前面有提到Apple的Ax系列應用處理器核心，每個時脈週期內可以平行處理更多的指令，那為何Apple可以作到這件事？除了透過併購而來的P.A.Semi團隊有其過人之處（他們過去做PowerPC幹過的好事足以另外開一個新專題了），這也或多或少跟ARM指令集的演進有所關聯，尤其是「64位元」這個經常引起誤解的話題。
要重頭建立起對效能的判斷基準，充分理解近代高效能處理器的眾多特性，重新塑造對「電腦」的認知，絕對不可或缺。相信我，放眼在各大科技網站四處留言的科普文青和潮牌果粉，十個之中，大概找不出一個可以好好闡述「什麼是電腦」。
電腦與指令集架構
我們先來看看，什麼叫做「電腦（計算機）」和「指令集架構」，一步一步的抽絲剝繭，充分理解當代高效能處理器的基本概念與效能瓶頸，保證以下絕對不會讓你看到睡著。
先問第一個問題：「電腦（Computer，或叫計算機）」與「計算器（Calculator，像你手邊的卡西歐計算機，或手機上的小算盤程式）」，有什麼不同？
最大的相異點：電腦具備「進行條件判斷」與「變更執行流程」的能力，可依據不同的條件，執行不同的指令，作為人類用來處理訊息的工具。
我們進一步想讓電腦「泛用化（General Purpose）」，讓應用更有彈性，不限定於固定的用途，需要創造一組「指令集架構（ISA，Instruction Set Architecture）」作為電腦最基礎的「語言」，並將所謂的「運算」，轉化成一連串指令的執行細節。
講的抽象一點，指令集在電腦內扮演的角色，是軟體和硬體之間的「介面（Interface）」。
理所當然的指令集相容性
今日耳熟能詳的「計算機結構」（Computer Architecture），就是由IBM在1964年創造給S/360大型主機用的名詞，藉由表示「程式設計者可以看到並使用的指令集」，如同電腦的語言，指令集架構相同的不同電腦，可以執行相同的軟體。
這在今天看似理所當然的想法，像Intel和AMD的x86處理器，可以執行用x86指令集所撰寫出來的程式碼，然後因不同的處理器微架構的特性，在不同的應用，有著截然不同的效能表現，在當時卻是非常新奇的觀念，因為那時候每種電腦，都擁有不同的指令集，發展一臺新電腦，就需要重新撰寫軟體。可順暢執行所有軟體的處理器，對商業價值的重要性，不言可喻，這就是指令集回溯相容性的威力，同時也是最重要的「資產」。
不過近年來拜ARM此類授權IP商務模式的影響之所賜，越來越多人搞不清楚「指令集架構」和「處理器微架構（Micro Architecture）」的差別，糊里糊塗的就隨便把兩者送作堆，擠成爆漿撒尿牛丸，所以特此不厭其煩的釐清。
舉統治個人電腦市場的80x86為例，前者說穿了是「電腦的基本語言（x86指令集的歷代沿革，如i386、MMX、x86-64、SSE、AVX、AVX-512等）」，後者是「執行語言的載具（Intel和AMD一大票微架構code name，像Skylake）」，不能混為一談。
指令集與微架構互相影響
但「資產」和「包袱」往往是一體兩面，在漫長的演化之路上，指令集和微架構並非從此涇渭分明、井水不犯河水、老死不相往來，就像人類平日用來溝通的「語言」，其文法規則與邏輯結構，多少可反映出一個社會的風土習俗和「潛在規則」，一套指令集的特性及優缺點，會深深影響著微架構的發展途徑與經濟效益，兩者相互潛移默化，直接或間接反映在「產品」本身的市場競爭力，與指令集未來的擴充發展方向。畢竟處理器是要面對市場競爭的商品，身為「電腦語言」的指令集，也是會因應微架構的發展需求而進化，甚至不惜犧牲相容性，也要丟掉部份的包袱。
電腦的身體是「物理」，靈魂是「數學」，但「經濟」才是它存在的原因。假如世界上真有「計算機結構經濟學」這門學科（其實某本以計量方法為名的教科書，已經很有這樣的味道），註定將聚焦於指令集和微架構之間的互動。
那問題來了，64位元的ARM指令集，究竟帶來了哪些突破，而Apple又如何搭上這順風車，讓自家微架構甩開跟競爭對手的差距？更關鍵的是：Apple同時掌握軟體和硬體，究竟在處理器效能競爭中，扮演怎樣的角色呢？(待續)
說到指令集與微架構，你腦海中閃過的第一個是什麼？如果是我，第一個想到的是NVIDIA的Fermi架構，這也是NVIDIA大幅拉開與AMD差距的重要里程碑。(雖然當年被罵得要死)
9 則回應
文中所提的卡西歐計算機也能稱作電腦或微電腦，
只是不符合現代一般人認知與商業手法，
後文的泛用化或可解釋一切，
畢竟可以一機多用才是現代對電子產品的期許。