Auteur: Mao Fuli
Reproduit de la technologie des capteurs
Une unité centrale de traitement (CPU) est constituée de trois parties l'opérateur, le contrôleur, registres, voir l'opérateur joue littéralement le rôle de fonctionnement, le processeur de contrôleur est chargé de délivrer les informations requises par chaque instruction, un registre d'économie d'opération est certains fichiers temporaires ou des instructions de sorte qu'il peut assurer des vitesses plus élevées.
CPU avec des instructions pour effectuer des opérations de traitement, temps de contrôle, le rôle du traitement des données quatre, métaphoriquement parlant, CPU comme notre cerveau pour nous aider à compléter une variété d'activités physiologiques. Donc, s'il n'y a pas de processeur, l'ordinateur est un tas de déchets, le travail non. Le dispositif mobile est très complexe, dont ils ont besoin pour exécuter ces instructions CPU à des millions, pouvons-nous attendre à courir dans la direction et la vitesse du processeur et l'efficacité énergétique sont critiques. Vitesse affecte l'expérience utilisateur et l'efficacité affectent la vie de la batterie. Dispositif mobile idéal est une combinaison de haute performance et à faible consommation d'énergie.
l'architecture CPU fabricants de CPU est d'appartenir à la même série de CPU d'un objectif principal de spécification produit donné est de faire la distinction entre les différents types de CPU marque importante.
Dans le monde de l'informatique, le terme « architecture » est utilisé pour décrire une machine abstraite, plutôt qu'une mise en uvre de la machine spécifique. En général, une architecture de CPU a un jeu d'instructions qui consiste à ajouter des registres.
De la CPU à la présente invention, il y a une grande variété d'architectures, de l'X86 familier, ARM, à moins familiers avec MIPS, IA64, l'écart entre eux est très grande. Mais si la logique de base du point de vue de la classification, ils peuvent être divisés en deux catégories, la soi-disant « jeu d'instructions complexe » et système « jeu d'instructions réduit », qui est souvent vu « CISC » et « RISC » .
« Jeu d'instructions » et la « architecture » de ces deux termes sont synonymes. x86, ARM, MIPS est le plus commun et considéré comme relativement architectures les processeurs les plus connus. ·
l'architecture x86
Intel x86 ou 80x86 est le premier développement et la fabrication d'une architecture de microprocesseur dit Pan. Le nom de la série est basée sur le nombre de processeurs précédents pour représenter, et « 86 » comme la fin, y compris Intel 8086,80186,80286,80386 et 80486, donc l'architecture est appelée « x86 ».
l'architecture x86 introduit en 1978 et Intel 8086 processeur central d'abord apparu, il était le processeur Intel 8008 a évolué, et 8008 est le développement de l'auto-Intel 4004. IBM PC 8086 a été choisi après trois ans, après la plate-forme x86 est devenu un ordinateur standard, l'architecture est devenue jamais CPU le plus de succès. 8086 est un processeur 16 bits, jusqu'à 1985 pour développer 32 bits 80386, a maintenu l'architecture est de 16 yuans. Ensuite, une série de processeurs représentent une légère amélioration de 32 yuans l'architecture, nous avons lancé plusieurs expansion jusqu'en 2003 l'architecture AMD pour le développement d'une extension 64 bits, et nommé AMD64. Par la suite, Intel a également introduit un processeur compatible et nommé Intel 64. Les deux sont généralement désignés sous x86-64 ou 64 bits, la création d'un x86 ère 64 bits.
Intel dès la coopération proposé l'architecture 64 bits indépendante pour une utilisation dans la famille de processeurs Itanium avec Hewlett-Packard dans les années 1990, cette architecture est appelée IA-64. IA-64 est une nouvelle architecture, l'architecture x86 et il n'y a aucune similitude.
l'architecture x86 est important de longueur variable instruction CISC. Word (mot de 4 octets) longueur permet adresse de mémoire d'accès en mémoire non alignée, l'octet de poids faible des ensembles de mots sont stockés dans la première mémoire. La compatibilité ascendante a été derrière le développement d'une architecture x86 force motrice (nécessité de la conception détermine les facteurs conduisent souvent à la critique, en particulier des défenseurs et adversaires théoriciens du processeur, ils sont pour une large gamme de Je croyais être derrière le succès continu de la conception de l'architecture perplexe). Mais dans la micro-architecture nouveau processeur x86 x86 serait en instructions RISC comme microinstructions Zaiyu exécuté pour obtenir la performance RISC superscalaire peut être comparé, tout en conservant la compatibilité ascendante.
Aujourd'hui, nous sommes fondamentalement en face de l'ordinateur d'architecture x86 PC. Si vous voulez essayer d'autres architectures informatiques, la première chose à considérer est de savoir si d'abandonner les systèmes Windows. (Remarque: Windows 8 de Microsoft a commencé à soutenir deux architectures x86 et ARM) ·
l'architecture ARM
l'architecture ARM (anciennement connu sous le nom Advanced RISC machine (Advanced RISC Machine), précédemment connu sous le nom Acorn RISC Machine) est un 32 - l'architecture de l'unité centrale de traitement (processeur) ensemble (RISC) d'instructions réduit de bits, qui est largement utilisé dans de nombreux systèmes embarqués de conception (embarqués). En raison des caractéristiques d'économie d'énergie, les processeurs ARM idéal pour les communications mobiles, conformément à ses objectifs de conception primaire pour les caractéristiques de faible consommation d'énergie. Aujourd'hui, la famille ARM représente 75% de la proportion de l'ensemble processeur embarqué 32 yuans , ce qui en fait l'un des plus représenté au monde pour la majorité de l'architecture 32 bits. processeur ARM peut être vu sur de nombreux produits électroniques grand public, du dispositif portable (PDA, téléphones mobiles, lecteurs multimédias, des jeux vidéo de poche, et l'ordinateur) à un périphérique d'ordinateur (disque dur, un routeur de bureau) même missiles ordinateur de bord et d'autres installations militaires à la fois sa présence. Dans le prolongement de cette importante famille de produits comprend également l'architecture Marvell XScale et les séries OMAP de TI.
l'architecture ARM RISC comprend les fonctionnalités suivantes:
1, l'architecture de chargement / stockage.
2, le jeu d'instructions orthogonal (accès arbitrairement des instructions de mode d'adressage peuvent accéder aux données jeu d'instructions Orthogonal)
3, un grand nombre de 16 × réseau de registres de 32 bits (fichier de registres).
4, le code d'opération fixe de 32 bits (opcode) de longueur, ce qui réduit la quantité de code générée consommation, ce qui réduit la charge du décodage et de traitement en pipeline.
5, la plupart d'entre eux sont une exécution du cycle CPU.
Pour renforcer cette conception simple, le processeur par rapport à la même période de l'Intel 80286 et Motorola 68020, une conception spéciale aussi payer:
1, la plupart des instructions peuvent être exécutées expression conditionnelle, ce qui réduit la charge générée lorsque la branche, constituent un facteur prédictif de la branche (prédicteur de branche) de.
2, l'instruction ne fera que changer les conditions de codage arithmétique (de conditioncode) sur demande.
3,32 bits de type décaleur (de barrel shifter) peut être utilisé pour effectuer la plupart des calculs et les instructions arithmétiques d'adresse sans perte de performance.
4, un puissant mode d'adressage indexé (mode d'adressage).
5, mais la priorité simplifiée rapide double interruption sous-système, ayant un ensemble de registre commutable.
Aujourd'hui, la famille ARM représente 75% de la proportion de tous les processeurs embarqués 32 yuans, ce qui en fait l'une des meilleures architectures 32 bits ont représenté la majeure partie du monde. processeurs ARM peuvent être vus dans de nombreux produits électroniques grand public, des appareils portables (PDA, téléphones mobiles, lecteurs multimédias, des jeux vidéo de poche, ordinateurs) à des périphériques informatiques (disques durs, les routeurs de bureau), même dans le missile l'ordinateur de bord et d'autres installations militaires à la fois sa présence.
l'architecture MIPS
Architecture MIPS (Anglais: MIP Sarchitecture, « aucun étages de pipeline emboîtés interne d'un microprocesseur sans microprocesseur Interlocked Pipeline étapes des abréviations, aussi Millionsof instructions par seconde langue concernée), prendre un jeu d'instructions réduit (RISC) traitement l'architecture, en 1981, les développeurs et autorisés par MIPS Technologies, largement utilisé dans de nombreux produits électroniques, équipements de réseau, dispositif de divertissement personnel et de l'équipement d'affaires. le mécanisme est d'utiliser pleinement la solution logicielle pour éviter les problèmes relatives aux données dans le pipeline. il a d'abord été mis au point par une équipe de recherche dirigée par le professeur Hennessy de Stanford (Stanford) Université .MIPS série R de l'entreprise est sur cette base, développée au début des années 1980 par microprocesseur RISC produits industriels. ces produits emploient autant de sociétés informatiques constituant les différents postes de travail et des systèmes informatiques.
MIPS affaires puce architecture RISC est l'un des premiers apparence. L'architecture MIPS et la conception plus avancée, mettant l'accent sur la synergie du matériel et des logiciels pour améliorer les performances, tout en simplifiant la conception du matériel.
En 2002, le calcul de l'Académie des Sciences de Chine a commencé le développement de processeurs Godson, l'architecture MIPS, mais la société MIPS non autorisées, a été accusé d'infraction. En 2007, la société a conclu une entente avec MIPS Académie des sciences, dûment autorisé. Chinois Godson 2 et les produits de la génération précédente sont utilisés dans l'architecture d'instructions MIPS 64 bits. Dans le passé, les produits d'architecture MIPS commune dans le segment des stations de travail, consoles Sony PS2 utilisé « Emotion Engine » a également utilisé l'instruction MIPS, les performances de ces processeurs MIPS sont très forts, tandis que le Godson 2 appartiennent également à ce camp, dans le produit logiciel mentionné ci-dessus entièrement compatible.
ARM et MIPS
Par rapport à l'activité courante de la architecture la plus réussie ARM, MIPS principaux avantages sont les suivants:
1, MIPS supports 64Bit instructions et opérations, ARM actuellement seulement à 32 bits.
2, MIPS ont un diviseur spécial peut diviser instruction.
. 3, le noyau MIPS registre deux fois plus nombreux ARM, MIPS de sorte que la performance de la même puissance plus faible que ARM, le bras de meilleures performances que la même puissance.
4, l'instruction MIPS ARM un peu plus un peu, un peu flexible.
5, le point de vue que ce registre MIPS de performance des banques est également meilleure que ARM, mais n'ont pas vu le test peut être pris en compte.
MIPS ci-dessus pour les avantages comparatifs de l'architecture ARM, nous allons jeter un regard sur les insuffisances de l'architecture MIPS, par rapport à l'architecture ARM, l'architecture MIPS il y a aussi les inconvénients suivants:
1, MIPS à partir des problèmes d'adresse de mémoire, qui ont conduit à des restrictions MIPS en termes de mémoire et de soutien de cache, et maintenant le processeur MIPS unique de base a rencontré des problèmes lorsque la mémoire à haute capacité.
2, la direction du futur MIPS est fils parallèles, similaire à l'Hyper-threading Intel et ARM est la direction de l'avenir du développement de multi-coeurs physique, de la physique multi-coeurs apparaît maintenant dominant. Dans cette perspective, Godson de la Chine au développement multi-core est encore assez visionnaire.
3, MIPS bien que la structure est plus simple, mais toujours à l'ordre maintenant à une émission unique, le désordre ARM a évolué à une double émission, même NV Denver brouillées trois déjà lancé.
Les deux sont aussi de grandes différences dans les entreprises, ARM est très coûteux et ne peut pas changer arbitrairement le noyau lui-même. Les MIPS ouvriront plus. (Cela aussi, Godson pourquoi ne pas utiliser l'architecture ARM.)
l'architecture ARM et X86
Comparaison des performances
système informatique d'architecture X86 en tout cas que l'architecture ARM en termes de performance est beaucoup plus rapide, beaucoup plus forte. horloge CPU vitesse X86 de juste que 1 GHz ou plus, dual-core, populaire quad-core, maintenant couramment utilisé processus de production de processus de 22nm et les aspects ARM: CPU typiquement quelques méga-octets, environ 1G CPU sont apparues que récemment, processus généralement l'utilisation 32nm ou la technologie 45nm, on peut dire des adversaires en termes de performance et le processus de production ne sont pas l'architecture ARM système X86.
Mais l'avantage ARM n'est pas que l'efficacité du rendement solide, l'utilisation de l'instruction ARM RISC mis en ligne d'assemblage, dans la réalisation d'un travail complet simplement un désavantage, et dans certaines tâches des applications relativement fixe où ses forces peut sur sa tête.
contraste Évolutivité
construction informatique X86 d'une approche « pont » avec le dispositif d'expansion (par exemple: les disques durs, mémoire, etc.) sont connectés, et l'architecture x86 informatique dans près de 30 ans, son soutien extension du type d'équipement, le prix est relativement pas cher, donc x86 la structure informatique peut facilement être propriétés étendues, telles que la mémoire accrue, disque dur et autres.
Architecture des ordinateurs ARM est par le biais d'une interface de données dédiée permet à la CPU et les périphériques de stockage de données sont connectés, le stockage ARM, la mémoire et d'autres amélioration de la performance est difficile (généralement la conception des produits a décidé de sa capacité de stockage mémoire et de données), de sorte que l'utilisation d'ARM l'architecture du système, ne considèrent généralement pas l'expansion. Base poursuivant un principe de « assez bon ».
Compatibilité du système d'exploitation
système X86 construit par alliance Microsoft et Intel Wintel pour dominer le monde, un monopole sur les systèmes d'exploitation PC depuis près de 30 ans, la formation d'une énorme base d'utilisateurs, mais aussi guérir profondément les habitudes de nombreux utilisateurs, alors que les systèmes x86 déjà dans le développement matériel et logiciel former une norme unifiée, la quasi-totalité de la plate-forme matérielle x86 peut être utilisé directement au système windows de Microsoft, et maintenant presque tous les outils populaires, donc les systèmes x86 ont un avantage sans équivalent en termes de compatibilité.
La quasi-totalité du système ARM utilise le système d'exploitation basé sur Linux, et pratiquement tous les systèmes matériels doivent construire son propre système distinct, n'est pas compatible avec d'autres systèmes, qui a également conduit à ses applications logicielles ne peuvent pas être facilement portable, qui a été sévèrement restreint le système ARM le développement et l'application.
Après GOOGLE développer un système ouvert Android, un système unifié d'exploitation du système informatique d'architecture ARM, le nouveau système informatique basé sur une architecture ARM, avec le système unifié d'exploitation ouvert, libre, fournit un bras puissant pour le développement de soutien et de motivation.
La diversité et la facilité d'outils de développement de logiciels peuvent être utilisés
Support logiciel, les outils de développement de logiciels, le soutien et la compatibilité et d'autres travaux, X86 a atteint un très mature et même peut être dit à la perfection. Il faut donc utiliser les systèmes informatiques X86 est non seulement un grand nombre de logiciels tiers à choisir, il y a beaucoup d'outils de programmation de logiciels peuvent vous aider à accomplir ce que vous voulez faire.
Structure bras du système informatique en raison des contraintes de contraintes de performance du matériel, système d'exploitation simplifié, et la compatibilité du système et d'autres questions, à l'origine du système informatique structure de bras n'est pas comme les systèmes informatiques X86 car il existe de nombreux outils de programmation et de logiciels tiers à choisir et utilisation, langage de programmation C ARM et ils utilisent JAVA ou C ++.
Par conséquent, basé sur une architecture x86 logiciel de développement de la plate-forme de système informatique plus facile que la structure du bras du système, plus simple, pratique et moins coûteuse, tout en plus facile de trouver des logiciels tiers (éliminant le temps et le coût de développement de leur propre), et le portage plus facile logiciel.
Comparaison puissance
ordinateur X86 en considération pour répondre aux besoins d'une variété d'applications, le développement de la pensée est: + les performances de vitesse. 20 ans à compter de la vitesse de l'ordinateur x86 d'origine du développement à quelques M 8088, il est maintenant seulement quelques G, mais aussi quelques core, sa vitesse et la performance a été soulevée mille, dix mille fois, les ordinateurs des progrès technologiques sont devenus indispensables dans la vie publique partie. Cependant, la direction du développement et le mode de x86 ordinateurs, la consommation d'énergie a été si élevé, un ordinateur est à quelques centaines de watts, même le soi-disant ordinateur portable ou netbook économie d'énergie de faible puissance, il y a dix, vingt watts de puissance la consommation, qui ne peut être comparé à l'architecture ARM de l'ordinateur.
ARM idées de conception et de développement sont: pour répondre à la demande à un domaine particulier, est la plus forte dans une zone spéciale (même si rien autrement), de sorte que son pas la technologie la plus forte du bras, le même est pas très la technologie des procédés de fabrication de pointe pour produire la performance des systèmes informatiques ne sont pas très forte, mais dans certaines applications un professionnel est le meilleur, en particulier dans un certain nombre d'applications d'utilisation finale, en particulier dans l'application terminal mobile a une domination d'avantage absolu, ce la raison est la suivante: consommer la consommation.
puissance élevée conduit à une série système X86 ne peut pas résoudre le problème: système d'endurance faible, le volume ne peut pas être réduite, une faible stabilité, des exigences élevées sur le problème de l'environnement. De là, nous pouvons voir le x86 et le système ARM est l'application du système de deux manières champs complètement différentes, il n'y a pas d'alternative entre eux, en termes de serveurs d'applications, postes de travail et d'autres le calcul haute performance, etc., ne peuvent pas être la consommation considérée et l'utilisation de conditions environnementales, le système X86 a représenté l'excellent avantage absolu, mais dans le cas de la consommation d'énergie, et les conditions environnementales, les contraintes et les tâches fixées sur ARM avantage significatif dans le domaine du terminal mobile de poche, puissance X86 il lui a fait un héros plus inutile.
De ce qui précède l'analyse comparative, nous donne une structure très claire sens de l'ordinateur ARM et X86 peut tout simplement pas comparer, ARM est tout simplement pas X86 adversaire d'ordinateur. Si l'on considère que les aspects ci-dessus au nombre, ARM ne rivalise pas avec l'ordinateur X86, même les qualifications ne sont même pas comparables. Mais près de deux ans, les produits ARM dans les applications d'utilisation finale en particulier dans le développement rapide des applications de terminaux portables (tels que: les téléphones intelligents, tablettes, etc.), ses ventes ont largement dépassé le nombre d'ordinateurs vendus architecture x86, ARM est visible avec son ordinateur architecture X86 ne peut pas comparer avec les avantages.
système X86 et système ARM devraient être deux domaines complètement différents d'application, si la fonction d'une seule application, mais aussi par des contraintes environnementales, telles que: POS, ATM, machines publicitaires multimédias (déjà existants produits ARM + DSP), les applications automobiles telles que les terminaux informatiques vous devez d'abord considérer le programme ARM, par rapport au programme ARM X86, la consommation d'énergie et compte des coûts pour un grand avantage.
Maintenant, ARM est très puissant, mais il est encore très loin de la X86, après tout, le point de départ ne sont pas les mêmes que ils ont été conçus, X86 ne peut pas faire la puissance d'ARM et ARM ne peut pas faire la performance de X86. Mais cela ne signifie pas que l'avenir ne peut occuper le bras bas de gamme, après tout, toute architecture a ses avantages, s'il est optimisé pour son application, vous pouvez éviter les faiblesses. X86 est aussi parce que la prospérité des ressources du monde entier sont optimisés pour ce fait. Si je pouvais trouver un des domaines d'application appropriés et adaptés à l'ARM, ARM ne peut pas être l'avenir ne peut pas entrer dans un niveau plus élevé.
FIN
Explorez Interview
Depuis le début de Suzhou, les plans de rédaction TechSugar à visiter une centaine entreprise de semi-conducteurs électroniques, à proximité de la ligne d'affaires, pour explorer la vérité de l'industrie, comme nous apportons plus réel, plus de gaz à la terre rapporté aux entreprises locales une chance Audible. Bienvenue au message Contact pour une entrevue lettre d'entreprise ou privée.
Explorez Interview
"Explorer interview" Past Events:
Il est semi-conducteurs Nouvelles: fenêtre de temps 5G de trois ans seulement
Manpulasi: marché des capteurs de navigation AGV route avancée
Mito semi-conducteurs: les fabricants d'équipements semi-conducteurs domestique pour survivre Apocalypse
Wen Hui technologie: capteurs « bien renifler la rose »
Sam Young High-Tech: quatre décennies d'expérience dans les services de conception puce entreprise au Japon pour voir comment le marché chinois
jeu américain semi-conducteurs de SDL: marché de la gestion de l'alimentation IC « perdent du terrain »
fortement en micro-noyau: gêné avec l'entreprise IP
TTM: PCB deux grandes tendances dans le développement technologique
