CPU 的系统架构

Posted on Wed, 25 Dec 2024 10:37:14 +0800 by LiangMingJian

概述 #

当今市场上的 CPU 主要分为两大阵营，一个是以 intel、AMD 为首的复杂指令集 CPU（ 如 X86 ），另一个是以 IBM、ARM 为首的精简指令集 CPU（ 如 ARM ）。

复杂指令集，CISC‌的特点‌是：指令复杂多样，只使用单条指令便可以完成多步操作，硬件逻辑复杂但编程效率高。代表架构 x86，x86-64 等。

简单指令集，RISC的特点是：指令精简固定，执行速度快，硬件设计简单，功耗低。代表架构‌：‌ARM，AArch64 等。

X86（32位） #

X86 架构原称 IA-32，是指美国 Intel 公司为其第一块 CPU i8086 专门开发的一种 32 位复杂指令集。X86 的这个别称来自于那些以 86 结尾的处理器型号，比如 8086、80286、80386 处理器。

因此，X86，IA-32，x86-32 可以说是同一个东西。

AMD64（64位） #

随着时代发展，32 位系统逐渐被淘汰，Intel 首先设计出 64 位系统的复杂指令集 IA-64，但由于其与 32 位指令集不兼容，因此渐渐被人们所淘汰。

同一时刻，AMD 公司基于 X86 设计出一个兼容 32 位的 64 位复杂指令集，名字叫做 AMD64，在后续的使用中，AMD64 逐渐被业界接受，成为了 x86 在 64 位平台的事实标准。

最后，在 AMD64 被大众接受之后，Intel 不得不兼容这个指令集。而 Intel 为了避嫌，将 AMD64 改为 x86_64。

因此，AMD64，x86_64，x64，可以说是同一个东西。

ARM（32位） #

ARM 架构是一种‌低功耗、高性能的精简指令集计算架构‌，由英国 ARM 公司设计。

由于 ARM 架构节能的特点，因此其经常用于硬件嵌入式设备，手机，智能家居等方面。比如高通的骁龙、华为的麒麟、苹果的 M1，以及联发科的天玑。

ARM 根据版本不同，有不同的叫法，比如：‌ARMv6，ARMv7 和 ARMv8 ARMv9。

需要注意的是，不同版本的 ARM 架构会存在兼容性问题，因此打包时需要特别关注。

AArch64（64位） #

与 X86 架构一样，ARM 架构也有 64 位版本，ARM 架构的 64 位版本称为 AArch64。

自 ARMv8‌ 开始（ARM 架构的第 8 个版本），ARM 开始引入 64 位架构，而 AArch64 就是最终产物。

需要注意的是，AArch64 不是一个单纯的 32 位 ARM 构架扩展，而是 ARMv8 内全新的构架，它是 ARMv8 的一种执行状态，完全使用全新的 A64 指令集。与 AArch64 相对应的 AArch32，则执行原有用于 ARMv7 及之前的 32 位代码。可以这么说 ARMv8 包括 AArch64 和 AArch32。

因此，AArch64，ARM64，可以说是同一个东西。