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无指令集架构颠覆旧套路,复杂指令集架构有哪些

来源:整理 时间:2022-04-24 15:17:31 编辑:科技知识 手机版

其实,只要稍微关注芯片产业的发展历史,就会发现一个规律,芯片架构几乎两三年更新一次,而且一个架构可以延伸出多个产品,但指令集却多年不变。英特尔的Sunny Cove架构涵盖了第10代处理器,包括酷睿i3、i5、i7三大系列,数十款产品,但指令集和前几代架构相比,基本未变,仅增加了一套全新的支持深度学习加速技术的指令集。

RISC-V架构能否有效挑战ARM和英特尔?

RISC-V架构短时间内无法挑战ARM,挑战英特尔更是不可能。无论是是从架构本身的优缺点,还是从架构生态来看,RISC-V都还有很长的路要走。1、RISC-V架构的发展和优势RISC-V 指令是2010年,美国加州大学教授克里斯塔阿萨诺维奇(Krste Asanovic)带领的团队大约花了四年时间,设计和开发了一套完整的新的指令集,这是在RISC 基础上发展出来的指令集架构,V还代表了变化(variation)和向量(vectors)。

RISC-V架构本质上依然采用RISC指令集,这和ARM架构的指令集是一样的。当年ARM架构是因为英特尔CPU太贵才慢慢发展起来。而如今,各厂商又感受到ARM授权费太贵及英特尔完全“闭门不开”,RISC-V在世界范围内才逐渐步入发展热潮。在中国,由于美国对华为、中兴等高科技公司的芯片打击。中国高度关注开源的RISC-V项目。

相继成立了中国RISC-V产业联盟和中国开放指令生态系统(RISC-V)联盟。2019年5月才开始准备在中国深圳、成都、上海、杭州、北京5个城市的RISC-V进行路演,以推动RISC-V在中国的产业化。RISC-V和ARM都是基于RISC指令,所以常规优点都差不多(下一节有介绍)。但RISC-V是免费开源的,而ARM是收费授权的。

这一点,可以让基于RISC-V架构的芯片设计者会更多。但这需要时间积累,ARM花了几十年时间才有今天广泛采用ARM架构的CPU出来,RISC-V要想短时间内超过ARM完全没有可能。先得把RISC-V架构产业化,然后要有广泛的芯片厂家认可,市场认可才会有自己的良好生态。2、ARM架构的发展和优势ARM架构最早它起源于英国的Acorn计算机公司,该公司主要为赌博机生产微控制器,但却破天荒接到英国BBC的一个供货订单。

它为了完成这个订单,找了当时市面上的主流的芯片公司包括摩托罗拉、英特尔。但是一个不满足,一个太贵。最终决定自己开发芯片。于是他们用RISC指令设计出了第一代ARM。1990年,Acorm公司运和苹果合作成立了ARM公司。开始他们生产的芯片销售业绩并不是很好。于是,ARM决定改变策略,不再生产芯片,转而以授权的方式,将设计方案转让给其他公司,即“Partnership”开放模式。

也正因为这个模式,ARM公司非常专注于架构设计,它的架构越做越好。充分发挥出了自己的架构的优势:性能够用,功耗很低,体积很小,价格低廉。所以,ARM架构在嵌入式、消费电子领域应用非常广泛。当然这也得益于ARM专注于设计,而芯片设计留给了外面大量的厂家。使得ARM架构的生态在特定领域非常好。3、英特尔的X86架构发展和优势英特尔不用我介绍,大家都非常熟悉了。

它的X86架构采用的是CISC指令集(复杂指令集)。从计算机发展之初就一直是为提高性能而服务的架构,RISC只不过是觉得CISC指令集很多指令用到频率不高,为了省钱精简而来的。确实在嵌入式和消费电子领域确实有很多优势(毕竟这些领域性能要求不高,功耗需要控制到位)。但是在需要高性能、不是特别在乎功耗的计算机领域,英特尔已经是公认的霸主。

就连AMD也只能跟在后面分点汤喝。英特尔的X86架构优势非常明显,主要体现在性能强劲,扩展能力非常强,兼容性非常好,软硬件生态已经非常完善。这些个优点不是一朝一夕能够达到的,就算英特尔自己也是花了好几十年沉淀下来的。作为新生RISC-V架构,连特定领域的ARM架构恐怕都得很长时间来迎头赶上。和英特尔比,那几乎是不可能的了。

因为你的基础就是RISC,目标就是低功耗上性能够用就行。再加上软硬件生态沉淀。想超越英特尔还是洗洗睡吧,不知道要到猴年马月。总结综上所述,RISC-V基础是RISC,和ARM的基础是一样的,但是ARM架构生态已经很完善,RISC-V短时间无法超越ARM架构。至于基于CISC的X86架构,人家的高性能、高扩展、高兼容以及非常完善的软硬件生态。

处理器的微架构是什么?它与指令集的关系是什么?

我们在装机,挑选硬件尤其是CPU时,总会听到“采用xxx架构的xxx处理器”,而通常我们在选择CPU时,很多玩家也会考虑购购买什么架构的处理器。而到现在智能手机成为主流的时代,我们也知道了什么叫“苹果A12”“高通骁龙855”。虽然我们都在说架构,但是还有一个与处理器息息相关的名词,叫做指令集。虽然很多朋友也知道“x86”“Arm”,但是“微架构”与“指令集”有什么关系呢?Skylake处理器架构细节之一首先要看这两个名词是面向什么的。

文章TAG:指令集架构套路颠覆

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