微处理器类型

向量处理器

向量处理器专为向量计算而设计。 向量是相同类型操作数的数组。 考虑以下向量

Vector A (a1, a2, a3, ......., an)
Vector B (b1, b2, b3,......., bn)
Vector C = Vector A + Vector B 
         = C(c1, c2, c3, .......,cn), where c1 = a1+ b1, c2 = a2 + b2, .....,Cn= an + bn.

向量处理器使用带有硬件方法的单个向量指令，将向量 A 和向量 B 的所有元素相加。

向量处理器的例子有

• DEC 的 VAX 9000,
• IBM 390/VF,
• CRAY Research Y-MP 系列,
• 日立的 S-810/20 等。

阵列处理器或 SIMD 处理器

阵列处理器也专为向量计算而设计。 阵列处理器和向量处理器之间的区别在于，向量处理器使用多个向量流水线，而阵列处理器使用多个处理单元并行运行。

阵列处理器包含多个 ALU。 每个 ALU 都配有本地内存。 ALU 与本地内存一起称为处理单元 (PE)。 阵列处理器是 SIMD（单指令多数据）处理器。 因此，使用单个指令，可以在数据数组上执行相同的操作，这使其适合向量计算。

图：阵列处理器或 SIMD 处理器的示意图

标量和超标量处理器

执行标量数据的处理器称为标量处理器。 最简单的标量处理器仅使用定点操作数处理整数指令。 强大的标量处理器可以处理整数和浮点数。 它在同一 CPU 芯片上包含一个整数 ALU 和一个浮点单元 (FPU)。

标量处理器可以是 RISC 处理器或 CISC 处理器.

CISC 处理器的例子有

• Intel 386、486；摩托罗拉的 68030、68040 等。

RISC 标量处理器的例子有

• Intel i860、摩托罗拉 MC8810、SUN 的 SPARC CY7C601 等。

超标量处理器具有多个流水线，并且每个时钟周期执行多条指令。

超标量处理器的例子有

• 奔腾、奔腾 Pro、奔腾 II、奔腾 III 等。

RISC 和 CISC 处理器

RISC 代表 精简指令集计算机，并且

CISC 代表 复杂指令集计算机。

微处理器的控制单元的设计有两种方法，即 -

• 硬件方法和
• 软件方法。

RISC 处理器：- 要执行一条指令，需要多个步骤。 通过处理器的控制单元，为每个步骤生成多个控制信号。 要执行每条指令，如果控制单元中有一个单独的电子电路，该电路生成所有必要的信号，则处理器控制部分的设计方法称为 RISC 设计。 这是一种硬件方法。 也称为硬连线方法。

RISC 处理器的例子有

• DEC 的 Alpha 21064、21164 和 21264 处理器；
• SUN 的 SPARC 和 ULTRA SPARC；
• PowerPC 处理器等。

CISC 处理器：- 如果控制单元包含多个微电子电路以生成一组控制信号，并且每个微电路都由微代码激活，则此设计方法称为 CISC 设计。 这是设计处理器控制单元的软件方法。

CISC 处理器的例子有

• Intel 386、486；
• 奔腾 Pro、奔腾、奔腾 II、奔腾 III、奔腾 4；
• 摩托罗拉的 68000、68020、68030、68040 等。

RISC 和 CISC 之间的区别

数字信号处理器 (DSP)

DSP 微处理器专门设计用于处理信号。 它们接收一些数字化的信号信息，对信息执行一些数学运算，并将结果提供给输出设备。 它们使用硬件实现积分、微分、复杂快速傅里叶变换等。

数字信号处理器的例子有

• 德州仪器公司的 TMS 320C25,
• 摩托罗拉 56000,
• 国家 LM 32900,
• 富士通 MBB 8764 等。

符号处理器

符号处理器专为专家系统、机器智能、基于知识的系统、模式识别、文本检索等而设计。

为人工智能执行的基本操作是

位片处理器

使用构建块开发所需字长的处理器。 基本构建块称为位片，其中构建块包括 4 位 ALU、微程序排序器、进位先行生成器等。“片”这个词之所以被使用，是因为需要使用所需数量的 ALU 和其他组件来构建 8 位、16 位或 32 位 CPU。

位片处理器的例子有

• AMD-2900、AMD 2909、AMD 2910、AMD 29300 系列，
• 德州仪器公司的 SN-74AS88XX 系列等。

Transputer

在多处理器系统中，transputer 是一种专门设计的微处理器，用作组件处理器。

Transputer 于 1980 年代后期推出。 它们构建在 VLSI 芯片上，包含处理器、内存和通信链路。 通信链路用于提供 transputer 之间的点对点连接。

Transputer 包含 FPU、片上 RAM、高速串行链路等。

Transputer 的例子有

• INMOS T414、INMOS T800 等。

其中，T414 是一款 32 位处理器，具有 2 KB 内存。 T800 是具有 4 KB 内存的 32 位 transputer 的 FPU 版本。

图形处理器

图形处理器是专为图形设计的处理器。 英特尔开发了英特尔 740-3D 图形芯片。 它针对奔腾 II PC 进行了优化，采用超流水线 3D 架构和额外的 2D 加速。 与大多数 3D 图形芯片一样，I-740 将在性能而非主流类别中销售。 它主要设计用于游戏和电影等繁重的多媒体用途。

图形处理器的例子有

• 英特尔 82786 图形协处理器
• IBM 的 8514/A,
• 德州仪器公司的 TMS34010 和 TMS34020,
• 英特尔 i860 和英特尔 i750 等。