指令集架構(gòu)就像是特定的CPU的設(shè)計(jì)圖紙，它規(guī)定了這個(gè)CPU需要支持那些指令、寄存器有那些狀態(tài)以及輸入輸出模型。根據(jù)指令集結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，在CPU上通過硬件電路進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，就得到了支持該指令集的CPU。指令集就像是我們編程語(yǔ)言中的接口，只定義規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，不做具體的實(shí)現(xiàn)，同一個(gè)指令集架構(gòu)可以有多種不同的實(shí)現(xiàn)方式，但只要是基于同一指令集架構(gòu)的應(yīng)用程序可以相互移植。所以我們上層應(yīng)用只需要關(guān)注CPU的指令集架構(gòu)即可，具體的CPU實(shí)現(xiàn)由廠商去關(guān)注。

? 很多非開發(fā)的同學(xué)指令集名稱與CPU名稱分不清。這是因?yàn)橐环N CPU 只能識(shí)別一種指令集，所以很多情況下 CPU 都以其支持的指令集名稱來(lái)稱呼，比如當(dāng)我們要下載軟件時(shí)通常關(guān)注的就是指令集的名稱x86、ARM等，但是我們?cè)谫I電腦時(shí)廠商備注的卻是酷睿12代、龍芯3C5000、飛騰2000等，所以導(dǎo)致有的同學(xué)會(huì)把龍芯、飛騰、酷睿與x86、ARM搞混。這里的龍芯、飛騰、酷睿指的是CPU的名稱，名字可以有CPU的廠商來(lái)取。而x86、ARM則是指令集的名稱，基本都是由國(guó)外最早的幾家處理器廠商創(chuàng)造并命名的如：x86是美國(guó)Intel公司、ARM是英國(guó)的ARM公司。

? CPU本身只是在塊硅晶片上所集成的超大規(guī)模的集成電路，集成的晶體管數(shù)量可達(dá)到上億個(gè)，是由非常先進(jìn)復(fù)雜的制造工藝制造出來(lái)的，所以CPU的性能不僅僅受指令集的影響，相同的指令集下好的CPU廠商和差的CPU廠商制造出來(lái)的CPU性能也是天差地別的，如：蘋果自研的m1芯片，使用的就是ARM指令集，但其性能吊打很多使用ARM指令集的CPU廠商（這個(gè)不得不承認(rèn)）。

? 相信大家也知道國(guó)內(nèi)很多優(yōu)秀CPU廠商如：long xin、fei teng、kun peng等，目前只有老大哥long xin自研了LoongArch指令集。為何其他廠商都選擇走捷徑采用的國(guó)外的指令集呢？指令集的創(chuàng)造真的那么難嗎？雖然創(chuàng)造一套指令集并不容易，但也沒有到望而卻步的程度，真正難的是指令集背后的生態(tài)和推廣。就像我自己可以發(fā)明一門語(yǔ)言，語(yǔ)言本身沒什么問題，問題是我用自己發(fā)明的語(yǔ)言和別人交流，誰(shuí)聽得懂呢，誰(shuí)又愿意去學(xué)這門語(yǔ)言呢？大家都很忙，不通用的東西沒人愿意花精力去學(xué)。同一段機(jī)器指令010001110（隨便寫的)，在A指令集下這組機(jī)器語(yǔ)言可能表示賦值，在B指令集下，這組機(jī)器語(yǔ)言可能表示循環(huán)，所以相同一段源代碼，在不同指令集的編譯器下，最終呈現(xiàn)的編譯結(jié)果是不同的，雖然都是由01組成的二進(jìn)制數(shù)字，但是長(zhǎng)短和順序是不同的，所以每個(gè)指令集都要有對(duì)應(yīng)的編譯器、匯編器、解釋器（后文暫且統(tǒng)稱編譯器），編譯后的匯編語(yǔ)言和機(jī)器語(yǔ)言是不能跨指令集使用的。試想如果要自立門戶創(chuàng)造新的指令集，那有誰(shuí)愿意給它寫編譯器呢？這可不是一個(gè)小工程，他要跟著指令集的迭代而迭代，也要自己不斷的優(yōu)化迭代，需要大量的人力成本和時(shí)間成本。即使自己完成了編譯器，要知道每種指令集都有他自己的新特性以及一些特殊指令，不然也沒必要重復(fù)造輪子，如果一些軟件使用了ARM或者x86的特殊指令（一些內(nèi)嵌匯編語(yǔ)言的軟件，如：jvm的模版解釋器就使用了匯編語(yǔ)言），那這些軟件就要自己修改源代碼來(lái)適配新的指令集，軟件的開發(fā)程序員自然罵娘。所以自研指令集并不難，難的是如何推廣，讓大家用起來(lái)。這里要再吹一下老大哥long xin，long xin發(fā)布LoongArch指令集的同時(shí)，完成了針對(duì)GCC、LLVM、GoLang三大編譯器的開發(fā)，完成了針對(duì)Java、JavaScript、.NET三大虛擬機(jī)的開發(fā)，使操作系統(tǒng)廠商和應(yīng)用伙伴，可基于long xin的軟件環(huán)境，更方便地開發(fā)應(yīng)用。long xin為了能夠更好的適應(yīng)市場(chǎng)，也為了避免軟件程序員罵娘，投入巨大成本完成ARM和x86指令集的二進(jìn)制翻譯工作，使運(yùn)用了ARM和x86特性的軟件也不用修改源碼即可適配，但指令集翻譯本身只是過渡的手段，為了增加用戶群體，我相信隨著long xin的獨(dú)立軟件生態(tài)逐漸強(qiáng)大，指令集翻譯就會(huì)越來(lái)越邊緣化，成為錦上添花之舉。long xin的自研指令集也為全面國(guó)產(chǎn)化奠定了牢固的基礎(chǔ)，在此也希望國(guó)內(nèi)更多軟件廠商能給與long xin支持，待到中華騰飛日，且讓世界聽龍吟。

? 至此CPU和指令集的關(guān)系已經(jīng)講解完畢，我們?cè)谙螺d軟件時(shí)除了要選擇指令集之外，還要選擇32位還是64位如： * * * .x86_32、 * * *.x86_64，我們已經(jīng)知道了x86代表的是指令集，那32位和64位是指什么呢？

? 這里32 位和 64 位中的“位”就是bit，也叫字長(zhǎng)，是指的是cpu一次能處理的數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度（也就是寄存器的位數(shù)）。這里有一個(gè)誤區(qū)很多人一直認(rèn)為32位和64位代表的是CPU地址總線引腳的數(shù)量，因?yàn)檎勂?2位和64位CPU的不同第一個(gè)想到的就是尋址空間不同，32位CPU最大可以尋址4GB的內(nèi)存地址，64位CPU尋址范圍可以遠(yuǎn)超4GB，而地址總線的數(shù)量對(duì)應(yīng)著CPU的尋址能力（由于32位CPU地址總線引腳是32條，每根地址總線的狀態(tài)只能是高電平或低電平，也就是只能是1或0。 所以32位地址總線一共有2^{32種狀態(tài)，每種狀態(tài)代表一個(gè)內(nèi)存地址，每個(gè)內(nèi)存地址為1字節(jié)，所以2}32種狀態(tài)一共可以表示4GB的內(nèi)存地址），所以這個(gè)誤區(qū)坑騙了很多人。在Intel x86指令集架構(gòu)下的第一款CPU 80x86中，CPU是16位但地址引線卻是20條，通過將段基址寄存器中段基地址左移4位再加段內(nèi)偏移地址的方式實(shí)現(xiàn)了20位地址尋址，所以說32和64指的并不是地址總線的數(shù)量。至于為什么現(xiàn)在CPU不管是32位的還是64位其地址總線引腳數(shù)量都等于其位數(shù)，是因?yàn)楝F(xiàn)在不管是資源還是制造工藝都遠(yuǎn)勝當(dāng)年，沒必要因?yàn)閹赘刂房偩€再去做段基地址左移這種設(shè)計(jì)上的妥協(xié)，不然每次尋址前都要先做一次乘法對(duì)CPU的性能還是影響很大的。