芯片的架构究竟是什么东西?

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芯片的架构究竟是什么工具?

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已有(6)人评论

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123472028 发表于 2020-4-24 19:21:01
科普一下,架构是指令集架构,比如我们常说的X86架构就是指使用X86指令集的处理器。我们平时还经常把架构与微架构混在一起说,比如Cortex-A75这就是微架构,但是我们经常称之为架构。
程序员写的“Hello World”处理器是不认识的,要翻译成处理器能够识别的指令才行,处理器能识别的指令的集合就叫做指令集(ISA,Instruction Set Architecture)。注明:指令集并不存在于处理器里。

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x86、ARM、MIPS这些都是都是指令集的统称,指令集也是在不断扩展和变化的,比如x86增加了对64位支持的指令x86-64。在取得了指令集授权后就可以设计基于该指令集的处理器,这个处理器就属于XX架构处理器。
最容易搞混的是架构和微架构,比如Haswell、Cortex-A75这些都是指令集的具体实现,这就是微架构(microarchitecture)。现代处理器的设计最关键的就是微架构,微架构设计直接决定了该处理器的功耗,性能,成本等。
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凉茶开了延 发表于 2020-4-24 19:23:15
芯片的架构并没有一个很明确的定义,其实我们可以将架构认为是设备软件和硬件之间的“契约”,它定义了每个必须做的事,以及如何去做。它其实包含两大类:
• 指令集架构(ISA)
• 微体系结构(ISA实现)
指令集定义了与之一起设计的处理器的基本特性,比如寄存器计数、操作码的语法、可用指令、字节顺序等等。遵从这套指令集的处理器,它们间的性能性能差异主要取决于微体系结构。

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现在常见的指令集分为复杂指令集(CISC)和精简指令集(RISC),其中CISC的代表架构有PC上处处可见的x86架构处理器,RISC的代表架构有绝大部分手机上用的ARM架构处理器,像MIPS、PowerPC架构也是RISC指令集。
微体系结构刚定义了处理器功能是如何实现的,也就是通过一系列的硬件设计满足各种指令集,比如说,AMD和Intel的CPU都是CISC指令集的x86架构,但它们的微架构是不同的,最新的二代Ryzen是Zen+微架构,最新的第八代酷睿是CoffeeLake微架构,它们之间的流水线呀缓存呀什么的都不同,也就造成了性能上的差别。然而,它们都能运行相同的软件相同的系统,正因为它们是同一架构的。
通常来说,CISC的x86性能高功耗也高,而RISC的ARM功耗低,性能相对也低,它们各自擅长的领域不一样,也就造成了今天各占半壁江山。
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123471092 发表于 2020-4-24 19:25:23
说白了就是程序不兼容。
举个例子,如果你买了一台龙芯的平板电脑给孩子,那么你的孩子除了上网,以及运行几个专门的学习app之外,啥都不能干。
没错,除了学习啥都不能干!
如果他找到办法在这龙芯平板上跑“吃鸡”,那么你的孩子有潜力成为未来的比尔盖茨。
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陌生722 发表于 2020-4-24 19:29:17
这个话题很有深度哦,举个例子说吧,就拿电脑来说,苹果电脑用的是自己的CPU和麦金托什操作系统,英特尔的CPU用的是windows操作系统,这两种电脑是不兼容的,因为他们的CPU的设计不一样,指令集也不一样,这就是架构。
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两个字缺 发表于 2020-4-24 19:35:36
社长解答,与你分享数码与游戏的新鲜事。
处理器芯片的架构属于处理器厂商定位于不同类型产品的一项标示。大致可分为两大类,主要应用于PC端复杂指令集以及应用于移动端的精简指令集(但是有X86曾用于手机上的,我们等下再说)。

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复杂指令集主要有X86架构(intel、AMD上面使用的),精简指令集主要是ARM架构(几乎当前所有手机处理器都是用的ARM架构。

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我们先说说这个几乎应用于手机端处理器的ARM架构,虽然说高通说自己的架构叫Kryo,三星的叫猫鼬,但是他们都是基于ARM架构改过来的,包括IPHONE的A系列处理器,同样是属于ARM架构,所说的自研架构不过也是基于ARM做出的修改或者优化。

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然后说说这个X86,因为X86主要应用于PC端,这个相信大家比较熟就先不说,但是intel曾经做过一款X86架构的移动端处理器,并应用于搭载安卓系统的手机上,这款手机就是华硕 ZenFone2,这款处理器就是Atom Z3580,凌动系列的啦,很多山寨平板都用这个系列的处理器。那么当时ZenFone2这款手机的性能真的很强,并且搭载4G内存,但软件的兼容性不行,功耗也是居高不下,所以这款手机也就成为了x86在手机端的绝唱(平板电脑采用这个处理器也是很多)。

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闷骚骑士士c 发表于 2020-4-24 19:40:49
芯片不等同于CPU,CPU的指令集架构也不等同于芯片架构,CPU, GPU, ASIC各有各的架构
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