对比常用x86、ARM、MIPS架构,重点包括从32到64变化

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常见 CPU 架构

X86 和 ARM 是两种常见的 CPU 设计架构。

其他架构中,ARM 包括 ARM64,使用精简指令集(RISC)。这两种属于 32/64 位 ARM 架构的 CPU。ARM 是典型的 RISC 架构,但在发展过程中引入了部分复杂指令(若没有复杂指令,操作系统将难以运行),因此是基于 RISC 基础的 CPU,同时采用了 CISC 技术。

X86 架构

386 和 amd64(可统称为 x86 架构)采用复杂指令集。最初,Intel 发展了自己的 x86 架构,后来 AMD 也取得了 x86 授权,可自行开发 x86 架构。随后,Intel 在迁移到 64 位时推出了 ia64(x64 架构),但由于与 x86 架构不兼容,市场反应不佳。AMD 首先推出了兼容 64 位的 x86 架构(混合 32 位和 64 位的架构),即后来的 x86-64,后来 Intel 也取得了生产授权(Intel 和 AMD 之间的专利交叉较严重),也开发了 x86-64。由于 AMD 先行推出,因此 x86-64 也被称为 amd64(x86 涵盖 x86 和 x86-64 架构)

x86 目前涵盖 x86 和 x86-64 架构,因为 x86-64 完全兼容 x86。最初的 x86 是 CISC 的代表,随后逐步引入了 RISC 的一些概念,在内部指令实现方面大量模块化,准确地说是一个带有部分 CISC 技术的架构。目前主要的 x86 产品包括 Intel 的至强、酷睿、奔腾、赛扬和凌动,以及 AMD 的锐龙、APU 等。

迄今为止,虽然 Intel 和 AMD 的 x86 架构 CPU 在指令集上有很大差异,但仍然相互兼容,因此软件可以直接使用。

因此:AMD64、X86、x86-64 均指代 Intel 和 AMD 系列的 CPU,只是 x86 代表 32 位,x86-64 代表 64 位,但由于由 AMD 提出,也被称为 AMD64 处理器,这些都属于 x86 架构。请注意不要混淆 ARM 和 AMD!!

ARM 架构

ARM 多用于移动端,一般在开发和运行选择平台上不会选择它。一般以 ARM 代表的软件可以运行在 ARM 处理器上,即移动端或 Linux ARM 版本。

MIPS 架构

另一个典型的 RISC 处理器是 MIPS 架构。MIPS 是一种学术派 CPU,授权门槛极低,因此许多厂商都在制造 MIPS 或 MIPS 衍生架构。我们通常接触到的 MIPS 架构 CPU 主要用于嵌入式领域,比如路由器。

目前最活跃的 MIPS 是中国的龙芯,其 LoongISA 架构实际上是 MIPS 的扩展。

苹果、三星、高通、联发科、英伟达、海思等芯片厂商都基于 ARM 指令集,占据市场的 90%。ARM 是一家设计芯片、指令集和架构的公司,技术实力雄厚,采用精简指令集(RISC),特点是指令格式统一、种类较少且效率高。ARM 不直接制造 CPU,而是将这些技术授权给硬件厂商,从中获利。

软件选择视角

软件开发者的角度,一般会选择 x86 软件,在AMD/Intel 的 CPU 电脑上运行amd64 相当于 x86-64 位

不要误认为 amd64 是 ARM,请注意区别。

总结

CPU 涉及多种架构,因此在下载软件时,我们需要下载相应支持的软件,比如适用于 AMD 或 Intel CPU 的 Windows(尽管 ARM CPU 的 Windows 也在发展,但不是主流),下载 x86 即可。现在一般无论是 32 位还是 64 位都可以兼容安装。Windows 笔记本(AMD/Intel)主流都支持 64 位,兼容 32 位,发展迅速。

展望

英特尔计划将来完全放弃 32 位,但这是很遥远的未来。

ARM 的厂商晓龙处理器已被移动手机厂商采用,受苹果的影响(苹果从 Intel x86 软件转向自主研发的 ARM 架构),正在开发 X Exlit CPU,预计将于 2024 年上市。微软已经准备好了操作系统,联想和华硕也准备好了出货计划。虽然整个产业链上下游对接了,但消费者是否接受尚不确定。到时候如果感兴趣,可以购买,届时安装的软件将是 ARM 版本。

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