目前我们购买手机或者电脑时,CPU是最重要的一项参数,CPU的好坏或者性能只能决定手机或者电脑的价格,性能越高,价格越贵。
说起CPU,总能看到什么什么架构的。一般我们看到的是X86和arm。此外还有MIPS(龙芯)、PowerPC、RISC-V、Alpha、SPARC等很多架构,要知道他们有什么不同,你首先得明白什么是架构,这里先科普下。
MIPS
MIPS指令集始于1981年,由图灵奖得主、谷歌母公司董事长John Hennessy创办,在移动、嵌入式领域曾经也非常火爆,技术理念也非常先进,64位MIPS比ARM还要早,被视为三大CPU指令之一。
和Intel采用的复杂指令系统计算结构(CISC)相比,RISC具有设计更简单、设计周期更短等优点,并可以应用更多先进的技术,开发更快的下一代处理器。MIPS是出现最早的商业RISC架构芯片之一,新的架构集成了所有原来MIPS指令集,并增加了许多更强大的功能。
MIPS的问题之一在于不够开放,很快就被开放授权的ARM处理器超越,MIPS也逐渐失去了市场,MIPS公司2017年被Imagination公司,后者手握PowerVR GPU授权,原本打算整合CPU、GPU优势卷土重来,然而也没起色,MIPS又在2018年被转手给Wave Computing。
现在,MIPS母公司Wave Computing索性放弃了MIPS,日前宣布转向RISC-V阵营,这是过去几年中发展最快、最有前途的CPU指令集之一,现在Wave Computing正在开发的处理器就是基于RISC-V的。
RISC-V
RISC-V是基于精简指令集计算(RISC)原理建立的开放指令集架构(ISA),V表示为第五代RISC(精简指令集计算机),表示此前已经四代RISC处理器原型芯片。每一代RISC处理器都是在同一人带领下完成,那就是加州大学伯克利分校的David A. Patterson教授。
RISC-V ISA可以免费地用于所有希望的设备中,允许任何人设计、制造和销售RISC-V芯片和软件。图1展示了此前的四代RISC处理器原型芯片。它虽然不是第一个开源的的指令集(ISA),但它很重要,因为它第一个被设计成可以根据具体场景可以选择适合的指令集的指令集架构。
RISC-V正在成为硅谷、中国乃至全球IC设计圈的热门话题,有人将之比作“半导体行业的Linux”。
美国国防高级研究计划局(DAPRA)已连续多年通过专项方式支持RISC-V指令集的研究和实用化。2017年,印度政府大力资助基于RISC-V的处理器项目,RISC-V成为印度的事实国家指令集。我国RISC-V虽然处于起步阶段,但是发展非常迅速。2018年10月17日,中国RISC-V产业联盟成立,标志着我国在RISC-V生态系统建设上正式迈出了坚实的一步。
是目前最流行的开源CPU指令集。
Alpha和SPARC
这两个CPU指令集你一定没有听说过,因为他们主要是运行在服务器上,并且只有自驾公司使用。
“alpha架构”由美国DEC公司研制,主要用于64位的 RISC 微处理器,支持的系统有:UNIX、Linux、WindowsNT4等。后来DEC公司被美国惠普收购,而惠普的精力主要在“X86架构”的个人电脑,所以对“alpha架构”没有加以发展,而是打包出售。
alpha架构最有名的例子就是神威·太湖之光,无锡的江南计算所买了alpha架构的所有设计资料,用于研制超级计算机,所以成就了神威·太湖之光超级计算机位列全球第三的傲人成绩。
而SPARC架构,目前已经绝迹。2017年,Oracle正式放弃硬件业务,期中就包含SPARC处理器。
1987年,SUN和TI公司合作开发了RISC微处理器——SPARC。SPARC微处理器最突出的特点就是它的可扩展性,这是业界出现的第一款有可扩展性功能的微处理器。SPARC的推出为SUN赢得了高端微处理器市场的领先地位。
目前最火的三大CPU架构就是ARM、x86和RISC-V,前两个有丰富的软硬件生态支持,而RISC-V由于开源的特性,受到全国的亲赖,可以突破ARM、x86的限制,研制自己的CPU。
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