CPU是否只兼容一种指令集体系结构？

Question

我开始探索计算机架构领域。关于ISA有两个问题让我困惑。

1. 据我所知，有不同种类的ISA，如ARM、MIPS、80x86等，我不知道CPU是否只能专门读取一种ISA。例如，处理器可以同时读取80x86和MIPS。
2. 如果CPU是ISA特有的，我如何检查我的PC处理器正在使用的ISA？我能手动找出来吗？

谢谢

Answer 1

1. 所有的CPU/MCU我知道只支持单指令集. 有能力将微代码加载到一些较新的体系结构中，这些体系结构可能允许将指令集行为更改到某个点，bot强烈怀疑它是否可以使用它更改指令集。指令集和内部CPU/单片机电路具有很强的依赖性。使用可变指令集来实现通用CPU是可能的(例如使用FPGA)，但与直接DIE编码的CPU相比将非常慢。如果采用类似的模具技术，时钟速度可能只有很少的MHz。 像i80x86这样的体系结构支持可以切换到不同类型的操作的模式(16/32/64位，真实的，受保护的)，但是很难说它是不同的指令集或同一事物的子集.(透视问题)
2. 指令集的检测. 这太疯狂了。是的，可以通过程序检测您拥有哪种类型的指令集，但是所有CPU/MCU的都有不同的插脚、接口、体系结构，并且是不可互换的(即使是在同一个体系结构类中)，所以您检测指令集是没有意义的，因为您已经知道您正在为其布线的架构。 不管怎么说，检测结果会是这样的：

- have set of test programs of each supported instruction set/architecture that will set specific memory or IO to predefined state if working properly
- have watch dog cycling between all the detections and stop on first valid result.

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Answer 2

1. 是的，每种类型的CPU对于指令集来说都是独一无二的。ARM的指令集不适用于x86、SPARC等，可能会有一些重叠，但程序在体系结构之间并不兼容。
2. 根据操作系统的不同，您可以运行一些命令来查看这些信息。对于unix/Linux，uname -a将向您展示您正在运行的架构以及dmidecode。对于Windows，右键单击My Computer并选择Properties将显示您的体系结构。

例如(Windows 7)：

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对于Linux (我知道，这是一个超级老版本！)：

$ uname -a
Linux hostname 2.6.35-22-generic #33-Ubuntu SMP Sun Sep 19 20:32:27 UTC 2010 x86_64 GNU/Linux

(在本例中，架构是x86_64)，它是64位英特尔或AMD。要确定地说，您可以像我前面提到的那样运行dmidecode：

~# dmidecode |grep -i proc
Processor Information
        Type: Central Processor
        Version: AMD Opteron(tm) Processor 154
Processor Information
        Type: Central Processor
        Version: AMD Opteron(tm) Processor 154

Answer 3

如果实现了支持，它实际上可以读取任何指令集。目前大多数CPU支持两/三指令集，但由于32位/64位寻址而略有不同。

x86支持16位，32位和64位指令集，ARM支持32位，64位，拇指和拇指-2，等等。

原版Transmeta，我相信它是灵活的，并被认为是将任何指令集转换为内部集，并在本地运行它。然而，它失败了，现在没有类似的东西了。

无论如何，一旦您运行了应用程序，它就会绑定到其头中的特定指令集，因此在运行时不能更改它。嗯，ARM是个例外-它可以在完全版本和拇指版本之间切换，但是它们只是对相同的.

对于第二部分--无论是在您的OS中还是通常可以阅读它--在Linux中通过读取/proc/cpuinfo，在环境变量PROCESSOR_ARCHITECTURE上读取。