为什么CPU的数据路径是8的倍数？

Question

当前和通用的处理单元是8，16，32，64,128等位。为什么他们的数据路径倍数为8？这与业界以8位字节结算的事实有关吗？

PDP-7为18位。奔腾临地址总线为36位.许多amd64处理器只实现56位地址空间.

设计不好吗？数据路径或地址空间是否有任何不是2的幂(8为2**3)的缺点？

Answer 1

数据总线大小为8的倍数直接链接到8位字节.

地址总线是不同的:实现者根据需要提供尽可能多的位来访问处理器支持的所有内存。在奔腾Pro的情况下，它可以访问64 so，所以它必须有36位。

然而，如果想要拥有一个比处理器本身所能处理的更少的总物理内存，板制造商可以实现比处理器所支持的更少的位址。

操作系统软件需要能够存储这36位地址，并且几乎可以肯定地将其存储在数据结构中模块化8位！

64位处理器上的应用软件通常使用64位字来存储指针，因为它们希望独立于处理器、板、操作系统和可用(虚拟)内存对用户系统施加的实际内存限制。

Answer 2

一旦你把字节作为最小的可寻址单位，就没有什么实用的方法可以绕过8倍的数据总线了。旧的系统使用不同的体系结构，基本字大小更小，这可能主要是因为当它们出现时，内存的代价要高得多。8位是一个很好的甜头。

Answer 3

对于地址路径，您只需要使用多少位。假设您的处理器可以处理256 64 = 2^28字节的RAM，并且一次传输64字节= 2^6字节，那么您需要2^22地址和22位地址行。更容易访问的内存，或者一次传输的数据更少，您需要更多的数据。但只要足够，每一位都是好的。

对于数据路径，有两个因素:以位为单位的数据单位的大小和一次传输的单元数。很久以前，有18位，36位或60位的处理器，但是自从80‘S之后，它就有了两位，8位，16位，32位或者64位的功率。

你一次要换几个单位？如果您传输1，2，4，8，16单元，那么单元地址很容易转换成内存地址。但是假设你一次传输3个单元:要读取单元100，你必须除以3，地址行用33，然后得到三个单元99,200,101。因此，转移一些不是两种力量的单位，会使生活变得更加困难。

这就是为什么数据路径中的位数是单元中的位数(没有技术原因，而是因为每个人都这么做)，乘以2(出于技术原因)。