湖之光计算机上算是真正圆梦了，不过当初的新闻报道中笔者也看到了评论中很多人对国产处理器的批评，这个问题也是影响国产处理器发展的一个重要因素，因为生态体系的缺乏，中国发展自己的处理器也只能是摸着石头过河，这个石头就是国外已经发展的处理器指令集，但这种路线又很容易被不明真相的围观者嘲讽都用了别人的指令集了，怎么还敢叫自主产权？ 多年前龙芯处理器的架构师胡伟武博士也解释过：我们CPU也是可以做世界第一的，而且有，关键就是没法用，用户不用你。软件生态的现实决定了国产处理器不可能从0开始研发，在这方面日本80-90年代通过TRON计划研制通用OS、CPU但最终失败的例子可以说是前车之鉴，反而C919大飞机这种国际化分工合作的模式容易获得成功。 今天我们就来简单了解下国内处理器的指令集体系及技术来源。根据公开来源，笔者能找到的有代表性的国产处理器方案主要有龙芯、申威、兆芯、飞腾、宏芯以及智能手机/平板领域发展最好的海思、展讯、全志等，他们所用的架构涉及X86、ARM、MIPS、Power 及SPARC、Alpha等，如下图所示： 龙芯：血统纯正的中国芯，商业化不尽如人意龙芯并非最早的国产处理器，也不是最成功的国产处理器，但提到国产处理器，大家第一个想到的恐怕就是龙芯了，它是曝光率最高的国产处理器，而且考虑到它是中科院计算机所研发的，其血统的纯正性更容易成为国产处理器的代表。 龙芯课题组于2001年成立，不过龙芯处理器的正式诞生之日是2002年8月10日，在计算所长李国杰院士的领导下，龙芯之父胡伟武博士及其团队拿出了龙芯1号处理器，当年他还写过《我们的龙芯1号》一文介绍龙芯的研发历程，小编当年也看过这篇文章，记忆犹新的是龙芯的中文代号是狗剩，源于中国人赖名好养活的习俗，不过也可以看出团队对龙芯处理器的未来虽然有期待，但当时应该是挺担心这个项目的未来发展的，只是龙芯的

[设计]cpu指令集

[设计]cpu指令集 cpu指令集 CPU_多媒体指令集解释 CPU依靠指令来计算和控制系统，每款CPU在设计时就规定了一系列与其硬件电路相配合的指令系统。指令的强弱也是CPU的重要指标，指令集是提高微处理器效率的最有效工具之一。从现阶段的主流体系结构讲，指令集可分为复杂指令集和精简指令集两部分，而从具体运用看，如Intel的MMX(Multi Media Extended)、SSE、 SSE2(Streaming-Single instruction multiple data-Extensions 2)和AMD的3DNow!等都是CPU的扩展指令集，分别增强了CPU的多媒体、图形图象和Internet等的处理能力。我们通常会把CPU的扩展指令集称为"CPU的指令集"。 精简指令集的运用 在最初发明计算机的数十年里，随着计算机功能日趋增大，性能日趋变强，内部元器件也越来越多，指令集日趋复杂，过于冗杂的指令严重的影响了计算机的工作效率。后来经过研究发现，在计算机中，80,程序只用到了20,的指令集，基于这一发现，RISC精简指令集被提了出来，这是计算机系统架构的一次深刻革命。RISC体系结构的基本思路是:抓住CISC指令系统指令种类太多、指令格式不规范、寻址方式太多的缺点，通过减少指令种类、规范指令格式和简化寻址方式，方便处理器内部的并行处理，提高VLSI器件的使用效率，从而大幅度地提高处理器的性能。 RISC指令集有许多特征，其中最重要的有: 1. 指令种类少，指令格式规范:RISC指令集通常只使用一种或少数几种格式。指令长度单一(一般4个字节)，并且在字边界上对齐。字段位置、特别是操作码的位置是固定的。

ARM系列处理器的体系结构、指令集、处理器IP核和处理器

ARM系列处理器的体系结构、指令集、处理器IP核和处理器 0. 处理器 简单分类： cpu也叫mpu - 微处理器或者中央处理单元，是计算机控制的核心，是控制的核心，同时可作为运算的核心，当然也可有其他的运算核心帮忙. mcu也叫soc - 微控制器也叫片上系统，功能涵盖了cpu等功能，同时芯片上集成了总线、外设、DMA等控制核心，也有rom和ram等运行必须的部件，不像cpu，需要连接好外围的核心才能工作，mcu需要很少的无源元器件即可工作. cpu或者soc的开发方法，目前为止趋向于IP核的集成，比如CPU核+GPU 核+DMA核等等在一起互联，设计成处理器. 处理器太多了，同时大家基本上叫上名字的都是处理器的名字: s3c2440,s3c2410,s3c6410,at91sam9261,at91sam9263.... 厂家包括：三星，ATMEL，高通...... 1. 处理器IP核 通常说的ARM7，ARM9，ARM11等，都是处理器的IP名字，每种市面上的CPU，比如S3C2440之类的，都会对应一个处理器的IP核，这些核都是ARM 授权的。当然，ARM9之类的名字可能包括多种处理器内核，比如 ARM920T,ARM926ejs等。具体的ARM处理器IP核包括: arm2', `arm250', `arm3', `arm6', `arm60', `arm600', `arm610', `arm620', `arm7', `arm7m', `arm7d', `arm7dm', `arm7di', `arm7dmi', `arm70', `arm700', `arm700i', `arm710', `arm710c', `arm7100', `arm7500', `arm7500fe', `arm7tdmi', `arm7tdmi-s', `arm8', `strongarm', `strongarm110', `strongarm1100', `arm8', `arm810', `arm9', `arm9e', `arm920', `arm920t', `arm922t', `arm946e-s', `arm966e-s', `arm968e-s', `arm926ej-s', `arm940t', `arm9tdmi', `arm10tdmi', `arm1020t', `arm1026ej-s', `arm10e', `arm1020e', `arm1022e', `arm1136j-s', `arm1136jf-s', `mpcore',

细数一下国内自主开发CPU的公司与现状,以及它们选择的指令集流派

细数一下国内自主开发CPU的公司与现状，以及它们选择的指令集流派最近痛陈国产“芯”悲惨历史的各种文章充斥网络，各种民族主义泛滥，今天本号斗胆也评论下国产CPU为何尚未足够成功，原因很简单，那就是手气差——选错了指令集架构。 本文节选于出版书籍《手把手教你设计CPU——RISC-V处理器篇》第一章。 ISA请扛起这口锅——为什么国产CPU尚未足够成功 众所周知，芯片是我国信息产业发展的核心领域，而CPU则代表了芯片中的核心技术。在此方面，我国与发达国家相比有着明显的差距。虽然经过多年的努力，技术差距已经有了显著的缩小，但是在民用商业领域内，仍然没有看到太多国产CPU的身影。是什么原因造成国产商业CPU尚未足够成功这一现状呢？接下来，我们便细数一下国内自主开发CPU的公司与现状，以及它们选择的指令集流派。通过逐一分析其过去与现状，相信能够让读者得到答案。 MIPS系——龙芯和君正 1．龙芯 龙芯CPU由中国科学院计算技术所龙芯课题组研制，由中国科学院计算技术所授权的北京神州龙芯集成电路设计公司研发。以下是龙芯CPU芯片的相关简介。 ·龙芯1号的频率为266MHz，最早在2002年开始使用，如图1-3所示。 ·龙芯2号的频率最高为1GHz。 ·龙芯3A系列是国产商用4核处理器。最新龙芯3A3000基于中芯28nm FDSOI工艺，设计为4核64位，主频为1.5GHz，功耗仅为30W，非常适合笔记本平台。 ·龙芯3B系列是国产商用8核处理器，主频超过1GHz，支持向量运算加速，峰值计算能力达到128GFLOPS，具有很高的性能功耗比。龙芯3B系列主要用于高性能计算机、高性能服务器、数字信号处理等领域。 2．君正

cpu的基本指令集

指令集 1997年Intel公司推出了多媒体扩展指令集MMX（MultiMedia eXtensions），它包括57条多媒体指令。MMX指令主要用于增强CPU对多媒体信息的处理能力，提高CPU处理3D图形、视频和音频信息的能力。 SSE指令集 Streaming SIMD Extensions 由于MMX指令并没有带来3D游戏性能的显著提升，1999年Intel公司在Pentium III CPU产品中推出了数据流单指令序列扩展指令（SSE）。SSE兼容MMX 指令，它可以通过SIMD（单指令多数据技术）和单时钟周期并行处理多个浮点来有效地提高浮点运算速度。 在MMX指令集中,借用了浮点处理器的8个寄存器，这样导致了浮点运算速度降低。而在SSE指令集推出时，Intel公司在Pentium III CPU中增加了8个128位的SSE指令专用寄存器。而且SSE指令寄存器可以全速运行，保证了与浮点运算的并行性。 SSE2指令集 在Pentium 4 CPU中，Intel公司开发了新指令集SSE2。这一次新开发的SSE2指令一共144条，包括浮点SIMD指令、整形SIMD指令、SIMD浮点和整形数据之间转换、数据在MMX寄存器中转换等几大部分。其中重要的改进包括引入新的数据格式，如：128位SIMD整数运算和64位双精度浮点运算等。为了更好地利用高速缓存。另外，在Pentium 4中还新增加了几条缓存指令，允许程序员控制已经缓存过的数据。 SSE3指令集 相对于SSE2，SSE3又新增加了13条新指令，此前它们被统称为pni(prescott new instructions)。13条指令中，一条用于视频解码，两条用于线程同步，其余用于复杂的数学运算、浮点到整数转换和SIMD浮点运算。 SSE4指令集 SSE4又增加了50条新的增加性能的指令，这些指令有助于编译、媒体、字符/文本处理和程序指向加速。 SSE4指令集将作为Intel公司未来“显著视频增强”平台的一部分。该平台的其他视频增强功能还有Clear Video技术（CVT）和统一显示接口（UDI）支持等，其中前者是对ATi AVIVO技术的回应，支持高级解码、后处理和增强型3D功能。 3D Now!扩展指令集

CPU指令集

CPU指令集 cpu作为一台电脑中的核心，它的作用是无法替代的。而cpu本身只是在块硅晶片上所集成的超大规模的集成电路，集成的晶体管数量可达到上亿个，是由非常先进复杂的制造工艺制造出来的，拥有相当高的科技含量。 目录 CPU依靠指令来计算和控制系统，每款CPU在设计时就规定了一系列与 其硬件电路相配合的指令系统。指令的强弱也是CPU的重要指标，指令集是 提高微处理器效率的最有效工具之一。从现阶段的主流体系结构讲，指令集 可分为复杂指令集和精简指令集两部分，而从具体运用看，如Intel的MMX （Multi Media Extended）、SSE、 SSE2（Streaming-Single instruction multiple data-Extensions 2）和AMD的3DNow!等都是CPU的扩展指令集，分别增强了CPU的多媒体、图形图象和Internet等的处理能力。我们通常会 把CPU的扩展指令集称为"CPU的指令集"。 然而如此一颗精密的芯片为什么能够控制一个庞大而复杂的电脑系统呢？这就是cpu中所集成的指令集。所谓指令集，就是cpu中用来计算和控制计 算机系统的一套指令的集合，而每一种新型的cpu在设计时就规定了一系列 与其他硬件电路相配合的指令系统。而指令集的先进与否，也关系到cpu的 性能发挥，它也是cpu性能体现的一个重要标志。 再强大的处理器也需要指令集的配合才行 编辑本段 体系结构

cpu的指令集从主流的体系结构上分为精简指令集和复杂指令集，而在 普通的计算机处理器基本上是使用的复杂指令集。在计算机早期的发展过程中，cpu中的指令集是没有划分类型的，而是都将各种程序需要相配合的指 令集成到cpu中，但是随着科技的进步，计算机的功能也越来越强大，计算 机内部的元件也越来越多，而且越来越复杂，cpu的指令也相应的变得十分 复杂，而在使用过程中，并不是每一条指令都要完全被执行，在技术人员的 研究过程中发现，约有80％的程序只用到了20％的指令，而一些过于冗余的 指令严重影响到了计算机的工作效率，就这一现象，精简指令集的概念就被 提了出来。 精简指令集risc就是(reduced instruction set computing)的缩写， 而复杂指令集cisc则是(complex instruction set computing)的缩写。它 们之间的不同之处就在于risc指令集的指令数目少，而且每条指令采用相同 的字节长度，一般长度为4个字节，并且在字边界上对齐，字段位置固定， 特别是操作码的位置。而cisc指令集特点就是指令数目多而且复杂，每条指 令的长度也不相等。 在操作上，risc指令集中大多数操作都是寄存器到寄存器之间的操作， 只以简单的load(读取)和sotre(存储)操作访问内存地址。因此，每条指令 中访问的内存地址不会超过1个，指令访问内存的操作不会与算术操作混在 一起。在功能上，risc指令集也要比复杂指令集具有优势，精简指令集可以 大大简化处理器的控制器和其他功能单元的设计，不必使用大量专用寄存器，特别是允许以硬件线路来实现指令操作，从而节约的处理器的制造成本。 编辑本段 作用 而采用cisc指令集的处理器是使用微程序来实现指令操作，在执行速度 上不如risc指令集。另外，risc还加强了并行处理能力，非常适合于采用 处理器的流水线、超流水线和超标量技术，从而实现指令级并行操作，提高 处理器的性能。而且随着vlsi(very large scale integration超大规模集 成电路)技术的发展，整个处理器的核心甚至多个处理器核心都可以集成在一 个芯片上。risc指令集的体系结构可以给设计单芯多核处理器带来很多好处，有利于处理器的性能提高。 由于risc指令集自身的优势，在处理器的高端服务器领域的处理器上得 到了广泛的运用，而cisc指令集主要运用桌面领域的处理器产品中，比如 intel的pentium系列和amd的k8系列处理器。然而现在risc指令集也不 断地向桌面领域渗入，相信以后的处理器指令集会慢慢的向risc体系靠拢， 使得处理器的指令集结构更加完善，功能更为强大，技术也越来越成熟。 RISC指令集有许多特征，其中最重要的有：

CPU指令集详解

CPU指令集详解 MMX 指令集 MMX(Multi Media eXtension，多媒体扩展指令集)指令集是Intel公司于1996年推出的一项多媒体指令增强技术。MMX指令集中包括有57条多媒体指令，通过这些指令可以一次处理多个数据，在处理结果超过实际处理能力的时候也能进行正常处理，这样在软件的配合下，就可以得到更高的性能。MMX的益处在于，当时存在的操作系统不必为此而做出任何修改便可以轻松地执行MMX程序。但是，问题也比较明显，那就是MMX指令集与x87浮点运算指令不能够同时执行，必须做密集式的交错切换才可以正常执行，这种情况就势必造成整个系统运行质量的下降。 SSE指令集 SSE(Streaming SIMD Extensions，单指令多数据流扩展)指令集是Intel在Pentium III处理器中率先推出的。其实，早在PIII正式推出之前，Intel公司就曾经通过各种渠道公布过所谓的KNI(Katmai New Instruction)指令集，这个指令集也就是SSE指令集的前身，并一度被很多传媒称之为MMX指令集的下一个版本，即MMX2指令集。究其背景，原来"KNI"指令集是Intel公司最早为其下一代芯片命名的指令集名称，而所谓的"MMX2"则完全是硬件评论家们和媒体凭感觉和印象对"KNI"的评价，Intel公司从未正式发布过关于MMX2的消息。 而最终推出的SSE指令集也就是所谓胜出的"互联网SSE"指令集。SSE指令集包括了70条指令，其中包含提高3D图形运算效率的50条SIMD(单指令多数据技术)浮点运算指令、12条MMX 整数运算增强指令、8条优化内存中连续数据块传输指令。理论上这些指令对目前流行的图像处理、浮点运算、3D运算、视频处理、音频处理等诸多多媒体应用起到全面强化的作用。S SE指令与3DNow!指令彼此互不兼容，但SSE包含了3DNow!技术的绝大部分功能，只是实现的方法不同。SSE兼

关于cpu指令集

关于cpu指令集 x86, x86-64, MMX, SSE, SSE2, SSE3, SSSE3 3DNow! 所谓指令集，就是CPU中用来计算和控制计算机系统的一套指令的集合，而每一种新型的CPU在设计时就规定了一系列与其他硬件电路相配合的指令系统。而指令集的先进与否，也关系到CPU的性能发挥，它也是CPU性能体现的一个重要标志。 SSE指令集 由于MMX指令并没有带来3D游戏性能的显著提升，1999年Intel公司在Pentium III CPU产品中推出了数据流单指令序列扩展指令(SSE)。SSE兼容MMX指令，它可以通过SIMD(单指令多数据技术)和单时钟周期并行处理多个浮点来有效地提高浮点运算速度。 SSE2指令集 在Pentium 4 CPU中，Intel公司开发了新指令集SSE2。这一次新开发的SSE2指令一共144条，包括浮点SIMD指令、整形SIMD指令、SIMD浮点和整形数据之间转换、数据在MMX寄存器中转换等几大部分。 SSE3指令集 相对于SSE2，SSE3又新增加了13条新指令，此前它们被统称为pni(prescott new instructions)。13条指令中，一条用于视频解码，两条用于线程同步，其余用于复杂的数学运算、浮点到整数转换和SIMD浮点运算。 SSE4指令集 SSE4又增加了50条新的增加性能的指令，这些指令有助于编译、媒体、字符/文本处理和程序指向加速。 3D Now!扩展指令集 3D Now!指令集是AMD公司1998年开发的多媒体扩展指令集，共有21条指令。针对MMX指令集没有加强浮点处理能力的弱点，重点提高了AMD公司K6系列CPU对3D图形的处理能力。 X86指令集 要知道什么是指令集还要从当今的X86架构的CPU说起。X86指令集是Intel为其第一块16位CPU(i8086)专门开发的，IBM1981年推出的世界第一台PC机中的CPU—i8088(i8086简化版)使用的也是X86指令，同时电脑中为提高浮点数据处理能力而增加的X87芯片系列数学协处理器则另外使用X87指令，以后就将X86指令集和X87指令集统称为X86指令集。 EM64T指令集 Intel公司的EM64T(Extended Memory 64 Technology)即64位内存扩展技术。该技术为服务器和工作站平台应用提供扩充的内存寻址能力，拥有更多的内存地址空间，可带来更大的应用灵活性，特别有利于提升音频视频编辑、CAD设计等复杂工程软件及游戏软件的应用。 RISC指令集 RISC指令集是以后高性能CPU的发展方向。它与传统的CISC(复杂指令集)相对。相比而言，RISC的指令格式统一，种类比较少，寻址方式也比复杂指令集少。目前使用RISC 指令集的体系结构主要有ARM、MIPS。 3DNow!+指令集 在原有的指令集基础上，增加到52条指令，其中包含了部分SSE指令，该指令集主要用于新型的AMD CPU上。 MMX 指令集 MMX（Multi Media eXtension，多媒体扩展指令集）指令集是Intel公司于1996年推出