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CUP架构:X86架构与Arm架构_arm架构和x86架构

arm架构和x86架构

         X86架构和ARM架构是主流的两种CPU架构,X86架构的CPU是PC服务器行业的老大,ARM架构的CPU则是移动端的老大。

        X86架构和arm架构实际上就是CISC与RISC之间的区别,很多用户不理解它们两个之间到底有哪些区别,实际就是它们的领域不太相同,然后追求也不相同。

二、X86架构和Arm架构区别

1、追求不同:

X86主要追求性能,但会导致功耗大,不节能,

而ARM则是追求节能,低功耗,但和X86相比性能较差。

2、领域不同:

ARM主要应用于移动终端之中,类如手机,平板等,

而X86则是主要应用于Intel,AMD等PC机,X86服务器中。

3、本质不同:

X86采用CISC复杂指令集计算机,

而ARM采用的是RISC精简指令集计算机。

4、CISC与RISC的不同

CISC是复杂指令集CPU,指令较多,因此使得CPU电路设计复杂,功耗大,但是对应编译器的设计简单。

RISC的精简指令集CPU,指令较少,功耗比较小,但编译器设计很复杂,它的关键在与流水线操作能在一个时钟周期完成多条指令。

ARM架构和X86架构之间区别

一、性能
        X86结构的电脑肯定比ARM结构的系统在性能方面要更快、更强。因为 x86 偏向于高性能和高速度,而 ARM 则是偏向于高效率和低功耗。X86的CPU可以随便达到1G以上、双核、四核大行其道;而ARM方面:CPU通常是几百兆,最近才出现1G左右的CPU,制程通常使用不到65nm制程的工艺,可以说在性能和生产工艺方面ARM根本不是X86结构系统的对手。
        但ARM的优势不在于性能而在于效率,我们知道现在的指令系统分为 复杂指令集(CISC) 和 精简指令集(RISC),ARM采用RISC精简指令集,在完成综合性工作方面处于劣势,但在一些任务相对固定的应用场合其优势就能完全展现出来。

二、操作系统的兼容性
        X86架构由Microsoft及Intel一统天下,垄断PC操作系统近30年,深深固化了众多用户的使用习惯,并且X86架构在硬件和软件开发方面已经形成统一的标准,因此X86架构在兼容性方面具有无可比拟的优势。
        ARM架构则是几乎采用Linux操作系统,而且几乎所有的硬件系统都要单独构建自己的系统,与其他系统不能兼容,因此导致其应用软件app不能方便移植,这一点严重制约ARM系统的发展和应用。Google开放Android系统后,统一了ARM结构电脑的操作系统,使得新推出基于ARM结构的电脑系统有了统一、开放式、免费的操作系统,为ARM的发展提供了强大的支持和动力。

三、能耗
        X86电脑因考虑性能以及速度。由于x86电脑发展的方向和模式,使其功耗一直居高不下,一台电脑随便就是几百瓦,即使是号称低功耗节能的手提电脑或上网本,也有十几、二十多瓦的功耗,这与ARM结构的电脑就无法相比。

四、64位计算
        对于64位计算,ARM和Intel也有一些显著区别。Intel并没有开发64位版本的x86指令集。64位的指令集名为x86-64(有时简称为x64),实际上是AMD设计开发的。Intel想做64位计算,它知道如果从自己的32位x86架构进化出64位架构,新架构效率会很低,于是它搞了一个新64位处理器项目名为IA64。由此制造出了Itanium系列处理器。
同时AMD知道自己造不出能与IA64兼容的处理器,于是它把x86扩展一下,加入了64位寻址和64位寄存器。最终出来的架构,就是 AMD64,成为了64位版本的x86处理器的标准。IA64项目并不算得上成功,现如今基本被放弃了。Intel最终采用了AMD64。Intel当前给出的移动方案,是采用了AMD开发的64位指令集(有些许差别)的64位处理器。
而ARM在看到移动设备对64位计算的需求后,于2011年发布了ARMv8 64位架构,这是为了下一代ARM指令集架构工作若干年后的结晶。为了基于原有的原则和指令集,开发一个简明的64位架构,ARMv8使用了两种执行模式,AArch32和AArch64。顾名思义,一个运行32位代码,一个运行64位代码(详情戳)。ARM设计的巧妙之处,是处理器在运行中可以无缝地在两种模式间切换。这意味着64位指令的解码器是全新设计的,不用兼顾32位指令,而处理器依然可以向后兼容。
 

X86 VS ARM

        X86架构(The X86 architecture)是微处理器执行的计算机语言指令集,指一个intel通用计算机系列的标准编号缩写,也标识一套通用的计算机指令集合。x86泛指一系列基于Intel 8086且向后兼容的中央处理器指令集架构。

Intel在早期以80x86这样的数字格式来命名处理器,包括Intel 8086、80186、80286、80386以及80486,由于以“86”作为结尾,因此其架构被称为“x86”。由于数字并不能作为注册商标,因此Intel及其竞争者均在新一代处理器使用可注册的名称,如奔腾(Pentium)、酷睿(Core)、锐龙(Ryzen,AMD推出)。

x86的32位架构一般又被称作IA-32,全名为“Intel Architecture, 32-bit”。其64位架构由AMD率先推出,并被称为“AMD64”。之后也被Intel采用,被其称为“Intel 64”。一般也被称作“x86-64”、“x64”。

值得注意的是,Intel也推出过IA-64架构,虽然名字上与“IA-32”相似,但两者完全不兼容,并不属于x86指令集架构家族。广义的x86架构, 泛指支持x86和x64架构的intel, amd的cpu, 但不包含ia64(安腾)

        ARM架构,曾称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。还有基于ARM设计的派生产品,重要产品包括Marvell的XScale架构和德州仪器的OMAP系列。

        ARM家族占比所有32位嵌入式处理器的75%,成为占全世界最多数的32位架构。

        ARM处理器广泛使用在嵌入式系统设计,低耗电节能,非常适用移动通讯领域。消费性电子产品,例如可携式装置(PDA、移动电话、多媒体播放器、掌上型电子游戏,和计算机),电脑外设(硬盘、桌上型路由器),甚至导弹的弹载计算机等军用设施。

在数据中心需求增长的趋势下,核心芯片的角逐越演越烈。ARM已经进军服务器市场,ARM单核的面积仅为 X86 核的 1/7,同样芯片尺寸下可以继承更多核心数。通过“堆核”的方式,使得ARM架构处理器在性能快速提升下,也能保持较低的功耗。

根据Ampere给出的数据,其CPU的性能超越传统x86处理器3倍,性能功耗比领先近4倍。与 x86 服务器CPU相比,Ampere Altra 系列可用50%的能耗,提供200%的性能。

三、六大国产cpu厂商

六大国产cpu厂商。

        海光、兆芯采用x86架构,基于此架构性能强于其他架构,软硬件应用生态以及更可持续的迭代发展,在国产商业市场竞争中拔得头筹。

        鲲鹏、飞腾采用ARM 架构,也基于此研发了多样化的产品,在国产商业市场中占据一定份额,由于受到授权条款限制,产品迭代及市场前景不确定性大大增强。

        申威、龙芯则是早期采用Alpha架构及MIPS架构,后期在Alpha架构及MIPS架构基础上,形成了SW-64和LoongArck架构。基于引进架构自研了新架构,在国家的扶持下,上层应用生态逐步搭建,QQ、WPS这些软件也渐渐能跑起来了。
目前,自研架构生态问题尚不稳定,使用反馈有待改善。
此外在可控程度上,申威、龙芯>飞腾、鲲鹏>海光、兆芯;申威、龙芯居于首位,其余需要授权,局限较大。

怎么判断处理器是x86还是arm?

1、uname -r : 显示操作系统的发行版号
2、uname -a :显示系统名、节点名称、操作系统的发行版号、内核版本等等。

 系统名:Linux

节点名称:qyw

操作系统的发行版号:
3.10.0-957.21.3.el7.x86_64

命名规则

       主版本号:3

       次版本号:10【奇数为开发版本,偶数为稳定版本】

       修订版本号:0【修改的次数】

      此次版本的第N次修改:957

       el7:redhat enterprise linux 7

       x86_64:编译框架(64位)

内核版本:#1 SMP Tue Jun 18 16:35:19 UTC 2019

硬件平台:x86_64

机器硬件名:x86_64

系统处理器的体系结构:x86_64

操作系统:GNU/Linux

hostnamectl

  1. [root@localhost ~] hostnamectl # status
  2. Static hostname: cdh1
  3. Icon name: computer-server
  4. Chassis: server
  5. Machine ID: e9b05280560a4af4a6af98b31c11abda
  6. Boot ID: 0130f463c0fa4d429d117169a2e895e3
  7. Operating System: CentOS Linux 7 (Core)
  8. CPE OS Name: cpe:/o:centos:centos:7
  9. Kernel: Linux 3.10.0-1127.el7.x86_64
  10. Architecture: x86-64

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