计算机架构简介(ARM、X86/Atom、MIPS、PowerPC)

ARM、MIPS、PowerPC 均是基于精简指令集RISC机器处理器的架构
X86是基于复杂指令集的架构,Atom则基于是x86指令集的精简版
计算机架构简介(ARM、X86/Atom、MIPS、PowerPC)_第1张图片

ARM架构

ARM架构,过去称作进阶精简指令集机器(Advanced RISC Machine,更早称作:Acorn RISC Machine),是一个32位精简指令集(RISC)处理器架构,其广泛地使用在许多嵌入式系统设计。由于节能的特点,ARM处理器非常适用于行动通讯领域,符合其主要设计目标为低耗电的特性。

  • 优势:价格低;能耗低;
  • ARM 授权方式:ARM 公司本身并不靠自有的设计来制造或出售 CPU ,而是将处理器架构授权给有兴趣的厂家。
  • 生产厂商:TI (德州仪器)/Samsung(三星)/Freescale(飞思卡尔)/Marvell(马维尔)/Nvidia(英伟达)

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

x86系列/Atom处理器

x86是英代尔Intel首先开发制造的一种微处理器体系结构的泛称。
x86架构是重要地可变指令长度的CISC(复杂指令集电脑,Complex Instruction Set Computer)。

  • 常见的CISC微指令集CPU主要有AMD、Intel、VIA 等的 x86 架构CPU
  • 那为何称为 x86 架构呢? 这是因为最早的那颗 Intel 发展出来的 CPU 代号称为 8086,后来依此架构又开发出 80286, 80386…, 因此这种架构的 CPU 就被称为 x86 架构了。
  • 不同的 x86 架构的 CPU 有什么差异呢?除了 CPU 的整体结构(如第二层快取、每次运作可执行的
    指令数等)之外,主要是在于微指令集的不同。新的x86的 CPU 大多含有先进的微指令集, 这些微
    指令集可以加速多媒体程序的运作,加强虚拟化的效能。

Intel Atom(中文:凌动,开发代号:Silverthorne)是Intel的一个超低电压处理器系列。处理器采用45纳米工艺制造,集成4700万个晶体管。L2缓存为512KB,支持SSE3指令集,和VT虚拟化技术(部份型号)。

MIPS系列

MIPS是很流行的一种RISC处理器。MIPS的意思是“无内部互锁流水级的微处理器”(Microprocessor without interlocked piped stages),其机制是尽量利用软件办法避免流水线中的数据相关问题。
与英特尔采用的复杂指令系统计算结构(CISC)相比,RISC具有设计更简单、设计周期更短等优点,并可以应用更多先进的技术,开发更快的下一代处理器。
MIPS自己只进行CPU的设计,之后把设计方案授权给客户,使得客户能够制造出高性能的CPU。

PowerPC系列

PowerPC 是一种精简指令集(RISC)架构的中央处理器(CPU)
PowerPC架构的特点是可伸缩性好、易嵌入、方便灵活、能耗低。PowerPC 处理器有广泛的应用范围(如任天堂 Gamecube 使用了 PowerPC)。

RISC:RISC(Reduced Instruction Set Computer,精简指令集计算机)是一种执行较少类型计算机指令的微处理器,起源于80年代的MIPS主机(即RISC机),RISC机中采用的微处理器统称RISC处理器。这样一来,它能够以更快的速度执行操作(每秒执行更多百万条指令,即MIPS)。因为计算机执行每个指令类型都需要额外的晶体管和电路元件,计算机指令集越大就会使微处理器更复杂,执行操作也会更慢。

  • 性能特点一:由于指令集简化后,流水线以及常用指令均可用硬件执行;
  • 性能特点二:采用大量的寄存器,使大部分指令操作都在寄存器之间进行,提高了处理速度;
  • 性能特点三:采用缓存—主机—外存三级存储结构,使取数与存数指令分开执行,使处理器可以
  • 成尽可能多的工作,且不因从存储器存取信息而放慢处理速度。

你可能感兴趣的:(笔记,计算机架构)