CPU架构有多少种？X86与ARM有哪些不同之处？

CPU架构有多少种？X86与ARM有哪些不同之处？看完这篇你就懂了_ly930156123的博客-CSDN博客_cpu架构有几种一台服务器、一台电脑、一台手机最重要的电子零部件是什么？没错，就是CPU处理器。它主要负责数据计算、控制功能，是最核心的部分。不过你又知道有多少种CPU架构吗？主流的X86、ARM到底有什么区别？下面就给大家介绍一下几种常见的CPU架构：X861978年6月8日，Intel发布了史诗级的CPU处理器8086，由此X86架构传奇正式拉开帷幕。首次为8086引入X86作为计算机语言的指...https://blog.csdn.net/ly930156123/article/details/103145424/

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要了解X86和ARM CPU架构，就得先了解CISC复杂指令集和RISC精简指令集 ，因为它们第一个区别就是X86使用了复杂指令集（CISC），而后者使用精简指令集（RISC）

1、X86：复杂指令集CISC

PC端：CPU巨头Intel、AMD所采用的X86架构已经沿用了数十年，是CISC（complex instruction set computer）复杂指令集的典型代表。

CISC复杂指令系统就是为了增强原有指令的功能，设置更为复杂的新指令实现部分大量重复的软件功能的硬件化。由于早期的电脑主频低、运行速度慢，为了提高运算速度，不得已将更多的复杂指令加入到指令系统中来提高电脑的处理效率，慢慢形成以桌面电脑为首的复杂指令系统计算机。其指令集也是在不断更新增加当中，

• 专注于高性能方向，但带来高功耗，
• 从前的X86传统CPU，如果是四核或者是双核，内部的四个、两个个核心都是一模一样的，这样的话，由于一旦软件只能调度一个核心，处于高频工作，但由于架构限制，其余核心也要保持同样的高频率和高电压状态，这样就浪费了大量的能量在做无用功。后来就发展出了异步多核，允许不同核心工作在不同频率上，以此换来更低功耗。

2、ARM：精简指令集RISC

手机端：SoC普遍都是采用ARM提供的核心作为基础，依据自身需求改变SoC的核心架构，而ARM正正是RISC（reduced instruction set computer）精简指令集的代表人物。

RISC可以说是从CISC中取其精华去其糟粕，简化指令功能，让指令的平均执行周期减少，达到提升计算机工作主频的目的，同时引入大量通用寄存器减少不必要的读写过程，提高子程序执行速度，这样一来程序运行时间缩短并且减少了寻址，提高了编译效率，最终达到高性能目的。

• 专注于做低功耗的嵌入式，对于性能的最强不是太过强劲
• 由于移动设备更加在意功耗，所以ARM采用了更加激进的做法，八个核里面允许有不同Cortex-A架构核心，那就是著名的ARM bigLITTLE。这样的大小核设计目的很明确，就是在有限的电池容量中，兼顾性能、续航的需求，因此SoC内部的CPU是采用异构计算，既有高性能大核心，也有低功耗小核心。
• ARM家族占了所有32位嵌入式处理器75%的比例，使它成为占全世界最多数的32位架构之一。ARM处理器可以在很多消费性电子产品上看到，从可携式装置（PDA、移动电话、多媒体播放器、掌上型电子游戏，和计算机）到电脑外设（硬盘、桌上型路由器）甚至在导弹的弹载计算机等军用设施中都有他的存在。

1、CPU制程的发展趋势：先进制程为导向

CPU性能的三大决定因素为主频、IPC、指令数。

主频通常是由CPU的制程决定：先进的制程可以降低每一个晶体管的成本，提升晶体管密度，在CPU体积不变下实现更高的性能；先进制程可以提升处理器的效能，在性能不变的情况下，减少发热或在发热不变的情况下，通过提升主频来拉高性能。

2、CPU供给概述

CPU的供给涉及设计、制造、封测三个主要环节，整体供给模式有IDM和Fab+Fabless两种。

IDM模式将设计、制造和封测集中在一起，代表厂商：

• 有X86阵营的英特尔
• ARM阵营的三星。

Fab+Fabless模式代表：

• X86阵营的AMD设计，台积电制造，通富微电封测；
• ARM阵营的苹果设计，台积电制造，日月光封测；

目前CPU的先进设计、先进制造主要被美系、韩系和中国台湾所控制。封测方面，长电科技和通富微电已经掌握先进的封测技术。

3、安卓手机CPU

智能手机由于空间和能效的限制，无法将CPU单独列出，所以手机处理器常被称为SoC（System On Chip，片上系统）。手机SoC一般同时集成了CPU、GPU、基带、ISP、DSP、NPU、其他各相关部件。

手机SoC对先进制程和先进封装非常看重，如高通骁龙865处理器使用台积电7nm制程和SIP先进封装来有效提升手机芯片的晶体管密度和性能表现。

4、手机、平板的CPU发展

纵观全球智能手机和平板市场，智能手机的出货量在12亿部以上，是同期平板出货量的8倍以上。

随着移动通讯进入5G时代及5G技术的亲民化，5G手机的换机将带动整个手机市场复苏。

全球智能手机CPU基本全部采用ARM指令集，截止2020Q3，联发科和高通是最重要的手机CPU供应商，市场份额为31%和29%。

截止2020Q2，全球平板电脑的CPU大部分采用ARM指令集，占比超过50%，还有部分使用Windows系统追求高性能的平板采用英特尔的X86 CPU，占比18%。

5、PC的CPU发展

2020Q3全球PC的出货量达到7140万台，同比增长3.6%，主要由疫情造成的居家娱乐、工作和学习推动。

预计今年PC出货量将超过2.8亿台，未来5年PC的出货量将长期稳定在此水平。

整体来看，PC市场领域，英特尔占据60%的市场份额，而AMD占据40%的份额。不过 随着2017年Ryzen处理器的发布，AMD的市场份额呈现加速上升趋势。这一现象在台式 处理器中尤为明显，在该领域英特尔与AMD的市场份额差距已经旗鼓相当。

但是，AMD在笔记本CPU方面与英特尔仍存在较大市场差距。

6、英特尔CPU产品线（X86）

10nm工艺表现不佳

英特尔处理器（intel cpu）是英特尔公司开发的中央处理器，截止目前共有7个系列，具体如下：

• 酷睿（Core）系列：桌面CPU，面向中高端消费者，工作站和发烧级别处理器品牌，可用于管理3D、高级视频和照片编辑，玩复杂游戏，享受高分辨率4K显示。
• 奔腾（PenTlum）系列：入门级桌面CPU，借助功能丰富的处理器，加快便捷式2合1电脑，笔记本电脑、台式机和一体机的速度。
• 赛扬（Celeron）系列：面向低端PC，借助可靠的性能和高性价比，支持基本的消费者应用程序，高清视频和音频以及网页浏览。
• 至强（Xeon）系列：面向企业服务器和工作站。
• 安腾（Itanium）系列：针对企业服务器、UNIX小型机，面向高端市场，现已停止开发。
• 凌动（Atom）系列：面向移动设备、嵌入式设备，如：手机、平板、上网本和工控设备等，在小型封装中获得强大的性能和超长电池续航时间。
• Quark系列：主要应用于智能穿戴和物联网（IoT）设备。在小巧外形中获得低功耗、集成的安全性和可扩展架构。

第十代（i9-10900K）酷睿桌面系列处理器最多可拥有10颗核心和20条线程（之前最多为8核心16线程）；

频率方面，新的处理器的最高频率叨叨5.3GHz；

频率的提升对散热器的散热能力带来了严峻的挑战，为这款处理器配备顶级风冷甚至水冷散热器成为了必要选项。

英特尔为全系列第十代酷睿桌面系列处理器同时加入了超线程和睿频技术。

7、AMD（X86）

7nm技术

（1）高端桌面CPU优势明显

AMD锐龙9 5900X甚至被AMD称为“全球最佳游戏处理器”；

（2）笔记本CPU持续增长

H系列主打性能面向游戏本，U系列主打能效面向轻薄本，Pro系列则面向专业笔记本领域。

（3）争夺服务器市场，Epyc处理器来势汹汹

传统上，服务器市场一直为Intel所垄断，不过AMD开发了性能卓越的Epyc处理器投入服务器市场竞争且取得了一定成效。

AMD Infinity是一种混合多芯片架构。

8、国产CPU