cpu主流架構(gòu)有哪些

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四大主流cpu架構(gòu)：1、X86架構(gòu)，采用CISC指令集（復(fù)雜指令集計算機），程序的各條指令是按順序串行執(zhí)行的，每條指令中的各個操作也是按順序串行執(zhí)行的。2、ARM架構(gòu)，是一個32位的精簡指令集（RISC）架構(gòu)。3、RISC-V架構(gòu)，是基于精簡指令集計算（RISC）原理建立的開放指令集架構(gòu)。4、MIPS架構(gòu)，是一種采取精簡指令集（RISC）的處理器架構(gòu)，可支持高級語言的優(yōu)化執(zhí)行。

本教程操作環(huán)境：windows7系統(tǒng)、Dell G3電腦。

中央處理器（CPU）是你智能設(shè)備的大腦。它的任務(wù)是通過執(zhí)行一系列指令來驅(qū)動你的設(shè)備，包括顯示屏、觸摸屏、調(diào)制解調(diào)器等，讓一坨塑料金屬混合物變成閃亮的智能手機或者平板電腦。

cpu架構(gòu)

CPU架構(gòu)是CPU廠商給屬于同一系列的CPU產(chǎn)品定的一個規(guī)范，主要目的是為了區(qū)分不同類型CPU的重要標(biāo)示。目前市面上的CPU分類主要分有兩大陣營，一個是intel、AMD為首的復(fù)雜指令集CPU，另一個是以IBM、ARM為首的精簡指令集CPU。兩個不同品牌的CPU，其產(chǎn)品的架構(gòu)也不相同，例如，Intel、AMD的CPU是X86架構(gòu)的，而IBM公司的CPU是PowerPC架構(gòu)，ARM公司是ARM架構(gòu)。

四大主流芯片架構(gòu)（X86、ARM、RISC、MIPS）

1、X86架構(gòu)

X86是微處理器執(zhí)行的計算機語言指令集，指一個Intel通用計算機系列的標(biāo)準(zhǔn)編號縮寫，也標(biāo)識一套通用的計算機指令集合。1978年6月8日，Intel 發(fā)布了新款16位微處理器 8086，也同時開創(chuàng)了一個新時代：X86架構(gòu)誕生了。

X86指令集是美國Intel公司為其第一塊16位CPU（i8086）專門開發(fā)的，美國IBM公司1981年推出的世界第一臺PC機中的CPU–i8088（i8086簡化版）使用的也是X86指令。

采用CISC（Complex Instruction Set Computer，復(fù)雜指令集計算機）架構(gòu)。與采用RISC不同的是，在CISC處理器中，程序的各條指令是按順序串行執(zhí)行的，每條指令中的各個操作也是按順序串行執(zhí)行的。順序執(zhí)行的優(yōu)點是控制簡單，但計算機各部分的利用率不高，執(zhí)行速度慢。

隨著CPU技術(shù)的不斷發(fā)展，Intel陸續(xù)研制出更新型的i80386、i80486直到今天的 Pentium 4系列，但為了保證電腦能繼續(xù)運行以往開發(fā)的各類應(yīng)用程序以保護和繼承豐富的軟件資源，所以Intel公司所生產(chǎn)的所有CPU仍然繼續(xù)使用X86指令集。

2、ARM架構(gòu)

ARM是高級精簡指令集的簡稱（Advanced RISC Machine），它是一個32位的精簡指令集（RISC）架構(gòu)，但也配備16位指令集，一般來講比等價32位代碼節(jié)省達35%，卻能保留32位系統(tǒng)的所有優(yōu)勢。

其廣泛地使用在許多嵌入式系統(tǒng)設(shè)計。由于節(jié)能的特點，ARM處理器非常適用于移動通訊領(lǐng)域，符合其主要設(shè)計目標(biāo)為低耗電的特性。如今，ARM家族占了所有32位嵌入式處理器75%的比例，使它成為占全世界最多數(shù)的32位架構(gòu)之一。ARM處理器可以在很多消費性電子產(chǎn)品上看到，從可攜式裝置到電腦外設(shè)甚至在導(dǎo)彈的彈載計算機等軍用設(shè)施中都有它的存在。

體積小、低功耗、低成本、高性能——ARM被廣泛應(yīng)用在嵌入式系統(tǒng)中的最重要的原因支持Thumb（16位）/ARM（32位）雙指令集，能很好的兼容8位/16位器件；大量使用寄存器，指令執(zhí)行速度更快；大多數(shù)數(shù)據(jù)操作都在寄存器中完成；尋址方式靈活簡單，執(zhí)行效率高；指令長度固定。Load_store結(jié)構(gòu)：在RISC中，所有的計算都要求在寄存器中完成。而寄存器和內(nèi)存的通信則由單獨的指令來完成。而在CSIC中，CPU是可以直接對內(nèi)存進行操作的。流水線處理方式

Ps : RISC和CISC

個人計算機也常被成為 X86 架構(gòu)計算機，因為當(dāng)前計算機大量應(yīng)用的是英特爾 X86 架構(gòu)的 CPU。X86 架構(gòu)的 CPU 采用的是復(fù)雜指令集，而當(dāng)前手機芯片采用的是精簡指令集。所謂指令集是處理器可以執(zhí)行操作的最小單元的集合，例如加減乘除就是由具體的指令來實現(xiàn)的。復(fù)雜指令集(CISC)指令數(shù)目多而且復(fù)雜，每條指令長度也不相同，指令執(zhí)行具有靈活性，單條個別指令可以處理較為豐富的工作內(nèi)容，但是帶來的問題是更多的靈活性使得 CISC 處理器資源利用率不高，就好比 5 項全能選手雖然能跑能跳，但是跟跑步專項選手相比不占優(yōu)勢。 精簡指令集(RISC)處理器就是我們所說的專項選手， 微指令集較為精簡、完成動作單一。因此單個微指令運行時間較為簡短，要完成相對復(fù)雜的操作，需要運行的微指令個數(shù)增多。

• RISC：精簡指令集處理器，Reduced Instruction Set Computer

RISC結(jié)構(gòu)簡單，選取了使用頻率高的簡單指令，指令長度固定，多為單周期指令
              在功耗、體積、價格等方面有很大優(yōu)勢，多用于嵌入式領(lǐng)域

• CISC：復(fù)雜指令集處理器

側(cè)重于硬件執(zhí)行指令的功能性，CISC指令及處理器的硬件結(jié)構(gòu)復(fù)雜
              CISC指令復(fù)雜，指令長度與周期不固定，在處理能力上有優(yōu)勢

3、RISC-V架構(gòu)

RISC-V 架構(gòu)是基于 精簡指令集計算（RISC）原理建立的開放 指令集架構(gòu)（ISA），RISC-V是在指令集不斷發(fā)展和成熟的基礎(chǔ)上建立的全新指令。RISC-V 指令集完全開源，設(shè)計簡單，易于移植Unix系統(tǒng)，模塊化設(shè)計，完整工具鏈，同時有大量的開源實現(xiàn)和流片案例，得到很多芯片公司的認可。

RISC-V 架構(gòu)的起步相對較晚，但發(fā)展很快。它可以根據(jù)具體場景選擇適合指令集的指令集架構(gòu)?；赗ISC-V 指令集架構(gòu)可以設(shè)計服務(wù)器CPU，家用電器CPU，工控CPU和用在比指頭小的傳感器中的CPU。

4、MIPS架構(gòu)

MIPS架構(gòu)（MIPS architecture，為Microprocessor without interlocked piped stages architecture的縮寫，亦為Millions of Instructions Per Second的相關(guān)語），是一種采取精簡指令集（RISC）的處理器架構(gòu)，1981年出現(xiàn)，由MIPS科技公司開發(fā)并授權(quán)，廣泛被使用在許多電子產(chǎn)品、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、個人娛樂裝置與商業(yè)裝置上。最早的MIPS架構(gòu)是32位，最新的版本已經(jīng)變成64位。

MIPS架構(gòu)是基于一種固定長度的定期編碼指令集，并采用 導(dǎo)入/存儲（Load/Store）數(shù)據(jù)模型。經(jīng)改進，這種架構(gòu)可支持高級語言的優(yōu)化執(zhí)行。其算術(shù)和邏輯運算采用三個操作數(shù)的形式，允許編譯器優(yōu)化復(fù)雜的表達式。

如今基于該架構(gòu)的芯片廣泛被使用在許多電子產(chǎn)品、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、個人娛樂裝置與商業(yè)裝置上。最早的MIPS架構(gòu)是32位，最新的版本已經(jīng)變成64位。

它的基本特點是：

• 包含大量的寄存器、指令數(shù)和字符可視的管道延時時隙

  這些特性使MIPS架構(gòu)能夠提供最高的每平方毫米性能和當(dāng)今SoC設(shè)計中最低的能耗。

注：x86是PC和服務(wù)器的主流，ARM是移動設(shè)備的主流，RISC-V可能是未來的主流。

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