多多云ARM安卓虚拟化科普IARM架构、指令集等如何通俗理解?

发布于:2023-01-20 ⋅ 阅读:(461) ⋅ 点赞:(0)

大家好,我是七七,欢迎来到我们的频道,一起见证ARM架构的崛起。
在了解了复杂指令集和精简指令集的区别后,我们接着看一下架构、微架构、芯片研发、手机SoC这几个概念。

ARM安卓虚拟化科普IARM架构、指令集、微架构如何通俗理?


CPU的基本组成单元即为核心(core)。我们经常听说的,某个CPU 4核、8核,说的就是这个。
核心的实现方式被称为微架构。指令集和微架构不是一回事。

指令集是一种语言,也是一种芯片设计需要遵循的规范。微架构是某种指令集在电路层面的具体呈现,对于非专业人士,可以简单理解为电路怎么设计。同一种指令集,可以做出不同的微架构。同样属于X86,英特尔和AMD的CPU,里面的微架构是不一样的。

我们常说的“架构”,一般指的是指令集架构。如果说某个芯片属于ARM架构,是说他使用了ARM的指令集架构。不过,也有人把微架构,简称为架构。
ARM公司不仅自己生产了ARM指令集,还研发了各种不同的微架构对外授权,收版权费。ARM指令集的最新版本已迭代至ARMv9,具体的微架构如Cortex-X1、Cortex-X2。联发科天际9000和高通骁龙895两款芯片都采用了Cortex-X2,而华为海思麒麟9000,使用的是ARMv8对应的IP Cortex-A77。华为鲲鹏920,使用的是ARMv8指令集,华为有永久授权。


我们常说的CPU研发,一般指的是微架构的研发,技术难度极高。全球能独立研发ARM微架构的企业,只有ARM公司、苹果(swift)、华为等少数几家,其他大部分是从ARM公司购买的授权。  相对于自己开发微架构,购买授权组装成芯片使用或销售,技术难度要低很多。
微架构研发完成后,接下来就是将其组装成芯片了。过去的芯片仅包括CPU部分,现在大量的芯片集成了CPU、GPU、IO等多种不同的功能组件。电脑里,CPU就是CPU,没有其他东西。而手机不一样,CPU是中央处理器,现在的手机芯片不能和CPU划等号。
手机芯片基本都是SoC模式(学名片上系统),是将CPU、GPU、存储器、接口控制模块、各种总线集成在一起。手机芯片中,不光有CPU,还有GPU、ISP、DSP、存储器、通信基带、接口控制模块、各种互联总线等。苹果M2芯片就是8核CPU+10核GPU。

为什么这做呢?主要是因为,手机是高度集成化的东西,内部空间非常小,不允许像电脑一样可以装了CPU,再配显卡、内存,必须以节约空间为原则。而且集成度越高,功耗越小,越不容易坏,不会出现兼容性等问题。
好了,我们简单总结一下:架构一般指的是指令集架构;芯片研发指的是微架构研发;芯片和CPU不能直接划等号,现代芯片还包括各种外围组件;手机芯片指SoC芯片,是包括CPU、GPU、存储、通信基带等在内的一整套模块。
这期内容就到这里,我们下期再见!