cpu架构体系 简单总结
文章目录
- 两种指令集
-
-
四大CPU体系
-
- 1.ARM
- 2.x86系列/Atom(安腾)
- 3.MIPS系列
- 4.PowerPC系列
-
x86与ARM区别（冯诺依曼和arm）
-
两种指令集
- CISC 复杂指令集计算机
- RISC 精简指令集计算机
Arm与x86 基础概念
四大CPU体系
ARM、MIPS以及PowerPC都采用了精简指令集处理器架构设计；而X86体系则采用了复杂的指令集合设计；在这一基础之上发展出的Atom系列处理器既可以遵循标准的x86体系架构也可以采用其精简版本。
1.ARM
ARM处理器架构最初被称为进阶精简指令集机器（Advanced RISC Machine），也可称为Acorn RISC Machine。它被广泛应用在各种嵌入式系统设计中。谢益于其节能特性，在行动通信领域特别适合于行动通信领域应用，并旨在满足低功耗设计的需求。
2.x86系列/Atom(安腾)
IA被称为Intel Architecture的缩写,它涵盖了IA-32和IA-64,这两个都属于X86架构体系中
英代尔Intel最初研发生产了一种微处理器体系结构的统称。这种架构则主要支持长可变指令长度并采用CISC技术。
Intels Atom系列（开发代号：Silverthorne）是一种极低功耗处理器架构。该处理器采用45纳米制程工艺制造，在芯片上集成高达4,700万个晶体管。其二级缓存容量达到512KB，并兼容SSE3指令集以及部分型号支持VT虚拟化技术。
3.MIPS系列
作为全球范围内极具影响力的一种指令级并行（RISC）架构,MIPS具体而言,该架构基于'无内部互锁流水级的微处理器'(Microprocessor without interlocked piped stages)理念设计,并通过软件手段最大限度地消除流水线中的数据依赖性问题。该技术起源于20世纪80年代初期,由斯坦福(Stanford)大学Hennessy教授领导的研究团队开发。基于上述架构发展而来的R系列芯片组则成为全球范围内的主流产品,而这些芯片组被广泛应用于各个领域的高性能计算设备中
该芯片设计公司名为MIPS技术公司。该公司的核心创新在于采用RISC架构来开发处理器。与英特尔使用的CISC架构相比，在降低复杂度的同时显著提升了设计效率和性能表现，并能够更好地应用现代先进工艺技术以提升运算速度。作为较早推出商业级RISC架构的芯片设计先驱之一，在这一基础上其最新一代处理器采用了所有原有指令集功能并增添了更为强大的新功能以进一步优化性能和效率。为了专注于CPU开发工作MIPS公司将设计方案授权给客户以便客户能够独立进行生产制造
4.PowerPC系列
PowerPC 是一种采用精简指令集架构（RISC）的中央处理器（CPU），其核心设计直接取源于IBM（国际商用机器公司）1985年推出的IBM PowerPC 601微处理器。“POWER”标识由“Performance Optimized With Enhanced RISC”演变而来（《IBM Connect 电子报》2007年8月号）。1990年代末至20世纪初期间，在IBM(国际商用机器公司)、Apple（苹果公司）以及Motorola（摩托罗拉）等公司的共同努力下，“Power”技术逐步成熟，并成功推出了多款基于该架构的高性能多处理器系统。“可扩展性优异且设计灵活”的特点使其成为高性能计算领域的重要解决方案。
x86与ARM区别（冯诺依曼和arm）
original
现代的CPU基本上归为冯洛伊曼结构（也成普林斯顿结构）和哈佛结构。冯洛伊曼结构就是我们所说的X86架构，而哈佛结构就是ARM架构。一个广泛用于桌面端（台式/笔记本/服务器/工作站等），一个雄踞移动领域，我们的手持设备（平板\手机用的大多就是他了）。
他们的如区别如下：
一、冯洛伊曼的体系核心是：数据和指令混在一起，统一编址。区分哪些是指令和哪些是数据大致上有以下方法：
1、用寄存器和指令周期来区分数据和指令。例如：CS段（codesegment代码段）和DS段（datasegment数据段），前者CPU是认为存放的都是指令，后者CPU认为存放的都是数据；
2、通过不同的时间段来区分指令和数据，在取指阶段取出的就是指令，执行阶段取出的就是数据。这个都很好理解吧。
二、哈佛架构的核心是：数据和指令是区分开的。独立编址，就算地址一样，数据也是不一样的。
进一步探讨两个架构之间的效率差异
基于哈佛架构设计的系统中,由于取指令和存取数据分别通过各自的独立存储空间和数据传输通道进行,不同指令可以在不同时间周期内被并行处理,从而消除了数据流传输过程中的瓶颈问题,提升了整体运算效率。该架构强调了系统的总体运行速度以及在处理器配置方面的灵活性。