“每个CPU指令可以处理32位数据”的含义是什么?

第一“每个CPU指令可以处理32位数据”是一个(技术上不正确的)概括。例如(32位80x86),有一些指令(例如。 cmpxchg8b , pushad , shrd )以及整个扩展(MMX、SSE、AVX),其中一条指令可以处理超过32位的数据。

用于性能;最好将其视为“可以在固定时间内完成的工作量”或“完成固定工作量的时间”。这可以分为两个值-需要执行多少指令才能完成一定量的工作,以及在固定时间内可以执行多少指令(每秒指令数)。

现在考虑添加一对128位整数。对于32位CPU,必须将其分解为四个32位加法,可能如下所示:

    ;Do a = a + b

    mov eax,[b]
    mov ebx,[b+4]
    mov ecx,[b+8]
    mov edx,[b+12]
    add [a],eax
    adc [a+4],ebx
    adc [a+8],ecx
    adc [a+12],edx

在本例中,“需要多少指令才能完成一定量的工作”是8个指令。

使用16位CPU,您需要更多指令。例如,它可能更像这样:

    mov ax,[b]
    mov bx,[b+2]
    mov cx,[b+4]
    mov dx,[b+6]
    add [a],ax
    mov ax,[b+8]
    adc [a+2],bx
    mov bx,[b+10]
    adc [a+4],cx
    mov cx,[b+12]
    adc [a+6],dx
    mov dx,[b+14]
    add [a+8],ax
    adc [a+10],bx
    adc [a+12],cx
    adc [a+14],dx

在本例中,“需要多少指令才能完成一定量的工作”是16条指令。对于这项工作,使用相同的“每秒指令数”,16位CPU的速度将是32位CPU的一半。

使用64位CPU,这项工作只需要4条指令,可能如下所示:

    mov eax,[b]
    mov ebx,[b+8]
    add [a],eax
    adc [a+8],ebx

在这种情况下,使用相同的“每秒指令数”,64位CPU的速度将是32位CPU的两倍(和16位CPU的4倍)。

当然,高级源代码在所有情况下都是相同的——不同之处在于编译器生成的内容。

请注意,我在这里展示的(128位整数加法)是一个“好例子”-我之所以选择这一点,是因为很容易显示较大的寄存器可以减少/改进“需要执行大量工作的指令数”,从而提高性能(在相同的“每秒指令数”下)。对于不同的工作,你可能不会得到相同的改进。例如,对于使用8位整数的函数(例如。 char )“大于8位寄存器”可能根本没有帮助(在某些情况下可能会使事情变得更糟)。

一次能传输32位数据的计算机、操作系统或软件程序。对于计算机处理器(例如80386、80486和奔腾),它们是32位处理器,这意味着处理器能够处理32位二进制数(十进制数高达4294967295)。任何较大的数据,计算机都需要将数字分解为较小的部分

“单词”是变化的基本单位的大小。

这个CPU除了是一个32位CPU外,还有一个32位大小的字。如果它正在更改项目,除非使用额外的CPU周期,否则它可以更改的最大“单个”项目是一个32位值。

这并不意味着任何32位都可以用一条指令更改。但是,如果32位都是同一个字的一部分,则可以在一条指令中更改它们。