索龙三部曲最终指令
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为了探索能效和简化CPU架构中指令集的方法,1980年代初,人们发起了一系列项目。研究人员发现,在现实中,大多数计算机仅使用CISC计算机所提供的大量指令中的一小部分。最终,精简指令集计算机(RISC)处理器设计应运而生。RISC处理器也有一个指令集,但其中每条指令仅代表一个能耗较低的简单操作。这就使汇编语言程序员的工作变得更加复杂,但却简化了处理器的工作。利用RISC处理器和先进的RISC计算机,可以通过运行多条指令或通过将复杂工作推给编译器(而不是CPU内核)来执行复杂操作。
总结:不同架构的CPU,最终体现在CPU实现相同功能的方式不同,或者有的CPU具有其它CPU实现不了的功能,是某种架构独有的;而不同指令集实现对上层代码进行不同的翻译,对下操作不同的电路实现。
据了解,量子指令集(QIS,quantuminstructionset)**了量子芯片内最基本的逻辑操作,是连接量子软件和底层硬件的核心界面。指令集对计算机的性能至关重要,而量子计算不同于经典计算的是,其硬件和软件的研究同时处于早期并且迅速发展的阶段。这导致量子芯片设计者会从日新月异的硬件出发,探索最适合硬件原生实现的指令集,优化指令的执行时间和精度。而同时,量子软件最终需要编译到指令集上来执行,所以量子软件开发者会从软件编译和执行的效率出发来考虑指令集。量子计算机最终的效率是软件和硬件效率的乘积,这要求指令集的设计必须突破这种各自为政的模式,兼顾软硬件的性能。
猜测执行会增加能耗,因为执行了不需要的指令,并且额外消耗了恢复状态的能量。但考虑到总体上指令执行的更快,如果不需要的指令被执行得比较少,那总体能效比可能是更优的,不过现实情况是30%的指令执行最终没有被用到,降低了能效比。
CPU的工作过程是在内部时钟的控制下,循环往复进行取指令、分析指令和执行指令这三步操作,来完成一条一条的指令**动作,最终完成程序所设定的功能。