市面上主流的CPU处理器技术架构的详细解析
（文章来源：eda365网）
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。
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。
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（pda、移动电话、多媒体播放器、掌上型电子游戏，和计算机）到电脑外设（硬盘、桌上型路由器），甚至在导弹的弹载计算机等军用设施中都有他的存在。在此还有一些基于arm设计的派生产品，重要产品还包括marvell的xscale架构和德州仪器的omap系列。
优势：价格低；能耗低；arm 授权方式：arm 公司本身并不靠自有的设计来制造或出售 cpu ，而是将处理器架构授权给有兴趣的厂家。生产厂商：ti （德州仪器）/samsung（三星）/freescale（飞思卡尔）/marvell（马维尔）/nvidia（英伟达）arm 提供了多样的授权条款，包括售价与散播性等项目。对于授权方来说，arm 提供了 arm 内核的整合硬件叙述，包含完整的软件开发工具（编译器、debugger、sdk），以及针对内含 arm cpu 硅芯片的销售权。
对于无晶圆厂的授权方来说，其希望能将 arm 内核整合到他们自行研发的芯片设计中，通常就仅针对取得一份生产就绪的智财核心技术（ip core）认证。对这些客户来说，arm 会释出所选的 arm 核心的闸极电路图，连同抽象模拟模型和测试程式，以协助设计整合和验证。需求更多的客户，包括整合元件制造商（idm）和晶圆厂家，就选择可合成的rtl（暂存器转移层级，如 verilog）形式来取得处理器的智财权（ip）。
借着可整合的 rtl，客户就有能力能进行架构上的最佳化与加强。这个方式能让设计者完成额外的设计目标（如高震荡频率、低能量耗损、指令集延伸等）而不会受限于无法更动的电路图。虽然 arm 并不授予授权方再次出售 arm 架构本身，但授权方可以任意地出售制品（如芯片元件、评估板、完整系统等）。
商用晶圆厂是特殊例子，因为他们不仅授予能出售包含 arm 内核的硅晶成品，对其它客户来讲，他们通常也保留重制 arm 内核的权利。x86系列/atom处理器x86或80x86是英代尔intel首先开发制造的一种微处理器体系结构的泛称。x86架构是重要地可变指令长度的cisc（复杂指令集电脑，complex instruction set computer）。
intel atom（中文：凌动，开发代号：silverthorne）是intel的一个超低电压处理器系列。处理器采用45纳米工艺制造，集成4700万个晶体管。l2缓存为512kb，支持sse3指令集，和vt虚拟化技术（部份型号）。现时，atom处理器系列有6个型号，全部都是属于z500系列。它们分别是z500、z510、z520、z530、z540和z550。最低端的z500内核频率是800mhz，fsb则是400mhz。而最高速的z550，内核频率则有2.0ghz，fsb则是533mhz。
从z520开始，所有的处理器都支持超线程技术，但只增加了不到10%的耗电。双内核版本为n系列，依然采用945gc芯片组。双内核版本仍会支持超线程技术，所以系统会显示出有4个逻辑处理器。这个版本的两个内核并非采用本地设计，只是简单的将两个单内核封装起来。
mips是世界上很流行的一种risc处理器。mips的意思是“无内部互锁流水级的微处理器”(microprocessor without interlocked piped stages)，其机制是尽量利用软件办法避免流水线中的数据相关问题。它最早是在80年代初期由斯坦福(stanford)大学hennessy教授领导的研究小组研制出来的。mips公司的r系列就是在此基础上开发的risc工业产品的微处理器。这些系列产品为很多计算机公司采用构成各种工作站和计算机系统。
mips技术公司是美国著名的芯片设计公司，它采用精简指令系统计算结构(risc)来设计芯片。和英特尔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自己只进行cpu的设计，之后把设计方案授权给客户，使得客户能够制造出高性能的cpu。
powerpc 是一种精简指令集（risc）架构的中央处理器（cpu），其基本的设计源自ibm（国际商用机器公司）的ibm powerpc 601 微处理器power架构。二十世纪九十年代，ibm(国际商用机器公司)、apple（苹果公司）和motorola（摩托罗拉）公司开发powerpc芯片成功，并制造出基于powerpc的多处理器计算机。powerpc架构的特点是可伸缩性好、方便灵活。
powerpc 处理器有广泛的实现范围，包括从诸如 power4 那样的高端服务器 cpu 到嵌入式 cpu 市场（任天堂 gamecube 使用了 powerpc）。powerpc 处理器有非常强的嵌入式表现，因为它具有优异的性能、较低的能量损耗以及较低的散热量。除了象串行和以太网控制器那样的集成 i/o，该嵌入式处理器与“台式机”cpu 存在非常显著的区别。
dsp是微处理器的一种,这种微处理器具有极高的处理速度.因为应用这类处理器的场合要求具有很高的实时性(real time)。比如通过移动电话进行通话,如果处理速度不快就只能等待对方停止说话，这一方才能通话。如果双方同时通话，因为数字信号处理速度不够,就只能关闭信号连接.在dsp出现之前数字信号处理只能依靠mpu(微处理器)来完成。但mpu较低的处理速度无法满足高速实时的要求。
因此，直到70年代，有人才提出了dsp的理论和算法基础。那时的dsp仅仅停留在教科书上，即便是研制出来的dsp系统也是由分立元件组成的，其应用领域仅局限於军事、航空航天部门。90年代dsp发展最快，相继出现了第四代和第五代dsp器件。现在的dsp属於第五代产品，它与第四代相比，系统集成度更高，将dsp芯核及外围元件综合集成在单一芯片上。这种集成度极高的dsp芯片不仅在通信、计算机领域大显身手，而且逐渐渗透到人们日常消费领域。
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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。
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。
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（pda、移动电话、多媒体播放器、掌上型电子游戏，和计算机）到电脑外设（硬盘、桌上型路由器），甚至在导弹的弹载计算机等军用设施中都有他的存在。在此还有一些基于arm设计的派生产品，重要产品还包括marvell的xscale架构和德州仪器的omap系列。
优势：价格低；能耗低；arm 授权方式：arm 公司本身并不靠自有的设计来制造或出售 cpu ，而是将处理器架构授权给有兴趣的厂家。生产厂商：ti （德州仪器）/samsung（三星）/freescale（飞思卡尔）/marvell（马维尔）/nvidia（英伟达）arm 提供了多样的授权条款，包括售价与散播性等项目。对于授权方来说，arm 提供了 arm 内核的整合硬件叙述，包含完整的软件开发工具（编译器、debugger、sdk），以及针对内含 arm cpu 硅芯片的销售权。
对于无晶圆厂的授权方来说，其希望能将 arm 内核整合到他们自行研发的芯片设计中，通常就仅针对取得一份生产就绪的智财核心技术（ip core）认证。对这些客户来说，arm 会释出所选的 arm 核心的闸极电路图，连同抽象模拟模型和测试程式，以协助设计整合和验证。需求更多的客户，包括整合元件制造商（idm）和晶圆厂家，就选择可合成的rtl（暂存器转移层级，如 verilog）形式来取得处理器的智财权（ip）。
借着可整合的 rtl，客户就有能力能进行架构上的最佳化与加强。这个方式能让设计者完成额外的设计目标（如高震荡频率、低能量耗损、指令集延伸等）而不会受限于无法更动的电路图。虽然 arm 并不授予授权方再次出售 arm 架构本身，但授权方可以任意地出售制品（如芯片元件、评估板、完整系统等）。
商用晶圆厂是特殊例子，因为他们不仅授予能出售包含 arm 内核的硅晶成品，对其它客户来讲，他们通常也保留重制 arm 内核的权利。x86系列/atom处理器x86或80x86是英代尔intel首先开发制造的一种微处理器体系结构的泛称。x86架构是重要地可变指令长度的cisc（复杂指令集电脑，complex instruction set computer）。
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