芯片工程师求职题目之CPU篇(1)

 1. RISC和CISC架构有什么不同？

RISC全称是Reduced Instruction Set Computer。

CISC全称是Complex Instruction Set Computer。

RISC架构有更少的指令，且这些指令比较简单，比如固定指令长度、更少的寻址模式。CISC架构有更多的指令，且这些指令天然就比较复杂，比如可变长度的指令、更多的寻址模式。

RISC架构因为有更少的指令，在硬件实现上会更容易些，但是CISC架构需要更复杂硬件来解码和分解复杂的指令。因此，RISC比CISC更注重软件。

由于CISC有复杂的硬件支持，它比RISC需要更少的软件代码，也因此需要更少的RAM来存储程序指令。

RISC指令长度一致，在流水线CPU实现上更容易。而CISC对不同的指令需要的时钟数不一样，更难实现流水线处理。

RISC架构通过减少每条指令的周期数来提升性能，而CISC架构通过减少每个程序所需要的指令数来提升性能。

不过现在先进的计算机架构中，也有许多CISC的微架构实现会在内部先把复杂指令转成更简单的指令，再进行处理的。

2. 哈佛结构和冯诺依曼结构的区别？

冯·诺依曼架构又称作普林斯顿体系架构。冯·诺依曼架构的处理器使用同一个存储器，经由同一个总线传输。哈佛架构是一种将程序指令存储和数据存储分开的存储器结构。二者的区别就是程序空间和数据空间是否是一体的。冯·诺依曼架构数据空间和地址空间不分开，哈佛架构数据空间和地址空间是分开的。

冯诺依曼架构相对比较老，大部分现代处理器架构都是基于哈佛架构。

3. 从内存(memory)存储的角度解释大端(Big Endian)和小端(Little Endian)的概念？

大小端描述的是字节(bytes)在memory中的摆放顺序。Memory通常是按byte寻址的，在32-bit系统中，CPU主要是对32-bit或Word大小的操作数进行处理的。就拿写1个Word数据到以byte寻址的memory来举例。

如果是大端格式的话，那么Word数据里的最高字节(Most Significant byte)将会放在memory的最低地址。

如果是小端格式的话，那么Word数据里的最低字节(Least significant byte)将会放在memory的最低地址。

举个例子，如果CPU打算写1个Word为0x33221100到起始地址为0x100的memory，也就是会占用0x100-0x103地址存储空间。那么对不同的大小端格式，memory中存储的数据结构如下：

大端			小端
地址	内容		地址	内容
0x100	33		0x100	0
0x101	22		0x101	11
0x102	11		0x102	22
0x103	0		0x103	33

4. SRAM和DRAM的区别？

DRAM的全称是Dynamic Random Access Memory。它是一种数据以电荷形式存储的存储器。DRAM的每个存储单元(memory cell)是由1个晶体管和1个电容器组成的。数据就是存放在电容器里。DRAM里的电容会因泄漏而失去电荷。因此，为了维持memory里的数据，DRAM需要定期刷新。

SRAM的全称是Static Random Access Memory。它是”静态”存储器，是指只要存储器保持通电，它储存的数据就可以一直保持。通常SRAM的速度比DRAM快，因为它不需要定期刷新。SRAM的每个存储单元是由6个晶体管组成。正因为如此，SRAM的每个存储单元造价比DRAM高。

在应用上，SRAM由于速度快，通常用于缓存(Cache)。DRAM由于更高的存储单元密度，通常用于主存(Main memory)。

5. 如果计算机有512KByte的memory，那么它需要用多少地址位(address bits)才能寻址memory的每1个Byte呢？

由于总得memory大小是512KB=(2^9)*(2^10) Byte=(2^19) Byte，因此需要19bits的地址宽度。