如今,四大主流芯片到底有何特色?

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众所周知,建房子首先要打地基、搭框架,然后是搬砖、填砖到装修等,框架是设计房子的关键。造芯片和做房子虽不同,但原理却有相似之处,首先得做的第一步就是选择架构。

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提到芯片架构,就不得不说CPU,因为架构的发明离不开它。CPU也叫中央处理器,是一块超大规模的集成电路,主要包括运算器和高速缓冲存储器及实现它们之间联系的数据、控制及状态的总线。CPU的核心是各种类型的芯片,芯片架构是造芯的第一步。目前市场上主流的芯片架构有X86、ARM、RiSC-V和MIPS四种。

四大主流芯片架构的特点

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X86是微处理器执行的计算机语言指令集,指一个intel通用计算机系列的标准编号缩写,也标识一套通用的计算机指令集合。1978年6月8日,Intel发布了新款16位微处理器“8086”,也同时开创了一个新时代:x86架构诞生了。X86指令集是美国Intel公司为其第一块16位CPU(i8086)专门开发的,美国IBM公司1981年推出的世界第一台PC机中的CPU--i8088(i8086简化版)使用的也是X86指令。

随着CPU技术的不断发展,Intel陆续研制出更新型的i80386、i80486直到今天的Pentium 4系列,但为了保证电脑能继续运行以往开发的各类应用程序以保护和继承丰富的软件资源,所以Intel公司所生产的所有CPU仍然继续使用X86指令集。

ARM架构是一个32位精简指令集处理器架构,其广泛地使用在许多嵌入式系统设计。由于节能的特点,ARM处理器非常适用于移动通讯领域,符合其主要设计目标为低耗电的特性。

如今,ARM家族占了所有32位嵌入式处理器75%的比例,使它成为占全世界最多数的32位架构之一。ARM处理器可以在很多消费性电子产品上看到,从可携式装置到电脑外设甚至在导弹的弹载计算机等军用设施中都有它的存在。

ARM和X86架构最显著的差别是使用的指令集不同。ARM主要是面向移动、低功耗领域,因此在设计上更偏重节能、能效方面。X86处理器主要面向家用、商用领域,在性能和兼容性方面做得更好。

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RiSC-V架构是基于精简指令集计算(RISC)原理建立的开放指令集架构(ISA),RISC-V是在指令集不断发展和成熟的基础上建立的全新指令。RISC-V指令集完全开源,设计简单,易于移植Unix系统,模块化设计,完整工具链,同时有大量的开源实现和流片案例,得到很多芯片公司的认可。

RiSC-V架构的起步相对较晚,但发展很快。它可以根据具体场景选择适合指令集的指令集架构。基于RISC-V指令集架构可以设计服务器CPU,家用电器cpu,工控cpu和用在比指头小的传感器中的CPU。

MIPS架构是一种采取精简指令集(RISC)的处理器架构,1981年出现,由MIPS科技公司开发并授权,它是基于一种固定长度的定期编码指令集,并采用导入/存储(load/store)数据模型。经改进,这种架构可支持高级语言的优化执行。其算术和逻辑运算采用三个操作数的形式,允许编译器优化复杂的表达式。

如今基于该架构的芯片广泛被使用在许多电子产品、网络设备、个人娱乐装置与商业装置上。最早的MIPS架构是32位,最新的版本已经变成64位。

没有所谓的“万能芯片架构”

每一种架构都有自己的优势和不足,天下并没有所谓的“万能芯片架构”。如X86架构是英特尔和AMD的“专属”,在PC市场上独霸多年,地位不可撼动;ARM的架构在移动端和便捷设备上有着不可替代的优势;MIPS架构的处理器在网关、机顶盒等市场上非常受欢迎;RiSC-V架构虽然出来不久,但在智能穿戴产品上的应用广泛,前景广阔。

ARM架构和X86架构是市场份额最大的两大架构,它们有着各自的特点和市场。目前在移动领域上ARM架构占主流,X86架构也占有一定的市场份额。X86架构由于其封闭性,相对于ARM架构成本更高,但有着更高的性能、更快的速度和兼容性。英特尔近几年也在逐步的布局移动市场,如其推出的X86架构凌动系列处理器,在速度、视频体验、兼容性等方面表现优异。

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