CPU架构比较

cpu架构只有cisc和risc区别，而且现在早变天了，x86内核是个risc，但指令集还是cisc的，而纯risc的cpu早没落了，现在没多少了。大概来说一个复杂指令集，一个精简指令集，设计方向有所区别，但现代cpu早就混合了两种设计思路。

（一） RISC家族的mips和arm

一、概述

这里首先介绍的是RISC(精简指令集处理器)家族的两大佼佼者MIPS 和 arm ,相对应的是CISC(复杂指令集处理器),典型的是X86家族的系列

二、应用领域：

    1.在1GHz以上的应用,ARM架构的产品相比之下不还不是很多。

       MIPS架构用在200MHz或者是266MHz以下的应用比较少,而这恰恰是ARM的主攻市场。

    2.ARM 在手机等便携式领域,MIPS 在住宅网关、线缆调制解调器、线缆机顶盒等

    3.ARM 采用硬核授权;MIPS 采用软核授权，用户可以自己配置，做自己的产品。

三、历史：

 1.MIPS

1984年，MIPS计算机公司成立并创立MIPS RISC指令架构。

1992年，图形工作站厂商SGI收购了MIPS计算机公司。

1998年，MIPS脱离了SGI，再次独立为MIPS技术公司。在这个充满波折的过程中，MIPS的处理器家族却逐渐变得强大。

1986年，MIPS 推出代号为“R2000”的32位RISC处理器，

1988年发布其升级型号R3000。

1991年，MIPS推出第一款64位结构的R4000商用微处理器，之后又陆续推出R8000（1994年）、R10000（1996年）和R12000（1997年）等型号的高端RISC产品，主攻专业工作站市场。但在那之后，MIPS公司的战略发生转变，开始将重点转移到嵌入式系统中。

1999年，MIPS公司发布MIPS32和MIPS64架构标准，并在此基础上开发出“MIPS32 4Kc”32位内核和“MIPS64 5Kc”64位内核，由此走上嵌入处理器内核的开发之路。与ARM公司类似，MIPS没有直接生产这些产品，而是通过技术授权的方式获得利润，MIPS也就衍生出丰富的应用产品。比如典型的有 索尼“Emotion Engine”处理器、AMD的“Alchemy”处理器、“龙芯”系列处理器都是MIPS大家族中的成员。

 2.ARM

1991 年 ARM 公司成立于英国剑桥，主要出售芯片设计技术的授权。目前，采用 ARM技术知识产权（ IP ）核的微处理器，即我们通常所说的 ARM 微处理器，

20世纪90年代，ARM公司的业绩平平，处理器的出货量徘徊不前。由于资金短缺，ARM做出了一个意义深远的决定：自己不制造芯片，只将芯片的设计方案授权（licensing）给其他公司，由它们来生产。正是这个模式，最终使得ARM芯片遍地开花。

进入21世纪之后，由于手机制造行业的快速发展，出货量呈现爆炸式增长，ARM处理器占领了全球手机市场。2006年，全球ARM芯片出货量为20亿片，2010年预计将达到45亿片。

　　ARM 公司是专门从事基于 RISC 技术芯片设计开发的公司，作为知识产权供应商，本身不直接从事芯片生产，靠转让设计许可由合作公司生产各具特色的芯片，世界各大半导体生产商从ARM公司购买其设计的 ARM 微处理器核，根据各自不同的应用领域，加入适当的外围电路，从而形成自己的 ARM 微处理器芯片进入市场。目前，全世界有几十家大的半导体公司都使用 ARM 公司的授权，因此既使得 ARM 技术获得更多的第三方工具、制造、软件的支持，又使整个系统成本降低，使产品更容易进入市场被消费者所接受，更具有竞争力。

　　ARM商品模式的强大之处在于它在世界范围有超过100个的合作伙伴(Partners）。ARM 是设计公司，本身不生产芯片。采用转让许可证制度，由合作伙伴生产芯片。

　　2007年底，ARM的雇员总数为1728人，持有专利700项（另有900项正在申请批准中），全球分支机构31家，合作伙伴200家，年收入2.6亿英镑。

 

四、目前发展方向：

    ARM的下一代走向多内核结构，而MIPS公司的下一代核心则转向硬件多线程功能(multithreading)

    MIPS 的multithreading 很类似Intel 的 HyperThreading技术。

（二） CISC家族的

AMD的CPU是X86架构的。
CPU架构是CPU厂商给属于同一系列的CPU产品定的一个规范，主要目的是为了区分不同类型CPU的重要标示。目前市面上的CPU指令集分类主要分有两大阵营，一个是intel、AMD为首的复杂指令集CPU，另一个是以IBM、ARM为首的精简指令集CPU。两个不同品牌的CPU，其产品的架构也不相同，例如，Intel、AMD的CPU是X86架构的，而IBM公司的CPU是PowerPC架构，ARM公司是ARM架构。

（三）申威CPU

申威CPU其实使用的也是别人的架构，叫做alpha架构，是美国DEC公司的。

说起目前国产最强的芯片是什么？有些人说是是华为麒麟980，有些人会说是巴龙5000，也有人说会龙芯，还有人说会是兆芯等等，有人会说是申威处理器，答案很难统一。

其实这也很容易理解，实际上我们去看，这些芯片或者说处理器其实都是不同类别的处理器，甚至应用的领域都不一样，所以拿来讨论谁强谁弱并不是特别合适的。

但在这些大家熟悉的芯片之中，有一个品牌，也许不如华为海思的麒麟芯片那么出名，但在其专用领域绝对是世界第一的，那就是申威CPU，目前国产的超级计算机专用芯片。

太湖之光，这台大名鼎鼎的，多次成功登顶世界第一的超算系统，使用的就是申威CPU，可见申威CPU说是世界第一，没人怀疑了。

但大家不清楚的是，申威CPU其实使用的也是别人的架构，叫做alpha架构，是美国DEC公司的。

而DEC当年在处理器市场非常牛的，AMD的K7架构就有部分技术来源于alpha架构，同时AMD的一位CEO也是DEC的员工，甚至像AMD 的ZEN架构之父Jim Keller也曾在DEC公司研发alpha架构的。

不过被HP收购之后，HP的主要精力还是在X86架构的个人电脑，没有花太多精力去研究DEC，所以像alpha的架构也久久不更新，有些专利甚至过期了，连微软都在win2000后就放弃了对alpha架构的支持。

而这在别人看起来是缺点，在当时的国内看起来是优点，因为alpha架构本身很强，非常适合于服务器，超级计算机等，而专利过期，架构不再更新，团队就可以大展手脚了，于是无锡的江南计算所买了alpha架构的所有设计资料。

后面无锡所就基于原来的alpha架构，开发出了更多的自主知识产权的指令集，将alpha架构发扬光大，推出了一代代的申威处理器，帮助中国的超级计算机拿下多次世界第一。

可见，使用别人架构也并不是一件什么坏事，用得好，一样可以做到极致，申威CPU使用别人的架构，先拿来再创新，不一样世界第一了，你觉得呢？