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四大主流芯片架构（X86、ARM、RISC-V和MIPS）文章目录•••1、X86架构•2、ARM架构•3、RISC-V架构•4、MIPS架构•没有所谓的“万能芯片架构”•目前市场上主流的芯片架构有X86、ARM、RISC-V和MIPS四种：其实还有第五种：龙芯指令集LoongArch，咱再等等她，等她遍地开花时。
1、X86架构X86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。
1978年6月8日，Intel 发布了新款16位微处理器 8086，也同时开创了一个新时代：X86架构诞生了。
X86指令集是美国Intel公司为其第一块16位CPU（i8086）专门开发的，美国IBM公司1981年推出的世界第一台PC机中的CPU–i8088（i8086简化版）使用的也是X86指令。
随着CPU技术的不断发展，Intel陆续研制出更新型的i80386、i80486直到今天的 Pentium 4系列，但为了保证电脑能继续运行以往开发的各类应用程序以保护和继承丰富的软件资源，所以Intel公司所生产的所有CPU仍然继续使用X86指令集。
2、ARM架构ARM架构是一个32位精简指令集处理器架构，其广泛地使用在许多嵌入式系统设计。
由于节能的特点，ARM处理器非常适用于移动通讯领域，符合其主要设计目标为低耗电的特性。
如今，ARM家族占了所有32位嵌入式处理器75%的比例，使它成为占全世界最多数的32位架构之一。
ARM处理器可以在很多消费性电子产品上看到，从可携式装置到电脑外设甚至在导弹的弹载计算机等军用设施中都有它的存在。
ARM和X86架构最显著的差别是使用的指令集不同。
3、RISC-V架构RISC-V 架构是基于精简指令集计算（RISC）原理建立的开放指令集架构（ISA），RISC-V是在指令集不断发展和成熟的基础上建立的全新指令。
RISC-V 指令集完全开源，设计简单，易于移植Unix系统，模块化设计，完整工具链，同时有大量的开源实现和流片案例，得到很多芯片公司的认可。
cpu的品牌分类
CPU的品牌主要分为英特尔和AMD两种。
英特尔处理器包括奔腾、赛扬、酷睿和至强系列。
其中奔腾和赛扬系列定位低端，酷睿系列又细分为酷睿i3、i5、i7，分别代表中端、中高端、高端。
至强系列主要应用为服务器处理器。
而AMD CPU有包括毒龙、闪龙、速龙、炫龙、皓龙、羿龙、推土机FX等系列。
其中毒龙属于早期产品，已经停产。
闪龙，低端台式处理器，已停产。
速龙代表中、高端台式处理器。
炫龙为笔记本电脑处理器。
皓龙主要是服务器处理器。
羿龙，继速龙之后新推出的四核处理器，带有三级缓存。
推土机FX系列是继羿龙之后最新的处理器。
了解电脑处理器的型号电脑处理器是电脑的核心组件之一，负责执行计算和数据处理任务。
根据功能和性能的不同，处理器被分为不同的型号和系列。
了解电脑处理器的型号对于购买电脑、升级电脑或选择适合的处理器非常重要。
本文将介绍几种常见的电脑处理器型号，以及它们的特点和适用场景。
一、英特尔酷睿系列处理器英特尔酷睿系列处理器是目前市场上最受欢迎的处理器之一。
它以其出色的性能和可靠的稳定性受到广大用户的喜爱。
酷睿系列处理器分为i3、i5、i7和i9四个级别。
1. 英特尔酷睿i3处理器酷睿i3处理器是入门级的处理器，适合日常办公和一般应用场景。
它具有较低的功耗和成本，性能良好但相对较低。
2. 英特尔酷睿i5处理器酷睿i5处理器是中阶级的处理器，适合进行一定程度的多任务处理和专业应用。
它拥有更强大的性能和更高的主频。
3. 英特尔酷睿i7处理器酷睿i7处理器是高阶级的处理器，适用于高性能需求的应用，如游戏、视频编辑和虚拟化等。
它拥有更多的核心和线程，支持超线程技术，能够处理更复杂的任务。
4. 英特尔酷睿i9处理器酷睿i9处理器是英特尔酷睿系列处理器中的旗舰级产品。
它是针对高端用户和专业应用而设计的，具有强大的多核处理能力和较高的主频。
二、AMD锐龙系列处理器AMD锐龙系列处理器是英特尔酷睿处理器的竞争对手。
它们在性能和价格上可以提供更具竞争力的选择。
AMD锐龙系列处理器也分为不同的级别，如锐龙3、锐龙5、锐龙7和锐龙9。
1. AMD锐龙3处理器锐龙3处理器是AMD处理器中的入门级产品，适合一般办公和轻度应用。
它具有良好的性能和低廉的价格。
2. AMD锐龙5处理器锐龙5处理器是AMD处理器中的中阶级产品，适合进行多任务处理和一些专业应用。
它提供了较高的性能和较低的价格。
3. AMD锐龙7处理器锐龙7处理器是AMD处理器中的高阶级产品，适用于需要较高处理能力的专业应用，如视频编辑和3D渲染等。
它提供了更多的核心和线程，并拥有较高的主频。
中国国产处理器产业的发展历程近年来，中国国产处理器产业经历了快速发展的历程，成为国家高科技产业的重要组成部分。
下面将从三个方面来介绍中国国产处理器产业的发展历程。
一、起步阶段（2001-2010年）在2001年，中国国产处理器产业的起步阶段开始。
当时，中国国产处理器产业主要依赖进口技术和产品，国内的处理器市场被外国品牌垄断。
为了推动国产处理器产业的发展，中国政府提出了一系列政策措施，包括推动技术创新、加强人才培养、优化产业布局等。
同时，一些国内企业开始投资研发自主品牌处理器，如中兴、海思等。
在这个阶段，中国国产处理器产业面临着许多挑战。
首先是技术壁垒的突破。
由于缺乏核心技术和专利，中国国产处理器很难与外国品牌竞争。
其次是市场需求的瓶颈。
由于国内消费者对国产处理器的认可度不高，很多人更倾向于购买外国品牌产品。
二、发展阶段（2011-2016年）2011年至2016年是中国国产处理器产业的发展阶段。
在这个阶段，中国国产处理器取得了一系列重要突破。
首先是技术突破。
中国企业加大了对核心技术的研发投入，通过自主创新取得了重要进展。
例如，华为旗下的海思半导体研发出了一系列高性能处理器，成功打破了外国品牌的垄断。
其次是市场份额的增加。
随着中国国产处理器技术的不断提升，越来越多的消费者开始选择购买国产处理器产品，市场份额逐渐增加。
在这个阶段，中国国产处理器产业也面临了新的挑战。
首先是国际竞争的加剧。
随着中国国产处理器技术的发展，一些外国品牌开始感到威胁，加强了对中国国产处理器的竞争。
其次是市场变化的不确定性。
随着技术的不断进步，市场需求也在不断变化，中国国产处理器产业需要及时调整自己的发展战略，以适应市场的需求变化。
三、成熟阶段（2017年至今）自2017年起，中国国产处理器产业进入了成熟阶段。
在这个阶段，中国国产处理器产业取得了长足的发展。
首先是技术水平的提升。
中国企业通过持续的技术创新，不断提高了自主品牌处理器的性能和稳定性。
4大主流CPU处理器技术架构分析1.x86架构：x86架构是由英特尔和AMD共同推出的一种处理器架构。
它是32位和64位处理器的主流架构，广泛用于个人电脑和服务器。
x86架构采用复杂指令集计算机（CISC）的设计思想，通过提供大量的指令集，能够直接执行复杂的操作，从而提高性能。
不过，由于复杂的指令集和多级流水线设计，x86架构的处理器功耗较高，且难以优化。
2.ARM架构：ARM架构是一种低功耗架构，广泛用于移动设备和嵌入式系统。
它采用精简指令集计算机（RISC）的设计思想，通过简化指令集和流水线设计，减少了功耗和芯片面积。
ARM架构具有高效能和低功耗的优势，在移动设备上取得了巨大成功。
它还采用了模块化的设计，可以根据需求选择不同的组件来构建处理器。
3. Power架构：Power架构由IBM开发，广泛应用于大型服务器和超级计算机。
Power架构采用RISC设计思想，通过减少指令数量和复杂度，提高了性能和效率。
Power架构也支持多线程和多处理器技术，可以实现高度的并行计算。
Power架构的处理器主要被用于高性能计算场景，如大数据分析、科学计算等。
4.RISC-V架构：RISC-V架构是一个开源的指令集架构，于2024年由加州大学伯克利分校开发。
RISC-V架构采用RISC设计思想，通过精简指令集和模块化设计，提供了灵活性和可扩展性。
RISC-V架构的指令集规范是公开的，可以任意修改和扩展，使得硬件开发者可以根据需求进行定制。
RISC-V架构对于嵌入式系统和物联网设备具有较大的潜力，也得到了学术界和开源社区的广泛支持。
这四种主流的CPU处理器技术架构各有优势和应用场景，选择合适的架构需要根据具体需求和应用来决定。
无论是个人电脑、服务器还是移动设备，处理器架构的选择都直接影响着性能、功耗和功能扩展性。
随着技术的不断发展，未来的处理器架构可能会进行更多的创新和突破，满足日益增长的计算需求。
国产cpu和操作系统的发展历程国产CPU和操作系统的发展历程近年来，国产CPU和操作系统在我国的发展取得了长足的进步，成为了信息技术领域的重要组成部分。
本文将从国产CPU和操作系统的起源、发展和应用等方面进行介绍，探索国产CPU和操作系统的发展历程。
一、国产CPU的起源与发展国产CPU的起源可以追溯到上世纪80年代，当时我国正处于信息技术起步阶段，外国厂商垄断了CPU市场。
为了摆脱对外依赖，我国开始了自主研发的探索。
在这一背景下，中科院计算所于2001年研发出了我国第一颗自主设计的32位CPU——龙芯1号。
龙芯1号的问世标志着我国自主研发CPU的开端，为后续的研发奠定了基础。
随后，我国的CPU研发取得了长足的进步。
2002年，中科院计算所推出了龙芯2号，进一步提升了性能。
2008年，龙芯3号发布，性能更加强大，可与当时国际主流CPU媲美。
2011年，龙芯3A发布，首次实现了64位架构，成为我国自主研发的第一款64位CPU。
此后，龙芯系列不断升级，性能不断提升，成为我国自主研发CPU的代表。
二、国产操作系统的起源与发展国产操作系统的发展历程也是我国信息技术自主创新的重要组成部分。
在上世纪90年代，我国开始了自主研发操作系统的探索。
1999年，中科院计算所推出了我国第一个自主研发的操作系统——中科院操作系统（COS）。
COS具有高度的安全性和稳定性，成为我国自主研发操作系统的开端。
随后，我国的操作系统研发取得了长足的进展。
2000年，中科院计算所发布了COSⅡ，进一步提升了性能和功能。
2007年，中科院计算所发布了COSⅢ，首次实现了与国际主流操作系统的兼容。
2012年，我国推出了麒麟操作系统，该系统基于Linux内核开发，具有较高的性能和稳定性，逐渐得到了广泛应用。
三、国产CPU和操作系统的应用国产CPU和操作系统在我国的应用范围越来越广泛。
在政府机关、军队、科研院所等领域，国产CPU和操作系统得到了广泛应用。
处理器分类（CPU MCU DSP ARM FPGA）本文主要从CPU MCU DSP ARM FPGA等对处理器进行分类讲解。
处理器英文缩写list：FPGA 是现场可编程门阵列：Field－Programmable Gate ArraySOC 是片上系统集成：system on chipsetDSP 是数字处理器：Digital Signal ProcessingMCU 是微处理器：micro control uniteCPU 中央处理器：Central Processing UnitGPU 图形处理器：Graphics Processing UnitNPU 嵌入式神经网络处理器MPU 微处理器和内存保护单元处理器主要有：CPU、MPU、MCU、SOC等。
一、CPU（Central Processing Unit）中央处理器1.CPU概念讲解是一台计算机的运算核心和控制核心。
CPU由运算器、控制器和寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态的总线构成。
差不多所有的CPU的运作原理可分为四个阶段：提取(Fetch)、解码(Decode)、执行(Execute)和写回(Writeback)。
CPU从存储器或高速缓冲存储器中取出指令，放入指令寄存器，并对指令译码，并执行指令。
所谓的计算机的可编程性主要是指对CPU的编程。
CPU按照处理信息的字长，可以分为：8位微处理器、16位微处理器、32位微处理器、64位微处理器等等。
2.CPU性能指标1)主频即CPU内部核心工作的时钟频率，单位是兆赫兹（MHz）。
对于同类CPU，主频越高，CPU的速度就越快，正基的性能就越高。
外频：即CPU的外部时钟频率。
外频是由电脑主板提供的，CPU的主频与外频关系是：CPU主频=外频x倍频数2)内部缓存采用速度极快的SRAM制作，用于暂时存储CPU运算时的最近的部分指令和数据，存取速度与CPU主频相同，内部缓存的容量一般是以KB为单位。
了解电脑CPU架构电脑是现代社会必不可少的工具，而CPU作为电脑的核心部件，其架构直接影响计算机的性能和使用体验。
今天，我将带您深入了解电脑CPU架构，揭开其中的奥秘。
一、什么是CPU架构CPU，全称中央处理器，是计算机的核心之一。
它负责执行计算机程序的指令，并控制计算机的各项操作。
而CPU架构，指的是CPU的内部设计和组织方式，是决定CPU性能的重要因素。
二、常见的CPU架构类型1. X86架构X86架构是目前最广泛使用的CPU架构，它是英特尔公司在上世纪70年代推出的。
X86架构的代表有英特尔的酷睿系列和AMD的锐龙系列，其特点是性能强劲，广泛兼容各种软件。
2. ARM架构ARM架构是一种低功耗的CPU架构，主要应用于移动设备和嵌入式系统。
ARM架构的代表有高通的骁龙系列和苹果的A系列，其特点是能效高，性能稳定。
3. RISC架构RISC架构，全称精简指令集计算机（Reduced Instruction Set Computing），是指指令集简单、执行速度快的CPU架构。
RISC架构的代表有IBM的POWER系列，其特点是指令简洁高效。
4. CISC架构CISC架构，全称复杂指令集计算机（Complex Instruction Set Computing），是指指令集庞大、功能丰富的CPU架构。
CISC架构的代表有英特尔的x86系列，其特点是功能全面，支持复杂的指令。
三、CPU架构的影响因素1. 主频主频是CPU运行时的时钟频率，单位是赫兹（Hz）。
主频越高，CPU的计算能力越强，但同时也会产生更多的热量和电能消耗。
2. 核心数核心数指的是CPU内部的独立处理单元个数。
核心数越多，CPU 能够同时处理的任务越多，多核心的CPU在多线程应用和多任务处理上更有优势。
3. 缓存大小缓存是CPU内部的一块高速存储器，用于暂时存储数据和指令，以提高数据读取和处理效率。
缓存大小越大，CPU的运行速度越快。
一、中国科学院计算所—龙芯CPU（一）代表产品介绍龙芯CPU一般指龙芯，是中国科学院计算所自主研发的通用CPU。
中科院计算所从2001年开始研制龙芯系列处理器，经过十多年的积累与发展，于2010年由中国科学院和北京市政府共同牵头出资，正式成立龙芯中科技术有限公司，旨在将龙芯处理器的研发成果产业化。
产品线包括龙芯1号小CPU、龙芯2号中CPU和龙芯3号大CPU三个系列。
其中，龙芯3A是首款国产商用4核处理器，龙芯3B是首款国产商用8核处理器。
（二）技术特点“兼容国际主流、自主指令系统”CPU优点：拥有架构授权可以自己按需定义规格，并按自己日程进行开发、交付和使用，一次架构授权费涵盖全部的应用定义。
生态环境比较健全。
缺点：对处理器设计水平要求较高，长期技术演进路线受架构的制约。
①中国科学院计算所--龙芯系列MIPS兼容，2009年6月获得MIPS32与MIPS64架构的授权。
龙芯1号CPU及其IP面向嵌入式应用，龙芯2号CPU及其IP面向高端嵌入式和桌面应用，龙芯3号多核CPU面向服务器和高性能机应用。
1、龙芯1号龙芯1号系列芯片集成32位处理器核，专为嵌入式领域设计，具备低功耗、高集成度及高性价比等特点。
目前龙芯1号产品包括龙芯1A和1B两款芯片。
龙芯1A除集成LS232处理器核和2D GPU外，还集成了16/32位DDR2控制器、高清显示、PCI、USB、GMAC、AC97、SATA、RS-ECC NAND、CAN、ACPI、SPI、88路GPIO等接口。
龙芯1A的高集成度使得1A适用于云终端、工业控制、数据采集、网络设备等领域，同时1A还可以被配置为具有PCI接口的全功能南桥芯片。
龙芯1B是一款轻量级的32位芯片，片内除集成LS232处理器核外，还集成了16/32位DDR2控制器、高清显示、NAND、SPI、62路GPIO、USB、CAN、UART等接口。
能够满足超低价位云终端、数据采集、网络设备等领域需求。
国产cpu发展历程
国产CPU的发展历程可以追溯到20世纪90年代初。
在这个时期，中国开始意识到计算机产业的重要性，决定加大对计算机芯片领域的投入。
第一代国产CPU是由中国科学院计算机所和龙芯公司合作研发的龙芯1号处理器，于2002年发布。
这款处理器采用超标量设计，并使用了自主研发的指令集架构。
随后，中国开始进行更多的国产CPU研发工作。
在2005年，龙芯2号处理器发布，性能和性价比得到了很大的提升。
这款处理器在军事、教育和研究领域得到了广泛应用。
2011年，中国推出了龙芯3A处理器，这是一款高性能多核处理器。
它具有更强大的计算能力和更低的功耗，适用于高性能计算和服务器领域。
2019年，中国正式发布了龙芯3系列处理器，包括龙芯3A5000和龙芯3B5000。
这些处理器在性能、功耗和安全性方面取得了重大突破，与国际上的同级处理器相媲美。
除了龙芯公司外，中国还有其他一些公司也在进行CPU的研发工作。
例如，中兴通讯旗下的中兴微电子公司就推出了一系列应用于手机和物联网设备的自主研发的低功耗处理器。
总的来说，中国的国产CPU在技术上有了很大的进步，从最初的仿制产品逐渐发展到具有独立知识产权的高性能处理器。
这些进展标志着中国在计算机芯片领域的崛起和成长。
细数一下国内自主开发CPU的公司与现状，以及它们选择的指令集流派最近痛陈国产“芯”悲惨历史的各种文章充斥网络，各种民族主义泛滥，今天本号斗胆也评论下国产CPU为何尚未足够成功，原因很简单，那就是手气差——选错了指令集架构。
本文节选于出版书籍《手把手教你设计CPU——RISC-V处理器篇》第一章。
ISA请扛起这口锅——为什么国产CPU尚未足够成功众所周知，芯片是我国信息产业发展的核心领域，而CPU则代表了芯片中的核心技术。
在此方面，我国与发达国家相比有着明显的差距。
虽然经过多年的努力，技术差距已经有了显著的缩小，但是在民用商业领域内，仍然没有看到太多国产CPU的身影。
是什么原因造成国产商业CPU尚未足够成功这一现状呢？接下来，我们便细数一下国内自主开发CPU的公司与现状，以及它们选择的指令集流派。
通过逐一分析其过去与现状，相信能够让读者得到答案。
MIPS系——龙芯和君正1．龙芯龙芯CPU由中国科学院计算技术所龙芯课题组研制，由中国科学院计算技术所授权的北京神州龙芯集成电路设计公司研发。
以下是龙芯CPU芯片的相关简介。
·龙芯1号的频率为266MHz，最早在2002年开始使用，如图1-3所示。
·龙芯2号的频率最高为1GHz。
·龙芯3A系列是国产商用4核处理器。
最新龙芯3A3000基于中芯28nm FDSOI工艺，设计为4核64位，主频为1.5GHz，功耗仅为30W，非常适合笔记本平台。
·龙芯3B系列是国产商用8核处理器，主频超过1GHz，支持向量运算加速，峰值计算能力达到128GFLOPS，具有很高的性能功耗比。
龙芯3B系列主要用于高性能计算机、高性能服务器、数字信号处理等领域。
2．君正。
CPU的品牌介绍：一、CPU产商:Intel(英特尔),AMD ,VIA(威盛,中国龙芯CPU)（1）Intel Core 2 Duo E6300CPU系列：CORE 2 DUO主频（MH：1860MHz总线频率：1066MHz插槽类型：Socket 775L2缓存（：2MB适用类型：台式CPUCPU内核：Allendale（2）Intel 奔腾D 820CPU系列：奔腾D核心数量：双核心主频（MH：2800MHz总线频率：800MHz插槽类型：Socket 775L2缓存（：1MB*2超线程技：不支持（3）Intel 奔腾4CPU系列：奔腾4主频（MH：3000MHz总线频率：800MHz插槽类型：Socket 478L2缓存（：1MB超线程技：支持适用类型：台绀PU（4）Intel 赛扬DCPU系列：赛扬D主频（MH：3200MHz总线频率：533MHz插槽类型：Socket 775L2缓存（：512KB超线程技：不支持适用类型：台式CPUIntel中英文对照:酷睿Core 奔腾Pentium 赛扬Celeron二、AMD（1）AMD AM2 Athlon 64CPU系列：AM2 Athlon64主频（MH：1800MHz插槽类型：Socket AM2L2缓存（：512KB超线程技：不支持适用类型：台式CPUCPU内核：Manila（2）AMD Athlon 64 X2CPU系列：Athlon64 X2核心数量：双核心主频（MH：2000MHz总线频率：1000MHz 插槽类型：Socket AM2L2缓存（：2×256 KB适用类型：台式CPU（3）AMD AM2 闪龙CPU系列：AM2闪龙主频（MH：1600MHz插槽类型：Socket AM2L2缓存（：256KB 适用类型：台式CPUCPU内核：Manila（4）AMD Athlon64CPU系列：Athlon64主频（MH：1800MHz总线频率：1000MHz插槽类型：Socket 939L2缓存（：512KB超线程技：不支持适用类型：台式CPU（5）AMD Sempron闪龙CPU系列：闪龙主频（MH：1600MHz总线频率：800MHz插槽类型：Socket 754L2缓存（：256KB超线程技：不支持适用类型：台式CPUAMD中英文对照：Athlon速龙Turion炫龙Sempron闪龙Opetron皓龙Duron毒龙Intel公司Intel是生产CPU的老大哥，个人电脑市场，它占有75%多的市场份额，Intel生intel 标志产的CPU就成了事实上的x86CPU技术规范和标准。
CPU架构：CPU架构详细介绍1 概述CPU架构是CPU商给CPU产品定的⼀个规范，主要⽬的是为了区分不同类型的CPU。
⽬前市场上的CPU分类主要分有两⼤阵营，⼀个是intel、AMD为⾸的复杂指令集CPU，另⼀个是以IBM、ARM为⾸的精简指令集CPU。
不同品牌的CPU，其产品的架构也不相同，Intel、AMD的CPU是X86架构，IBM公司的CPU是PowerPC架构，ARM公司的CPU是ARM架构，国内的飞腾CPU也是ARM架构。
此外还有MPIS架构、SPARC架构、Alpha架构。
2 X86架构X86架构（The X86 architecture）是微处理器执⾏的计算机语⾔指令集。
X86指令集是美国Intel公司为其第⼀块16位CPU(i8086)专门开发的，美国IBM公司1981年推出的世界第⼀台PC机中的CPU--i8088(i8086简化版)使⽤的也是X86指令。
同时电脑中为提⾼浮点数据处理能⼒⽽增加的X87芯⽚系列数字协处理器则另外使⽤X87指令，，包括后来 Intel 80186、80286、80386以及80486，由于以“86”作为结尾，以后就将X86指令集和X87指令集统称为X86指令集。
虽然随着CPU技术的不断发展，Intel陆续研制出更新型的i80386、i80486直到今天的Pentium 4(以下简为P4)系列，但为了保证电脑能继续运⾏以往开发的各类应⽤程序以保护和继承丰富的软件资源，所以Intel公司所⽣产的所有CPU仍然继续使⽤X86指令集，所以它的CPU仍属于X86系列。
x86架构CPU主要应⽤领域：个⼈计算机、服务器等。
在PC端市场Wintel组合（windows系统 + intel处理器）占据了⼤部分江⼭，另外⼀部分有ADM占领。
⽬前国内有兆芯，从AMD和VIA获取授权，研发⾃⼰的X86CPU，有其它国产CPU + 国产操作系统（linux系）可以⽤于教育和事业单位以及军⼯⾏针对的是特殊⽤户，国产CPU和操作系统想进⼊民⽤市场，由于性能、价格以及⽣态系统等，仍需要继续优化打磨以及⼀个合适契机。
CPU国产化及生态深度研究目前几乎所有冯·诺伊曼型计算机的CPU的工作流程可以分为：提取指令、指令编译、指令执行、访问主存并读取操作数、写回等五个阶段。
CPU的几大主要结构在过程中的作用如下：控制单元（Control Unit）作为CPU的控制中心，负责将存储器中的数据发送至运算单元并将运算后的结果存回到存储器中，其一切行为均来自于指令。
运算单元（Arithmetic/Logic Unit）可以执行算术运算和逻辑运算。
它执行来自于控制单元的命令。
存储单元（Registers、Cache）是CPU 中数据暂时存储的位置，其中寄存有待处理或者处理完的数据。
寄存器（Registers）较内存相比，可以减少CPU访问数据的时间，也可以减少CPU访问内存的次数，有助于提高CPU的工作速度。
目前CPU架构主要分为CISC(复杂指令集)和 RISC(精简指令集)。
1971年美国英特尔公司推出世界第一款商用计算机微处理器Intel 4004，被认为是CPU发展史的开端。
作为4位处理器，Intel 4004由10um制程工艺在2英寸晶圆上打造，集成了2300个晶体管，主频为740kHz。
到了2020年，第十一代酷睿处理器芯片基于英特尔10nm工艺打造，将集成超过百亿个晶体管，最高主频可高达4.8Ghz。
这颗CPU芯片不再是单一的CPU，而是集成了全新架构的Willow Cove内核、Iris X图形处理器、内存控制器、图像处理器、媒体解码器、电源管理、神经元加速器和各类高速接口控制器等各种组件。
其中Willow Cove内核正是这颗CPU芯片集成的传统意义上的CPU。
CPU的发展史，按照其处理信息的字长，可以分为：四位微处理器、八位微处理器、十六位微处理器、三十二位微处理器以及六十四位微处理器等等。
英特尔X86指令集中的单指令多数据流指令集可以划分为MMX、SSE、AVX。
英特尔的指令集采用叠加的方式向前发展，从奔腾的MMX 到Skylake的AVX512，指令集的位数从64位升级至了512位。
国产处理器架构与应用中国的处理器技术一直以来都备受关注，而近年来，在国家大力扶持下，国产处理器架构与应用也得以快速发展。
本文将会对这方面的发展情况做一个简要的介绍和探讨。
一、处理器架构的发展历程在过去的几十年中，处理器的架构发展经历了从单核心到多核心、从粗粒度并行到细粒度并行、从传统体系结构到异构计算的多个阶段。
而在国产处理器方面，也经历了自主研发、引进消化吸收再创新的发展历程。
早在上世纪80年代，中国自主研制的“八一”计算机采用了国产的Dragon 6400处理器，这是中国第一款自主研发的8位单片微型计算机芯片。
然后，中国在上世纪90年代引进了Intel、AMD等国际厂商的芯片，通过消化吸收再创新，逐渐发展起了一些具有自主核心的国产处理器。
近年来，中国的处理器架构也在加速发展，目前国内几个主要的处理器架构为：华为麒麟、中科曙光、龙芯、申威和研祥。
二、主要国产处理器架构介绍1、华为麒麟华为麒麟芯片是华为公司自主研发的处理器，采用了ARM架构，并且自主设计了核心。
麒麟芯片目前主要用于华为公司的智能手机和笔记本等移动设备。
值得一提的是，华为公司的Mate 40手机上搭载的“麒麟9000”处理器已经在处理器性能指标排行榜上超过了苹果公司的A14处理器和Qualcomm骁龙888处理器，成为了目前性能最强的智能手机处理器。
2、中科曙光中科曙光是中国国内的一家高性能计算厂商，其自主研发的龙芯处理器曾经被认为是中国“神光”超级计算机的核心。
目前，中科曙光的处理器产品主要用于高性能计算、云计算等领域。
3、龙芯龙芯是中国的另一家处理器芯片研发企业，由中国科学院计算技术研究所研制。
龙芯处理器主要用于高性能计算、服务器等领域，其性能和稳定性已经得到国际认可。
4、申威申威处理器是中国的“国之重器”，也是中国高性能计算的重要组成部分。
其主要应用于高性能计算、人工智能、虚拟化等领域。
目前，申威处理器已经成为世界上最快的超级计算机“神威·太湖之光”的核心。
4大主流CPU处理器技术架构分析RISC（精简指令集计算机）是一种执行较少类型计算机指令的微处理器，起源于80年代的MIPS主机（即RISC机），RISC机中采用的微处理器统称RISC处理器。
这样一来，它能够以更快的速度执行操作（每秒执行更多百万条指令，即MIPS）。
因为计算机执行每个指令类型都需要额外的晶体管和电路元件，计算机指令集越大就会使微处理器更复杂，执行操作也会更慢。
•性能特点一：由于指令集简化后，流水线以及常用指令均可用硬件执行；•性能特点二：采用大量的寄存器，使大部分指令操作都在寄存器之间进行，提高了处理速度；•性能特点三：采用缓存—主机—外存三级存储结构，使取数与存数指令分开执行，使处理器可以完成尽可能多的工作，且不因从存储器存取信息而放慢处理速度。
其中ARM/MIPS/PowerPC均是基于精简指令集机器处理器的架构；X86则是基于复杂指令集的架构，Atom是x86或者是x86指令集的精简版。
根据各种新闻，Android在支持各种处理器的现状：•ARM+Android 最早发展、完善的支持，主要在手机市场、上网本、智能等市场；•X86+Android 有比较完善的发展。
有atom+Android的上网本，且支•Atom+Android 和 Atom+Window7双系统；•MIPS+Android 目前在移植、完善过程中；•Powpc+Android 目前在移植、完善过程中。
ARM系列处理器ARM架构，过去称作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，其广泛地使用在许多嵌入式系统设计。
由于节能的特点，ARM处理器非常适用于行动通讯领域，符合其主要设计目标为低耗电的特性。
在今日，ARM家族占了所有32位嵌入式处理器75%的比例，使它成为占全世界最多数的32位架构之一。
为了完虐AMD/英特尔，国产处理器
四大流派都做了什么
2016-07-15 09:54:48 来源：超能网中晟宏芯：借力蓝色巨人IBM，Power架构能撑起一片天？
通用处理器架构也曾百花齐放，Intel当年面对的对手比现在多得多，但X86现在差不多一统天下了，能跟Intel竞争的公司就更少了，强大如IBM这样拥有Power架构的公司也不行了，他们索性于2013年联合NVIDIA、泰安电脑等公司成立OpenPower开放联盟，其他公司也可以获得Power架构授权。
此后在2014年还推动成立中国POWER技术产业生态联盟，IBM与多家中国公司签署了授权协议，中晟宏芯就是其中的一家。
IBM的Power架构一度成为国产处理器的希望
中晟宏芯成立于2013年，发起人是江苏梦兰集团、江苏中晟智源、苏州高新创业投资集团，梦兰集团之前我们说过是中科院旗下的公司，而后两者可以说是江苏政府代表，因此中晟宏芯获得Power架构技术得到了工信部及江苏政府、中科院计算所的支持，计算所甚
至派了一个技术团队，如果一切都能按照预定的引进、消化、吸收，中晟宏芯应该在2019年推出国产化的Power处理器。
但是事与愿违，中晟宏芯虽然很快就推出了CP1处理器，但这只是IBM Power 8处理器的马甲而已，还没等这家公司消化Power技术，他们就闹出了欠薪风波，中科院派出的技术人员发不出工资，此后公司也不断动荡，股东发生变化，人员也波动频繁，指望中晟宏芯推动Power架构国产化是没希望了。
此外，IBM的Power架构在国内银行等关键行业有重要应用，而且Power处理器性能强劲，是个好东西，但真要引进消化也没这么容易，以Power 8架构为例，它是12核心96线程，核心面积达到了650mm2，复杂度远高于普通处理器，再加上原本使用的是IBM 自己的22nm SOI工艺，而SOI工艺已经没多少代工厂搞了（GlobalFoundries用过，28nm 节点放弃，后来又继承了IBM的衣钵），这无疑增加了Power处理器的国产化难度。
兆芯/海光：中国能用X86技术打败Intel、AMD？
前面提到的国产处理器中，除了军方背景的申威、飞腾之外，基于MIPS、SPARC以及Power架构的处理器发展过程都是一波三折，他们面临的核心问题也是一样的——软件生态远不如X86。
既然大家都能注意到这个问题，那中国为什么不直接选择X86体系呢？这是个好问题，你还别说，国内还真有搞X86架构的。
国内较早跟X86架构授权有关的是北大微电子中心，2005年AMD跟中国政府达成了协议，科技部指定北大微电子中心接收AMD Geode-2处理器技术授权，北大微电子中心还把这事作为重点宣传，表示“这是美国历史上，第一次向在美国境外授权开发X86兼容的微处理器及系统芯片。
此次合作也是迄今为止中美半导体领域最具影响力的技术合作。
”
AMD给的这个处理器是X86架构的，中国因此获得了X86技术，不过Geode处理器大部分人是没听说过的吧，因为这是AMD嵌入式处理器，其最初起源于Cyrix公司的
MeidaGX平台，后来Cyrix这部分业务被国家半导体（NS）收购，2003年AMD又把国家半导体的Geode业务收了。
AMD授权给北大的X86技术显然不可能是最顶级的，所以选了嵌入式架构给中国，不过这点“施舍”已经可以让北大好好装一下了，很多人恐怕不记得还有北大众志处理器吧，原先也是做MIPS架构，得到AMD授权之后，他们的PKUnity86-3就是X86兼容处理器，但最后也是不了了之，也只活在了展台上，现在都没什么消息了。
说得有点远了，回到正题上来。
由于X86架构是AMD、Intel吃饭的家伙，他们通常是没可能把技术授权给别人的，AMD之前那个例子更多地是拿买来的技术迎合中国市场而已，中国公司从这两家获得X86技术的可能性几乎没了。
不过我们别忘了X86技术实际上并非只有AMD和Intel，VIA威盛公司也有X86授权的，他们的技术来源于Cyrix，后者又是Intel当年对外授权X86技术的几家公司之一。
在当年的Intel反垄断案和解之后，VIA的X86技术也算是正当化了，但是VIA自己是个小公司，没法玩转高性能X86架构的，他们出的Nano、Nehemiah（尼希米）、Esther （以斯帖）、Isaiah（以赛亚，VIA总经理陈文琦、王雪红夫妇是基督徒，产品代号也很有宗教特色）等处理器虽然不乏特色，但因为制造工艺不能跟Intel相比，架构和性能也是不能相提并论的。
既然没有市场了，那VIA索性把X86技术卖给了大陆的上海兆芯公司。
兆芯这家公司也是很有背景的，2013年由上海国资委旗下的联和投资与VIA成立的，注册资本2亿美元，上海出资80%，VIA占股20%。
这次的合作显然是大陆出钱，VIA出技术，因为兆芯的业务范围包括X86 CPU、ARM CPU、GPU及芯片组研发都是VIA现有的，上海国资委下面的投资公司可没这技术。
凭借雄厚的背景，兆芯如愿拿下了国家的核高基项目，根据公开报道兆芯拿到的核高基补贴高达56亿，后续还在申请，总额高达70亿。
至于回报，兆芯号称自主研发的ZX-C 处理器于2015年4月量产，28nm工艺，四核处理器，主频可达2.0GHz，TDP功耗仅为18W，并且支持国密算法加密，但兆芯的CPU基本上都是VIA处理器的马甲，毕竟从成立到拿出产品只有2年左右的时间，这么快就生产出四核X86处理器并不容易。
除了上海兆芯，国内另一家获得X86技术授权的是天津海光，这事还得从AMD说起，今年Q2季度财报公布之后，AMD宣布他们跟中国天津海光投资公司达成了协议，将X86技术授权给海光公司，获得2.93亿美元的授权费，双方还会成立合资公司。
目前有关AMD、海光的X86授权协议还不明确，但AMD这次授权给中国公司的X86很可能不再是低端的，因为AMD要打开中国高性能服务器市场，授权的架构很可能是高性能的Zen技术，换句话说AMD有可能给了中国公司最尖端的X86技术，如果真是如此，AMD这一次可真的是拼了。
海思：商用市场的成功才是真成功
这里虽然选择了华为的海思，不过笔者要说的其实是海思、展讯、全志、瑞芯微等一帮民营公司开发的处理器，选择海思作为代表，是因为海思是其中的佼佼者。
这些公司虽然没多少背景（海思背后的华为算是大公司，是个例外），但他们恰恰是商业化最成功的国产处理器，这点跟前面介绍的其他处理器不同。
商业公司以市场为导向，不必背负什么国产、自主产权的压力，他们无一例外选择了最热门的ARM体系，架构也多是购买的ARM公司的Cortex-A系列授权，GPU也是花钱授权的，海思还可以研发自己的基带及ISP、DSP等芯片，目前的麒麟950处理器是首款Cortex-A72核心、Mali-T880 GPU及TSMC 16nm Plus工艺处理器，已经具备国际先进水平。
总结：
以上介绍的国产处理器中，他们大体可以写分为学院派、军方派、国资派及民营派，其中商业化最好的显然是民营派，国内厂商在手机/平板SoC处理器上已经闯出一片天，军方派的飞腾、申威因为目标明确，实际上发展的也相当成功，申威SW26010在众核架构上也具备世界水准了。
不能让人满意的要属学院派及国资派了，龙芯被寄予厚望，但市场化举步维艰，考虑到MIPS指令集的应用场合，龙芯进入主流市场是没可能了。
一些国有资本参与的国产处理器更让人失望，其所推出的处理器经常号称国产自主产权或者自主研发，但背后多是马甲，很多项目都是为了争取国家的核高基巨额补贴。
当然，在套取国家补贴这点上，不仅是国资派，所有公司其实都对这个蛋糕垂涎三尺。
华为海思虽然在商用市场发展的不错了，这点值得表扬，但他们也没忘记核高基补贴。
我们
曾报道过华为的泰山服务器，此前资料说它使用的是华为自主研发的CPU架构，但之后华为公关找我们澄清过——该处理器不是16核而是32核的，基于公版Cortex-A57架构，华为表示该项目是国家核高基计划，不会量产。
笔者并不是反对国家补贴高科技发展，以当前国内相对弱势的情况来看，国家的支持和补助对处理器研发以及存储芯片研发、半导体工艺等重大技术都是非常必要的，问题是如何避免有些公司浑水摸鱼、骗取纳税人资金。
尽管有这样那样的问题，国产处理器无论如何都是一个要大力发展的行业，我们希望不久的将来能看到中国公司也能制造出世界级水准的高性能处理器，与Intel、AMD、高通等公司同台竞争，尽管不是每一个人都会选择国产处理器。
