ARM、Intel、MIPS处理器啥区别?看完全懂了【转】

作者: 产品中心  发布:2019-09-27

关于复杂指令集与精简指令集的竞争历史可以单独写一本书,我们这里略过很多和今天无关的内容,简单的做个总结式介绍,复杂指令集今天的代表是Intel的x86系统,因为复杂,所以可以做很多高级的命令,但执行的效率偏低,且不易控制功耗;精简指令集则刚好相反,它尽量控制指令的种类数量,排除那些使用率较低的指令,甚至固定了指令的长度,因此效率高,功耗低。但在处理长指令时需要进行分割。它的代表便是ARM。

复杂指令集的指令描述某个意图,但是处理器必须执行3或4个更简单的指令来实现这个意图。例如,可以命令一个复杂指令集处理器对2个数求和,并把结果存入主内存中。为了完成这个命令,处理器首先从地址1中取得第一个数(操作1),然后从地址2中取得另一个数(操作2),然后求和(操作3),等等。

但三百六十行,行行出状元。画图画到极致,那也是天下无敌的。ARM凭借在精简指令集阵营里不断的努力,最终成为了低功耗、高效率处理器市场的设计大师。据最新的市场估算,智能手机里采用ARM架构的处理器比例可能达到90%。

所有的现代处理器都使用一种所谓微指令的概念,这是一个处理器内部的指令集合,用来描述处理器可以做的原子操作。

序曲:这个江湖其实是有秩序的

每种Atom片上系统,Intel仅提供一种方案,而ARM以及芯片合作伙伴提供的芯片则有多种方案可以配置。

手机处理器芯片正在越来越成为一个高性能中心,提供超级动力并尽全力控制功耗。除非拆机,否则你看不见它,但它的影响无处不在……

图片 1

要让小方块执行任务,需要用一种它可以听得懂的语言,那就是指令集。小方块就听它的,所以,它最牛。

中央处理器(CPU)是你智能设备的大脑。它的任务是通过执行一系列指令来驱动你的设备,包括显示屏、触摸屏、调制解调器等,让一坨塑料金属混合物变成闪亮的智能手机或者平板电脑。

阵营:授权带来的盟主之路

图片 2

和笑傲江湖里的故事设定不同,芯片领域,越靠近底层的地位反而越高。从直观很容易理解,手机芯片的最基本应该是一个实体的小方块。小方块里面,藏着人类最闪亮的智慧结晶。

IA64项目并不算得上成功,现如今基本被放弃了。Intel最终采用了AMD64。Intel当前给出的移动方案,是采用了AMD开发的64位指令集(有些许差别)的64位处理器。

所以,ARM是最接近智能手机里那个小方块的人,它是盟主,Intel、MIPS等则虎视眈眈盯着这个位置。

Intel是台式机的服务器行业的老大。过去的20年里我所有的PC,笔记本和服务器(除了一个外)用的都是Intel的处理器。然而进入移动行业时,Intel依然使用和台式机同样的复杂指令集架构,试图将其硬塞入给移动设备使用的体积较小的处理器中。

除了跑分、四核、1.5Ghz这些表面数字之外,你还想多了解一些关于手机芯片的故事吗——为什么ARM占据了这个市场90%的设计份额?为什么高通的芯片很贵依然是市场第一?

这就是为什么选择什么样的处理器很重要。一个超级耗电、反应迟钝的处理器会很快吸干你的电池,而一个考究的、高效的处理器给你带来高性能和长久的电池寿命。

复杂指令集更多应用在PC、服务器上,这是Intel的主战场;精简指令集更多在手机等微型系统里,这是ARM的天下。当然,发展到今天,两大阵营也在互相学习,不断演进。

ARM和Intel处理器的另外一个主要区别是ARM从来只是设计低功耗处理器。其宗旨是设计低功耗处理器,这是他们的强项。Intel的强项是设计超高性能的台式机和服务器处理器,并且的确做的不错。

好吧,开始讲故事了。当然,它更像是一场战争。

Intel处理器由设计者们选择是否加入乱序逻辑结构。异构计算则没有这方便的问题。ARM Cortex-A53采用顺序执行,因此功耗低一些。而ARM Cortex-A57使用乱序执行,所以更快但更耗电。采用big.LITTLE架构的处理器可以同时拥有Cortex-A53和Cortex-A57核,根据具体的需要决定如何使用这些核。在后台同步邮件的时候,不需要高速的乱序执行,仅在玩复杂游戏的时候需要。在合适的时间使用合适的核。

,苹果新一代iPhone今天将在全球10个国家和地区上市销售。在iPhone 5s所采用的A7处理器则是第一款应用在智能手机上的64位系统芯片。

目前MIPS和Intel声称兼容Play Store里大约90%的应用。对于最受欢迎的150个应用,兼容率是100%。一方面兼容率很高,另一方面表明ARM的主导地位,使得其他的处理器设计者需要提供一个兼容层。

但故事里最牛的一般会有两个,否则江湖的巅峰就太寂寞。指令集也分裂出两大阵营,复杂的和精简的。这部分似乎有些深奥了,因为出现了英文缩写。其实不必理会它,我们继续用感性的方式去理解——复杂的那个是复杂的,精简的那个是精简的。

对于64位计算,ARM和Intel也有一些显著区别。你知不知道,Intel并没有开发64位版本的x86指令集。这个64位的指令集,名为x86-64(有时简称为x64),实际上是AMD设计开发的。

接下来会登场的角色有很多,智能手机芯片领域的各方势力,也是有江湖座次的。

原则上,处理器中复杂逻辑结构越多性能越高,越少则效率越高,指令流水线只是其中之一,包括浮点运算单元,单指令多数据逻辑(SIMD)(比如ARM的NEON和Intel的SSE/MMX),以及一级缓存二级缓存。

在指令集的上面,就是架构了。它就像是一张设计图纸,告诉工程队如何建造一个叫做手机处理器的大楼。ARM基本上,就是个画图的。

总体而言,ARM和Intel处理器的第一个区别是,前者使用精简指令集(RISC),而后者使用复杂指令集(CISC)。

兼容性

尽管安卓的主要编程语言是Java,开发者也可以使用现有的代码(比如C或者C++)去开发应用。这些固定平台的应用通常都编译成ARM处理器的程序,不全都会编译成Intel或者MIPS处理器的程序。

为了更快地执行指令,这些流水线可以被设计成允许指令们不按照程序的顺序被执行(乱序执行)。一些巧妙的逻辑结构可以判断下一条指令是否依赖于当前的指令执行的结果。Intel和ARM都提供乱序执行逻辑结构,可想而知,这种结构十分的复杂。复杂意味着更多的功耗。

Intel i7处理器平均发热率为45瓦。基于ARM的片上系统(其中包括图形处理器)的发热率最大瞬间峰值大约是3瓦,约为Intel i7处理器的1/15。Intel现如今是个巨头,雇佣了大量的聪明人。

ARM的big.LITTLE架构是一项Intel一时无法复制的创新。在big.LITTLE架构里,处理器可以是不同类型的。传统的双核或者四核处理器中包含同样的2个核或者4个核。一个双核Atom处理器中有两个一模一样的核,提供一样的性能,拥有相同的功耗。

图片 3

ARM的故事很不一样:看到移动设备对64位计算的需求后,ARM于2011年发布了ARMv8 64位架构,这是为了下一代ARM指令集架构工作若干年后的结晶。为了基于原有的原则和指令集,开发一个简明的64位架构,ARMv8使用了两种执行模式,AArch32和AArch64。

64位

图片 4

其最新的Atom系列处理器采用了跟ARM处理器类似的温度控制设计,为此Intel必须使用最新的22纳米制造工艺。一般而言,制造工艺的纳米数越小,能量的使用效率越高。ARM处理器使用更低的制造工艺,拥有类似的温控效果。比如,高通晓龙805处理器使用28纳米制造工艺。

第一步从内存中读取指令,第二步检查和解码指令,第三步执行指令,周而复始。流水线的好处在于,当前指令在第二步的时候,下一条指令已经处于第一步。当前指令在第三步中执行的时候,下一条指令正处于第二步,而下下条指令处于第一步中,如此循环。

本文由新蒲萄京棋牌下载发布于产品中心,转载请注明出处:ARM、Intel、MIPS处理器啥区别?看完全懂了【转】

关键词: