除了ARM架构,还有别的吗?有没有可能开发出比ARM更好的架构?

芯片的架构就像房子的架构一样。框架是设计房子的关键,做芯片也是如此。你应该在设计之前选择一个好的架构。目前除了ARM架构还有X86,RISC-V,MIPS。

四大架构的基本介绍和特点

1和X86主要用于PC的CPU。它们发明于1978,目前由英特尔公司运营。它们主要用于Inter和AMD的CPU中。它们的特点是性能高、速度快、兼容性好。

2.ARM架构是32位指令集,由英国Acorn公司于1983年发明。其特点是低成本、低功耗,被苹果、三星、华为、高通等客户广泛应用于移动通信和嵌入式系统。

3.RISC-V架构是开源指令集,起步较晚,由RISC-V基金会在2014年发明。它的特点是模块化、简单化和可扩展性,可以根据场景设计合适的指令集。用户包括三星、英伟达、西部数据,用于工控、电器、服务器、传感器等产品的CPU。

4.MIPS架构是一种精简指令集,由MIPS公司于1971年发明。其特点是简单、优化方便、扩展性高,主要代表产品为龙芯。

ARM架构占据了95%的芯片市场,已经形成了完整的生态链。

ARM在移动芯片市场占有95%的份额,通过授权赚取专利费。去年其营收达到65438美元+0.6亿。采用ARM架构必须经过授权。目前全世界设计的芯片都是按照ARM公司的方案设计的,开发的软件也是按照这个方案设计的,所以各种手机都不会有兼容问题。经过多年的积累,已经形成了完整的架构体系。

除了ARM架构,正在开发的RISC-V架构有望挑战,但难度很大。

除了ARM架构之外,仍在开发中的RISC-V架构有望参与竞争。因为ARM的许可费上涨,印度政府大力帮助开发RISC-V,中国也将其列入上海的研究对象。包括中国科学院在内的160多家企业加入了这项研究。这个开源指令集引起了大家的关注,给ARM造成了很大的压力。ARM是一个封闭的指令集,不能随意更改,架构不够灵活。开源的RISC-V设计者可以根据不同的需求自由定制和改变指令集。RISC-V架构是一颗冉冉升起的新星。目前还没有在开发阶段正式投入使用,无法建立完善的生态系统。没有大公司的支持,要和ARM竞争还有很长的路要走。

目前常用的处理器架构有ARM、x86、MIPS、RISC-V等。,根据指令集分为CISC和RISC。不同的架构应用是不一样的,下面会详细讨论。

1,x86架构

我们用的电脑和公司的服务器大多使用x86架构的处理器,主要是intel和AMD处理器。

x86架构的处理器采用CISC指令集(复杂指令集计算机)。x86架构的CPU分为x86和x86-64。目前x86-64即64位处理器是主流。

2.ARM架构

我们的手机几乎都是ARM架构,RISC指令集(精简指令集)。ARM的优势在于功耗低,所以非常适合手机等终端。x86架构处理器无法解决低功耗的问题,所以移动终端很少使用x86架构处理器。

华为的麒麟处理器、苹果的A系列处理器和高通的骁龙处理器都采用ARM架构。此外,大多数工业控制系统、智能家居控制系统和家庭机顶盒也采用ARM架构。

随着美国“禁售令”的影响,ARM中断了与华为的业务往来,ARM公司进入了人们的视野。ARM成立于1991,英国公司,后被日本软银收购。ARM公司只卖IP(技术知识产权),不设计制造自己的芯片,位于ARM架构的顶端。如果ARM不再授权华为,那么华为的麒麟处理器和凌霄处理器都会受到一定影响,无法使用最新的架构。

3.MIPS架构

MIPS架构也是一种RISC(精简指令集)处理器架构,由MIPS技术公司于1981开发并授权,广泛应用于电子产品、网络设备、个人娱乐设备等。比如家里用的无线路由器如果是MTK的芯片,大部分都是MIPS架构的处理器。

先说中国自主的“龙芯”处理器。中科院计算所购买了MIPS的永久结构授权,兼容MIPS架构,即可以标注为“MIPS指令集兼容”。所有核心架构都是自己开发的。

4.RISC-V体系结构

RISC-V架构是基于精简指令集(RISC)的开源架构,可以自由用于任何目的,允许任何人设计、制造和销售RISC-V芯片和软件,无需像ARM和MIPS那样授权,并受到各种用途的限制。

与x86和arm架构相比,RISC-V显得“年轻”。RISC-V诞生于2010,由加州大学伯克利分校发布。

RISC-V架构可以说是国内民用处理器困局的终极解决方案。从长远来看,基于各种x86和arm架构的处理器是“伪自主”的,仍然受到intel和arm的限制。比如最近arm因为“禁售令”中断了和华为的业务往来,停止了相关授权服务,长期来看可能会对华为的麒麟处理器造成比较大的影响。

目前国内已有多家厂商参与RISC-V生态圈,成立RISC-V产业联盟,包括前微电子、紫光展锐、安徽华米等。去年,小米发布了基于RISC-V指令集的黄山1可穿戴芯片。RISC-V是ARM架构的最大威胁。前景虽好,但仍处于起步阶段。随着技术的迭代,相信一定会推动RISC-V构建强大的生态系统。

以上是目前常见的CPU架构。x86是PC和服务器的主流,ARM是移动设备的主流,RISC-V可能是未来的主流。

每个架构在自己的行业都有很大的优势。ARM主要用在移动终端,最大的一块是手机行业。

目前国际上比较好的芯片架构技术有四种,也是主流架构技术,分别是X86、ARM、RiSC-V、MIPS,手机行业主力是ARM。

手臂ˌ武器ˌ袖子ˌ装备

ARM架构是一种32位精简指令集处理器架构,广泛应用于许多嵌入式系统设计中。主要从事低成本、低功耗、高性能芯片的研发,所以ARM处理器非常适合移动通信领域,所以全球99%的智能手机和平板电脑都采用ARM架构。ARM系列占所有32位嵌入式处理器的75%,是世界上最多的32位架构之一。ARM主要面向移动和低功耗领域,所以在设计上更侧重于节能和能效。

ARM架构基本适用于智能手机、智能电视、可穿戴设备、移动基站、企业服务器、医疗设备、智能驾驶、物联网等其他科技领域。从操作系统到上层应用软件,都是基于arm架构开发的,所以在移动设备上基本形成了完整的产业链。目前很多CPU都是基于ARM Cortex A5、A8、A9、A15的微架构。

在手机芯片设计领域,以华为为例。华为在设计芯片的时候,一般都是从ARM获取芯片设计框架,然后进行设计。设计完成后,最终交给台积电代工。这是一个完整的核心产品设计过程。就像盖房子一样,先有基本的框架,再有设计师的设计制造。而且不仅仅是华为,苹果、三星、英特尔等都是基于ARM架构。

X85

X86主要面向计算机行业。它是由微处理器执行的计算机语言指令集,指英特尔通用计算机系列的标准编号缩写,也标识一组通用计算机指令。1978年6月8日,x86架构诞生。它的CPU基本都是1G以上,双核四核,一般都是45nm甚至更高的工艺生产。X86结构的计算机以“桥”的方式与扩展设备相连,计算机更容易扩展性能。

基本垄断了近30年个人电脑的操作系统行业,也拥有大量用户。拥有成熟的用户应用、软件匹配、软件开发工具匹配和兼容性,以及众多第三方软件和软件编程工具帮助用户使用。

RISC-V

RiSC-V架构是基于精简指令集计算原理的开放式指令集架构,是基于指令集不断发展和成熟的全新指令。这个指令集不会被垄断,也不会盈利。它结构简单,完全开源,允许任何人设计、制造和销售RISC-V芯片和软件。它可以根据需要设计一些基于它的处理器,如服务器cpu、家用电器cpu、工业控制CPU和传感器中的CPU always。

每秒百万条指令

MIPS架构是精简指令集的处理器架构,开发于1981。它是RISC的一个小分支,但又不同于RISC。毕竟RISC是开源的,MIPS也是在其基础上发展的很好很成功。

基于MIPS的MCU的应用涉及到很多行业,在工业、办公自动化、汽车、消费电子系统和先进技术方面都有很大的应用。

2007年8月16日,MIPS Technology宣布中科院计算机所龙芯CPU获得其处理器IP的全部专利以及总线和指令集的授权。

如果你有什么想法和看法,请在下面的评论中指出来。感谢您的观看。

要说CPU架构和微指令集真的很难,其实也不是很难,但是很难拿出相应的开发工具软件,否则没用。国内没有一家公司开发出这样的工具软件。不喜欢的话,工具软件在国外完全封锁的话,别说集成电路行业,就连机加工都没法谋生。所有的图纸设计软件都是国外用的,国内没有一家公司在搞,都是从别人那里拿来的。

提问者还忘了alpha(DEC留下的顶级处理器遗产,远超x86),中国神威处理器。

16核用于桌面和服务器,260众核((64+1)*4)用于超级计算。这种架构不仅数值计算强大(太湖之光),而且单位计算能力功耗无与伦比。

IBM的PP和MIPS都有很强的嵌入式应用优势,手机AP就是典型的嵌入式应用。