四⼤主流芯⽚架构(X86、ARM、RISC-V和MIPS)
⽂章⽬录
⽬前市场上主流的芯⽚架构有 X86、ARM、RISC-V和MIPS四种:
序号架构特点代表性的⼚商运营机构发明时间
x86架构和arm架构区别1X86性能⾼,速度快,兼容性好英特尔,AMD英特尔1978年
2ARM成本低,低功耗苹果,⾕歌,IBM,华为英国ARM公司1983年
3RISC-V模块化,极简,可拓展三星,英伟达,西部数据RISC-V基⾦会2014年
4MIPS简洁,优化⽅便,⾼拓展性龙芯MIPS科技公司1981年
1、X86架构
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。
2、ARM架构
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。
序号架构特点
1ARM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
2X86主要⾯向家⽤、商⽤领域,在性能和兼容性⽅⾯做得更好
3、RISC-V架构
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。
4、MIPS架构
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”。
序号架构特点
1X86英特尔和AMD的“专属”,在PC市场上独霸多年,地位不可撼动
2ARM在移动端和便捷设备上有着不可替代的优势
3MIPS在⽹关、机顶盒等市场上⾮常受欢迎
4RISC-V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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