X86架构与ARM架构区别

虽然Intel的ATOM系列芯片已经在功耗和性能等方面有了极大地提高，但是随着诸如iPad，iPhone和Windows 7 CTP的推出，使的在云客户端方面，ARM结构已经独领风骚了，而且其更开始涉足后台的云计算中心。本文将通过介绍ARM架构在服务器领域的一些新的动态和其它方面的信息，来深入探讨ARM结构是否能在今后替代X86架构?

在现有的云计算中心中，X86架构可谓事实上的标准，因为其在价格和支持软件这两个方面，都已经大大地领先了过去的两大服务器王者小型机和大型机。但ARM架构身为一个后来者，是如何能和已经占据垄断地位的X86架构竞争的呢?这不得不提一下，ARM架构的两个最大的优点：其一是价格低，其二是能耗低。也就是说ARM架构在价格和性能之比与能耗和性能之比这两方面非常出众，而且价格和能耗也是构建一个云计算中心非常重要的两个因素，因为在一个云计算中心中会有海量的服务器，由于其巨大的规模，使其不论在服务器的购置成本，还是在能耗方面，都开支很大。接下来将首先介绍一下ARM架构的在服务器领域的一些发展。

现有的ARM架构在服务器领域的解决方案

Marvell

Marvell自从收购Intel的XScale ARM项目之后，已经在ARM架构方面投入重金，而且拥有数千名相关的工程师，并在今年推出了基于ARM Cortex-A9架构和台积电40nm制程的四核芯片，并在主频方面达到2GHz，且功耗也不到1W。在性能方面，这款芯片在相同功耗的情况下性能是Atom芯片的5倍。在价格方面，这个芯片的批发价只需15美元，远低于需要数百美元的Xeon芯片。

下面是两张图分别是四核ARM芯片架构图和ARM芯片和ATOM芯片在性能上比较。

▲图1. 四核ARM芯片架构图

▲图2. ARM芯片的Benchmark

Dell

在2009年，Dell已经推出了基于威盛Nano芯片的低功耗XS11-VX8服务器，其体积相当于一块3.5英寸的硬盘，而且在一个标准2U机箱内放置12台这样的服务器，单服务器的满载功耗在30瓦以内，并在近两年内出货5000多套类似的系统。而Dell的低功耗方面下一步就是对基于ARM Cortex A9架构的多核心芯片进行测试，并希望能在这方面有所突破。

ARM架构在服务器领域的不足

虽然上面的例子很激动人心，但是ARM还是在很多方面存在不足：

软件方面：虽然Linux系统已经能在ARM架构上完美的运行起来，但是在所支持程序的数量上面，和X86架构相比，差距还是很大的，特别是无法很好地支持中小企业常用的Windows Server系列。

内存方面：由于现有的ARM架构对大容量的内存支持不佳，一般很难看到能支持2G以上内存的ARM芯片，更别说服务器方面常见的4G以上内存。

设计方面：在这方面，著名云计算专家James Hamilton认为，虽然ARM架构在ATOM

芯片不支持ECC内存方面有不错的支持，但是在芯片层不支持一致性缓存(Cache Conherent)并缺少一个优秀的内存控制器，使的ARM芯片无法像最新的Nehalem芯片那样近乎完美的应对基于服务器的应用。

适合的场景

基于现阶段的ARM架构，ARM架构在适合场景方面有一个非常重要的特色，就是对那些能被精细切分的应用支持非常好，比如Web Hosting等，但对那些能够被对本地资源(比如CPU，内存和I/O)需要非常强烈的应用支持不是很好，最明显的例子就是数据库。下面是两个比较适合的场景：

简单的Web Hosting：比如ARM的官方站点就是使用基于Marvell MV78100 SOC的ARM 服务器，加上在软件方面常见的Debian和Ngnix组合能非常好地支撑其官方站点的运行。

静止存储(Very cold storage)：也就是存储那些很少被读取数据。因为运行这种应用的服务器最关键的因素是硬盘的大小，而且对CPU和内存这两方面的要求比较低，所以通过引入ARM架构将在不影响性能的情况下，降低用于负载静止存储的服务器的成本和功耗。

总体而言，对普通企业用户而言，由于引入ARM架构会对其本身的IT环境带来一定的影响，所以估计会进行长期的测试、评估和验证过程。但对那些Web

2.0企业而言，因为其本身应用非常适合ARM架构，而且也非常重视成本，所以她们很有可能会是第一批用户。

ARM处理器体系架构详细说明

ARM处理器体系架构详细说明 ARM 体系结构是构建每个 ARM 处理器的基础。ARM 体系结构随着时间的推移不断发展，其中包含的体系结构功能可满足不断增长的新功能、高性能需求以及新兴市场的需要。 ARM 体系结构支持跨跃多个性能点的实现，并已在许多细分市场中成为主导的体系结构。ARM 体系结构支持非常广泛的性能点，因而可以利用最新的微体系结构技术获得极小的 ARM 处理器实现和极有效的高级设计实现。实现规模、性能和低功耗是 ARM 体系结构的关键特性。已经开发了体系结构扩展，从而为 Java 加速 (Jazelle)、安全性 (TrustZone)、SIMD 和高级 SIMD (NEON) 技术提供支持。A RMv8-A 体系结构增加了密码扩展作为可选功能。 ARM 体系结构通常描述为精简指令集计算机 (RISC) 体系结构，因为它包含以下典型 RISC 体系结构特征： ?统一寄存器文件加载/存储体系结构，其中的数据处理操作只针对寄存器内容，并不直接针对内存内容。 ?简单寻址模式，所有加载/存储地址只通过寄存器内容和指令字段确定。对基本 RISC 体系结构的增强使 ARM 处理器可以实现较高性能、较小代码大小、较低功耗和较小硅面积的良好平衡。 ARMv8 体系结构 ARMv8-A 将 64 位体系结构支持引入 ARM 体系结构中，其中包括： ?64 位通用寄存器、SP（堆栈指针）和 PC（程序计数器） ?64 位数据处理和扩展的虚拟寻址 ?两种主要执行状态： ?AArch64 - 64 位执行状态，包括该状态的异常模型、内存模型、程序员模型和指令集支持

?AArch32 - 32 位执行状态，包括该状态的异常模型、内存模型、程序员模型和指令集支持这些执行状态支持三个主要指令集： ?A32（或 ARM）：32 位固定长度指令集，通过不同体系结构变体增强部分 32 位体系结构执行环境现在称为 AArch 32 ?T32 (Thumb)，以 16 位固定长度指令集的形式引入，随后在引入 Thumb-2 技术时增强为 16 位和 32 位混合长度指令集。部分 32 位体系结构执行环境现在称为 AArch32 ?A64：提供与 ARM 和 Thumb 指令集类似功能的 32 位固定长度指令集。随 ARMv8-A 一起引入，它是一种 AArch64 指令集。 ARM ISA 不断改进，以满足前沿应用程序开发人员日益增长的要求，同时保留了必要的向后兼容性，以保护软件开发投资。在ARMv8-A 中，对 A32 和 T32 进行了一些增补，以保持与 A64 指令集一致。 A32(ARM) ARM（通常称为 A32）是一种固定长度（32 位）的指令集。它是 ARMv4T、ARMv5TEJ 和 ARMv6 体系结构中使用的基础 32 位ISA。在这些体系结构中，该指令集用于需要高性能的应用领域，或用于处理硬件异常，如中断和处理器启动。对于性能关键应用和旧代码，Cortex 体系结构的 Cortex-A 和 Cortex-R 配置文件也支持 ARM ISA。其多数功能都包括在与Thumb-2 技术一起引入的 Thumb 指令集中。Thumb (T32) 从改进的代码密度中获益。 ARM 指令的长度为 32 位，需要 4 字节边界对齐。可以对大多数 ARM 指令进行“条件化”，使其仅在以前的指令设置了特定条件代码时执行。这意味着，如果应用程序状态寄存器中的 N、Z、C 和 V 标志满足指令中指定的条件，则指令仅对程序员的模型操作、内存和协处理器发挥其正常作用。如果这些标记不满足此条件，则指令会用作 NOP，即执行过程正常进入下一指令（包括将对异常进行任意相关检查），但不发挥任何其他作用。此条件化指令允许对 if 和 while 语句的一小部分进行编码，而无需使用跳转指令。条件代码包括： T32(Thumb)

浅谈几种常见的嵌入式处理器比较分析

浅谈几种常见的嵌入式处理器比较分析前言随着电子科学的不断发展，人们开始逐渐对数码产品有了更高的需求，这就促使了信息技术的不断发展。嵌入式系统的核心就是嵌入式处理器，它是控制、辅助嵌入式系统运行的硬件单元，其应用范围非常的广阔，它也具有很好的发展前景。那么，面对纷繁复杂的嵌入式处理器市场，我们该如何做出适合自己的选择呢?下面小编就对市场上常见的几种嵌入式处理器进行比较分析，希望可以对大家有所帮助(嵌入式处理器类型)。 (1)嵌入式ARM微处理器(嵌入式微处理器结构) ARM微处理器的由来与发展 ARM(Advanced RISC Machines)，既可以认为是一个公司的名字，也可以认为是对一类微处理器的通称，还可以认为是一种技术的名字。目前，采用ARM技术知识产权(IP)核的微处理器，即我们通常所说的ARM微处理器。它是一种高性能、低功耗的32位微处器，它被广泛应用于嵌入式系统中。基于ARM技术的微处理器应用约占据了32位RISC微处理器75%以上的市场份额，ARM技术正在逐步渗入到我们生活的各个方面。ARM9代表了ARM公司主流的处理器，已经在手持电话、机顶盒、数码像机、GPS、个人数字助理以及因特网设备等方面有了广泛的应用。 ARM微处理器的应用领域 ARM微处理器是目前应用领域非常广的处理器，到目前为止，ARM微处理器及技术的应用几乎已经遍及工业控制、消费类电子产品、通信系统、网络系统、无线系统等各类产品市场，深入到各个领域。 1、工业控制领域：作为32的RISC架构，基于ARM核的微控制器芯片不但占据了高端微控制器市场的大部分市场份额，同时也逐渐向低端微控制器应用领域扩展，ARM微控制器的低功耗、高性价比，向传统的8位/16位微控制器提出了挑战。 2、无线通讯领域：目前已有超过85%的无线通讯设备采用了ARM技术，ARM以其高性能和低成本，在该领域的地位日益巩固。 3、网络应用：随着宽带技术的推广，采用ARM技术的ADSL芯片正逐步获得竞争优势。此外，ARM在语音及视频处理上行了优化，并获得广泛支持，也对DSP的应用领域提出了挑战。 4、消费类电子产品：ARM技术在目前流行的数字音频播放器、数字机顶盒和游戏机中得到广泛采用。 5、成像和安全产品：现在流行的数码相机和打印机中绝大部分采用ARM技术。手机中的32位SIM智能卡也采用了ARM技术。基于RISC架构的ARM微处理器的特点 1、体积小、低功耗、低成本、高性能; 2、支持Thumb(16位)/ARM(32位)双指令集，能很好的兼容8位/16位器件; 3、大量使用寄存器，指令执行速度更快;

ARM微处理器体系结构及其发展趋势

ARM微处理器体系结构及其发展趋势摘要：嵌入式微处理器是体系结构研究领域的一个热点。本文从微处理器设计者的角度出发，对在嵌入式系统当中应用广泛的32位ARM微处理器系列的体系结构作了研究和探讨，同时分析了其发展趋势。关键词： ARM；体系结构；嵌入式微处理器；发展趋势 1. 概述嵌入式系统一般指非PC系统，它包括硬件和软件两部分。硬件包括处理器/微处理器、存储器及外设器件和I/O端口、图形控制器等。软件部分包括操作系统软件（OS）（要求实时和多任务操作）和应用程序编程。有时设计人员把这两种软件组合在一起。应用程序控制着系统的运作和行为；而操作系统控制着应用程序编程与硬件的交互作用。嵌入式系统的核心是嵌入式微处理器。嵌入式微处理器一般具备以下4个特点：（1）对实时多任务有很强的支持功能，能完成多任务并且有较短的中断时间；（2）具有功能较强的存储区保护功能；（3）可扩展的处理器结构，以能最迅速地开发出满足应用的各种性能的嵌入式微处器；（4）功耗很低。嵌入式处理器的基础是通用计算机中的CPU。但在工作温度、抗电磁干扰、可靠性等方面一般都作了各种增强。具有体积小、重量轻、成本低、可靠性高的优点，芯片中往往包括少量ROM和RAM甚至一定容量的FLASH，一般还包括总线接口、常用设备的控制器、各种外设等器件，从而极大的减少了构成系统的复杂性，因此又称之为片上系统（SystemOnchip,SOC）。 ARM（AdvancedRISCMachine）是英国ARM公司设计开发的通用32位RISC微处理器体系结构，其主要优势在于简单的设计和高效的指令集。ARM的设计目标是微型化、低功耗、高性能的微处理器实现。目前，ARM微处理器家族在嵌入式系统、掌上电脑、智能卡和GSM中断控制器等领域获得了广泛地应用，几乎占据了嵌入式处理器的半壁江山。 2. ARM体系结构作为一种RISC体系结构的微处理器，ARM微处理器具有RISC体系结构的典型特征。还具有以下特点：（1）在每条数据处理器指令当中，都控制算术逻辑单元（ALU）和移位器，以使ALU 和移位器获得最大的利用率；（2）自动递增和自动递减的寻址模式，以优化程序中的循环；（3）同时Load和Store多条指令，以增加数据吞吐率；（4）所有指令都条件执行，以增大执行吞吐量。这些是对基本RISC体系结构的增强，使得ARM处理器可以在高性能、小代码尺寸、低功耗和小芯片面积之间获得好的平衡。作为一种RISC微处理器，ARM指令集的效率比基于CISC的系统高得多。指令集由11个基本指令类型组成，两种用于片上ALU、环形移位器和乘法器，3种用于控制存储器和寄存器之间的数据传送，另外3种控制执行的数据流和特权级别。最后3种指令用于控制外部协处理器，这使得指令集的功能可以在片外得到扩展。对于一些高级语言的编译器来说，ARM 的指令集是比较理想的。而且汇编器的编码也非常简单。ARM指令集的另一个特征是所有的

200430ARM与X86架构终端特性对比

ARM与X86架构终端特性对比关键字：ARM架构 X86架构工控主板开发设计 Android（安卓）系统 LINUX WINCE GOOGLE的Android系统和苹果的IPAD、IPHONE推出后，ARM架构的电脑系统（特别是在终端方面应用）受到用户的广泛支持和追捧，ARM+Android成为IT、通信领域最热门的话题，众多芯片厂商纷纷推出具有各种独特应用功能基于ARM结构开发的产品，近期最新形成的“异构概念”更成为电脑今后发展主要方向。在IT行业推崇了20多年的“性价比“概念受到根本的动摇和冲击，“适用的才是最好的”已经被越来越多的用户接受。我们就ARM架构的系统与X86架构系统的特性进行一个系统分析，方便用户在选择系统时进行理性、合理的比价分析。一、性能： X86结构的电脑无论如何都比ARM结构的系统在性能方面要快得多、强得多。X86的CPU随便就是1G以上、双核、四核大行其道，通常使用45nm（甚至更高级）制程的工艺进行生产；而ARM方面：CPU通常是几百兆，最近才出现1G左右的CPU，制程通常使用不到65nm制程的工艺，可以说在性能和生产工艺方面ARM根本不是X86结构系统的对手。但ARM的优势不在于性能强大而在于效率，ARM采用RISC流水线指令集，在完成综合性工作方面根本就处于劣势，而在一些任务相对固定的应用场合其优势就能发挥得淋漓尽致。二、扩展能力 X86结构的电脑采用“桥”的方式与扩展设备（如：硬盘、内存等）进行连接，而且x86结构的电脑出现了近30年，其配套扩展的设备种类多、价格也比较便宜，所以x86结构的电脑能很容易进行性能扩展，如增加内存、硬盘等。 ARM结构的电脑是通过专用的数据接口使CPU与数据存储设备进行连接，所以ARM 的存储、内存等性能扩展难以进行（一般在产品设计时已经定好其内存及数据存储的容量），所以采用ARM结构的系统，一般不考虑扩展。基本奉行“够用就好”的原则。三、操作系统的兼容性 X86系统由微软及Intel构建的Wintel联盟一统天下，垄断了个人电脑操作系统近30年，形成巨大的用户群，也深深固化了众多用户的使用习惯，同时x86系统在硬件和软件开发方面已经形成统一的标准，几乎所有x86硬件平台都可以直接使用微软的视窗系统及现在流行的几乎所有工具软件，所以x86系统在兼容性方面具有无可比拟的优势。 ARM系统几乎都采用Linux的操作系统，而且几乎所有的硬件系统都要单独构建自己的系统，与其他系统不能兼容，这也导致其应用软件不能方便移植，这一点一直严重制约了ARM系统的发展和应用。GOOGLE开发了开放式的Android系统后，统一了ARM结构电脑的操作系统，使新推出基于ARM结构的电脑系统有了统一的、开放式的、免费的操作系统，为ARM的发展提供了强大的支持和动力。四、软件开发的方便性及可使用工具的多样性 X86结构的系统推出已经近30年，在此期间，x86电脑经过飞速发展的黄金时期，用户的应用、软件配套、软件开发工具的配套及兼容等工作，已经到达非常成熟甚至可以说是完美的境界。所以使用X86电脑系统不仅有大量的第三方软件可供选择，也有大量的软件编程工具可以帮助您完成您所希望完成的工作。 Arm结构的电脑系统因为硬件性能的制约、操作系统的精简、以及系统兼容等问题

ARM处理器与嵌入式系统_沈建华

ARM处理器与嵌入式系统沈建华 (华东师范大学计算机科学技术系,上海200241) 业界论坛INDUSTRY FORUM 62010年第11期adv@https://www.360docs.net/doc/8d14104722.html,(广告专用) 可以用散热器加风扇散热。ARM针对嵌入式应用,在满足性能要求的前提下,力求最低的功率消耗。ARM结构的优点是能兼顾到性能、功耗、代码密度、价格等几个方面,而且做得比较均衡。在性能/功耗比(MIPS/W)方面, ARM处理器具有业界领先的性能。基于ARM核的芯片价格也很低,目前ARM Cortex-M的芯片价格可低至10 元人民币左右。 2.2丰富的可选择芯片 ARM只是一个核,ARM公司自己不生产芯片,采用授权方式给半导体生产商。目前,全球几乎所有的半导体厂家都向ARM公司购买了各种ARM核,配上多种不同的控制器(如LCD控制器、SDRAM控制器、DMA控制器等)和外设、接口,生产各种基于ARM核的芯片。目前, 基于ARM核的各种处理器型号有好几百种,在国内市场上,常见的有ST、TI、NXP、Atmel、Samsung、OKI、Sharp、 Hynix、Crystal等厂家的芯片。用户可以根据各自的应用需求,从性能、功能等方面考察,在许多具体型号中选择最合适的芯片来设计自己的应用系统。由于ARM核采用向上兼容的指令系统,用户开发的软件可以非常方便地移植到更高的ARM平台。 2.3广泛的第三方支持以如今的技术,设计一个处理器并非难事,但要使这个处理器得到大家认可,并取得市场成功却是非常困难的,其中涉及许多技术与非技术的因素和环节,还包括时机、运气。因为现在许多产品的开发,不是一个简单的处理器加几百条指令、语句就可以解决的。要用到32位处理器,一般都要有编译器、高效的开发工具(仿真器及调试环境)、操作系统、协议栈等,这些东西都不是一个芯片生产商可以解决的,而需要许多第三方的支持。这就像一粒种子,需要土壤、空气、水等环境才能发芽、成长。这也是我们的一些“中国芯”该反思之处。 ARM通过近20年的培育、发展,得到了广泛的第三方合作伙伴支持。目前,除通用编译器GCC,ARM有自己的高效编译、调试环境(MDK、Keil),全球约有50家以

解读x86、ARM和MIPS三种主流芯片架构

解读x86、ARM和MIPS三种主流芯片架构指令集可分为复杂指令集（CISC）和精简指令集（RISC）两部分，代表架构分别是x86、ARM和MIPS。 ARMRISC是为了提高处理器运行速度而设计的芯片体系，它的关键技术在于流水线操作即在一个时钟周期里完成多条指令。相较复杂指令集CISC而言，以RISC为架构体系的ARM指令集的指令格式统一、种类少、寻址方式少，简单的指令意味着相应硬件线路可以尽量做到最佳化，从而提高执行速率。因为指令集的精简，所以许多工作必须组合简单的指令，而针对复杂组合的工作便需要由编译程序来执行。而CISC体系的x86指令集因为硬件所提供的指令集较多，所以许多工作都能够以一个或是数个指令来代替，编译的工作因而减少了许多。 ARM指令集架构的主要特点：一是体积小、低功耗、低成本、高性能；二是大量使用寄存器且大多数数据操作都在寄存器中完成，指令执行速度更快；三是寻址方式灵活简单，执行效率高；四是指令长度固定，可通过多流水线方式提高处理效率。 MIPS是高效精简指令集计算机体系结构中的一种，与当前商业化最成功的ARM架构相比，MIPS的优势主要有五点：一是早于ARM支持64bit指令和操作，截至目前MIPS 已面向高中低端市场先后发布了P5600系列、I6400系列和M5100系列64位处理器架构，其中P5600、I6400单核性能分别达到3.5和3.0DMIPS/MHz，即单核每秒可处理350万条和300万条指令，超过ARM Cortex-A53 230万条/秒的处理速度；二是MIPS有专门的除法器，可以执行除法指令；三是MIPS的内核寄存器比ARM多一倍，在同样的性能下MIPS的功耗会比ARM更低，同样功耗下性能比ARM更高；四是MIPS指令比ARM稍微

Arm技术发展历史与趋势分析

A backward glance and a forward view Arm技术发展历史与趋势分析

Arm update A Backward Glance: Progress ?Financials ?Investments / hiring ?Meltdown / Spectre A Forward View: ?Market forecasts ?Arm China JV ?New technology for smartphones and IoT

Licensing

$0m $100m $200m $300m $400m $500m $600m $700m 20052006200720082009201020112012201320142015201620173%2%20%4%

$0m $100m $200m $300m $400m $500m $600m $700m 2005200620072008200920102011201220132014201520162017 10%

2017 Licensing: 141 is the mid-point of normal range 110 130150 17019015 16 17 14 Historic licensing 14161715Year 1313 Cortex-A Cortex-R Cortex-M Mali Classic 0451658Average = 39Average = 70Withdrawn from licensing Av.=1522Av.=22

X86,MIPS,ARM CPU体系结构特点

在回答以下问题之前我们有必要说明一下什么是处理器体系结构和体系架构。体系架构： ●CPU架构是CPU厂商给属于同一系列的CPU产品定的一个规范，主要目的是为了区分不同类型CPU的重要标示。 ●目前市面上的CPU主要分有两大阵营，一个是intel系列CPU，另一个是AMD系列 CPU。体系结构： ●在计算世界中, "体系结构"一词被用来描述一个抽象的机器,而不是一个具体的机器实现。一般而言，一个CPU的体系结构有一个指令集加上一些寄存器而组成。“指令集” 与“体系结构”这两个术语是同义词。问题一：X86,MIPS,ARM三块cpu的体系结构和特点 X86： X86采用了CISC指令集。在CISC指令集的各种指令中，大约有20%的指令会被反复使用，占整个程序代码的80%。而余下的80%的指令却不经常使用，在程序设计中只占20%。 ●总线接口部件BIU 总线接口部件由4个16位段寄存器（DS,ES,SS,CS）、一个16位指令指针寄存器(IP)、20位物理地址加法器、6字节指令队列（8088为4字节）及总线控制电路组成，负责与存储器及I/O 端口的数据传送。 ●执行部件EU 执行部件由ALU、寄存器阵列(AX,BX,CX,DX,SI,DI,BP,SP)、标志寄存器(PSW)等几个部分组成，其任务就是从指令队列流中取出指令，然后分析和执行指令，还负责计算操作数的16位偏移地址。 ●寄存器的结构 1）数据寄存器AX、BX、CX、DX均为16位的寄存器，它们中的每一个又可分为高字节H和低字节L。即AH、BH、CH、DH及AL、BL、CL、DL可作为单独的8位寄存器使用。不论16位寄存器还是8位寄存器，它们均可寄存操作数及运算的中间结果。有少数指令指定某个寄存器专用，例如，串操作指令指定CX专门用作记录串中元素个数的计数器。 2）段寄存器组：CS、DS、SS、ES。8086/8088的20位物理地址在CPU内部要由两部分相加形成的。SP、BP、SI、DI是用以指明其偏移地址，即20位物理地址的低16位；而CS、DS、SS、ES是用以指明20位物理地址的高16位的，故称作段寄存器。 4个存储器使用专一，不能互换，CS识别当前代码段，DS识别当前数据段，SS识别当前堆栈段；ES识别当前附加段。一般情况下，DS和ES都须用户在程序中设置初值。

主流ARM处理器架构对比

主流ARM处理器架构对比架构名称指令集核心数量性能/频率比评分 ARM9 AR Mv5 单核心 1.1 DMIPS/MHz ★ ARM11 AR Mv6 单核心 1.25 DMIPS/MHz ★★ Cortex-A5 AR Mv7 1～4核心 1.57 DMIPS/MHz ★★☆ Cortex-A8 AR Mv7 单核心 2.0 DMIPS/MHz ★★★ Cortex-A9 AR Mv7 1～4核心 2.5 DMIPS/MHz ★★★ ★ Cortex-A15 AR Mv7 4核以上 3.5 DMIPS/MHz ★★★ ★★ 火速链接 ARM官网对Cortex-A5架构的解释：https://www.360docs.net/doc/8d14104722.html,/75efm56 ARM架构处理低功耗优势(ARM官网) 65nm 45 nm 40 nm 32 nm 28 nm 20 nm NVIDIA Tegra 3三星猎户座4412 话说性能最强的cpu还是来自三星的猎户座4412，性能非常强大，比tegra3的性能更强。毕竟猎户座4412和tegra3在工艺制程上还是有差别的，所以纯粹的探究性能的话还是猎户座更为强大了。但是从待机来说tegra3要更强大一些，无进程的时候tegra 3采用了专门的芯片待机，在待机上更强大一些。

最强四核之战Tegra 3对比Exynos 4412 4412处理器是其中较新并且被应用在三星i9300、三星Note II，三星Note 10.1这三大旗舰产品中蓝魔四核W30平板 T7 现代欧魅四核X3 1.主流中的主流-高通很多手机都采用了高通的cpu，比较先进的高通s4迟迟不上市，让大家大失所望，像我们熟知的小米、索尼lt26i、htc 大多数机型都采用了高通的cpu。高通应该算是应用最广的cpu了。 2.强大的三星-猎户座我们熟知的三星i9300、三星i9100、三星i9220这几款大红大紫的机型都采用了三星的猎户座cpu，三星i9100和三星i9220都采用了双核的猎户座4210cpu，三星i9300采用了三星最先进的四核猎户座4412，魅族mx采用的也是猎户座哦！

一文看懂arm架构和x86架构有什么区别

一文看懂arm架构和x86架构有什么区别本文主要介绍的是arm架构和x86架构的区别，首先介绍了ARM架构图，其次介绍了x86架构图，最后从性能、扩展能力、操作系统的兼容性、软件开发的方便性及可使用工具的多样性及功耗这五个方面详细的对比了arm架构和x86架构的区别，具体的跟随小编一起来了解一下。什么叫arm架构 ARM架构过去称作进阶精简指令集机器（AdvancedRISCMachine，更早称作：AcornRISCMachine），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处理器非常适用于移动通讯领域，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。

ARM架构图下图所示的是ARM构架图。它由32位ALU、若干个32位通用寄存器以及状态寄存器、32&TImes;8位乘法器、32&TImes;32位桶形移位寄存器、指令译码以及控制逻辑、指令流水线和数据/地址寄存器组成。 1、ALU：它有两个操作数锁存器、加法器、逻辑功能、结果以及零检测逻辑构成。 2、桶形移位寄存器：ARM采用了32&TImes;32位的桶形移位寄存器，这样可以使在左移/右移n位、环移n位和算术右移n位等都可以一次完成。 3、高速乘法器：乘法器一般采用“加一移位”的方法来实现乘法。ARM为了提高运算速度，则采用两位乘法的方法，根据乘数的2位来实现“加一移位”运算;ARM高速乘法器采用32&TImes;8位的结构，这样，可以降低集成度（其相应芯片面积不到并行乘法器的1/3）。 4、浮点部件：浮点部件是作为选件供ARM构架使用。FPA10浮点加速器是作为协处理方式与ARM相连，并通过协处理指令的解释来执行。 5、控制器：ARM的控制器采用的是硬接线的可编程逻辑阵列PLA。 6、寄存器

ARM和X86嵌入式工控机比较

ARM和X86嵌入式工控机比较分析 CISC的典型代表是各种X86的CPU，ARM则是RISC最常见的处理器。关于ARM和X86架构上的比较也就代表了CISC和RISC的发展趋势。RISC架构系统在嵌入式领域广泛应用(比X86有更大的出货量)比较重要的有几个原因：（1）因为有成熟的处理器IP可以直接加以利用，可以减少芯片的研发周期、降低开发难度，开发周期比较短，芯片做得针对性很强；（2）功耗低，嵌入式系统大多都是在很多特定场合使用的，譬如手持设备。在有限的空间里面，散热也是个大问题。X86的CPU需要南桥和北桥来扩展内存控制器、PCI控制器、AGP控制器、ATA控制器、USB 控制器等，这样系统结构复杂，但是扩展性很好，不适合专用设备，但是很适合通用设备，因此在PC和服务器中得到了广泛的应用。 ARM处理器更接近于SOC(System on Chip),一颗芯片上集成一个系统，事实上正是如此，譬如专门的手持设备的ARM，就是一个ARM Core，然后集成SDRAM Controller、FLASH Controller、LCD Controller和Uart等，然后集成以太网MAC或者专门的Network Engine，甚至还会集成专门的AC97、MMX等迎合不同的应用需要。采用 ARM 处理器的结果就是，在板级的时候，硬件结构非常简单，可以简单的把ARM平台的嵌入式系统认为是：CPU + SDRAM + Flash + I/O + Power Supply。软件上，X86系统复位以后，首先运行的是BIOS，根据硬件的

具体设置对I/O、 IRQ、地址空间等进行初步的分配管理；接着是 boot manager，譬如 NT Loader 或者Linux，它会对CPU系统进行进一步的设置，然后 Load OS kernel &root filesystem，把硬件的控制权交给OS。对于ARM嵌入式的系统，基本上过程存在一些差异，在Flash 的某个特定地址存储了boot loader，这里的boot loader相当于集成了X86系统的BIOS + Boot Manager的功能，复位启动boot loader，然后加载load Linux kernel & root filesystem。比较ARM和X86这两个架构之间的差异包括如下几点：（1）ARM处理器本身集成了丰富的常用控制器接口；X86没有提供控制器接口，通过南北桥扩展外设。ARM平台的架构比较简单，不需要太多的硬件电路,X86系统则比较复杂。（2）ARM处理器的外设空间是统一制定的，由存储器控制器进行管理；X86的外设空间由Mem和I/O这两套独立的空间构成，并分别由不同的控制器控制，结构略显复杂。（3）ARM采用先进的RISC技术，并辅上独特设计，保证其超低功耗的品质；X86因为其CISC结构，始终存在大功耗的毛病，并据此而伴随散热、噪声等一系列问题需要解决。（4）ARM作为先进的微控制器，芯片的集成度非常高，采用了SOC 的设计思路，降低了系统的复杂度；X86集成度相对较低、结构庞大，造成的结果是无法在速度、可裁减性、稳定性等方面进行性能的总体提升。

(完整版)ARM技术应用领域的现状及发展趋势

ARM技术应用领域的现状及发展趋势一、前言各种新型微处理器的出现和应用的不断深化，嵌入式系统在后PC时代得到了空前的发展。随着时间的推移和技术的进步，在工业控制、家用电器、智能仪器仪表、机电控制等领域，已不断展现出其独特魅力。与桌面计算机不同，嵌入式计算机系统以应用为中心，具有专用性、低成本、低功耗、高性能、高可靠性等特点。嵌入式系统日益广泛的应用也让人们认识到这项技术蕴含的巨大的市场潜力。市场的需求带动了对技术人才的需求，在未来5年里嵌入式系统领域将有超过120万的人才缺口，社会急需嵌入式系统相关专业的人才。二、ARM公司介绍 ARM是一家提供RISC架构的嵌入式微处理器公司，设计了大量高性能、廉价、耗能低的RISC处理器、相关技术及软件。适用于多种领域，比如嵌入控制、消费/教育类多媒体、DSP和移动式应用等。 ARM 公司的总部位于英国剑桥，成立于1990年11月，在全球设立了多个办事处，是苹果、Acorn、VLSI、Technology 等公司的合资企业。 20世纪90年代，ARM公司的业绩平平，处理器的出货量徘徊不前。由于缺乏资金，ARM做出了一个意义深远的决定：自己不制造芯片，只将芯片的设计方案授权给其他公司，由它们来生产。正是这个模式，最终使得ARM芯片遍地开花，将封闭设计的Intel公司置于"人民战争"的汪洋大海。进入21世纪之后，由于手机的快速发展，出货量呈现爆炸式增长，ARM处理器占领了全球手机市场。2010年，全球ARM芯片出货量达61亿片，远远超出预期的45亿片。三、ARM公司产品 ARM?体系结构是业界领先的微处理器体系结构，为系统和软件工程师提供了开发低能耗、高性能消费类和工业产品的硅验证解决方案。这些终端产品涵盖了从汽车和工业监视器到家庭娱乐和移动设备的各个领域。 ARM 完整产品线包括微控制器、微处理器、图形处理器、实现软件、单元库、嵌入式内存、高速连接产品、外设以及开发工具。借助于完善的设计服务、培训、支持和维护以及公司的庞大合作伙伴社区，我们提供了一个全面的系统解决方案，为主要电子设备公司提供一条快速可靠的途径将产品推向市场。 2.1.处理器 ARM 是 32 位嵌入式微处理器的行业领先提供商，已推出各种各样基于通用体系结构的处理器，这些处理器具有高性能和行业领先的功效，而且系统成本也有所降低。与业界最广泛的体系（拥有超过 750 个可提供硅、工具和软件的合作伙伴）相结合，已推出的一系列 20 多种处理器可以解决每个应用难题。迄今为止，ARM 已生产超过 200 亿个处理器，每天的销量超过 1000 万，是真正意义上的The Architecture for the Digital World?（数字世界的体系结构）。

x86和arm的区别

X86与ARM的区别 X86由英特尔公司开发,并且统治了几十年。X86反应快，在PC 应用广泛。 X86与ARM最大不同在于指令集上，X86硬件有优势.但是带来的功耗大。ARM构架指令，执行起来快功耗也低.。现在智能手机和平板很火，平板电脑要求便携和续航能力.ARM构架具有低功耗，使之有了市场.那么为什么没有得到普及？原因主要有2点:在执行大的指令ARM很困难.当下软件都是基于X86构架下开发的，ARM是不能兼容的.软件必须改写代码才能用在ARM构架。ARM的资源少也是一个重要原因 AMD公司会大力度开发ARM构架.但是完全放弃X86还为时过早，毕竟在PC领域还是x86的天下。 WIN8系统支持ARM与X86两种构架一、背景知识：指令的强弱是CPU的重要指标，指令集是提高微处理器效率的最有效工具之一。从现阶段的主流体系结构讲，指令集可分为复杂指令集(CISC)和精简指令集(RISC)两部分。相应的，微处理随着微指令的复杂度也可分为CISC及RISC这两类。CISC是一种为了便于编程和提高记忆体访问效率的晶片设计体系。在20世纪90年代中期之前，大多数的微处理器都采用CISC体系──包括Intel的80x86

和Motorola的68K系列等。即通常所说的X86架构就是属于CISC 体系的。RISC是为了提高处理器运行的速度而设计的晶片体系。它的关键技术在于流水线操作（Pipelining）：在一个时钟周期里完成多条指令。而超流水线以及超标量技术已普遍在晶片设计中使用。RISC体系多用于非x86阵营高性能微处理器CPU。像HOLTEK MCU 系列等。ARM （Advanced RISC Machines ），既可以认为是一个公司的名字，也可以认为是对一类微处理器的通称，还可以认为是一种技术的名字。而ARM体系结构目前被公认为是业界领先的32 位嵌入式RISC 微处理器结构。所有ARM处理器共享这一体系结构。因此我们可以从其所属体系比较入手，来进行X86指令集与ARM 指令集的比较。二、CISC和RISC的比较（一）CISC CISC体系的指令特征使用微代码。指令集可以直接在微代码记忆体（比主记忆体的速度快很多）里执行，新设计的处理器，只需增加较少的电晶体就可以执行同样的指令集，也可以很快地编写新的指令集程式。庞大的指令集。可以减少编程所需要的代码行数，减轻程式师的负担。高阶语言对应的指令集：包括双运算元格式、寄存器到寄存器、寄存器到记忆体以及记忆体到寄存器的指令。2．CISC体系的优缺点优点：能够有效缩短新指令的微代码设计时间，允许设计师

浅谈ARM架构应用处理器与X86架构处理器

浅谈ARM架构应用处理器与X86架构处理器如今在嵌入式和移动平台上ARM架构的处理器可谓是风生水起，以智能手机平板电脑为代表的移动新兴势力已对以Wintel联盟为代表传统PC市场产生了巨大的冲击。在当今的芯的控制技术，已经在移动设备领域有着突出的优势。可以说ARM和X86就如同一对冤家。那么什么是X86架构，ARM架构呢？首先我们先来简单的了解下这两种架构。 Intel X86架处理器 x86或80x86是英特尔Intel首先开发制造的一种微处理器体系结构的泛称。该系列较早期的处理器名称是以数字来表示，并以“86”作为结尾，包括Intel 8086、80186、80286、80386以及80486，因此其架构被称为“x86”。由于数字并不能作为注册商标，因此Intel及其竞争者均在新一代处理器使用可注册的名称，如Pentium。现时Intel把x86-32称为IA-32，全名为“Intel Architecture，32-bit”。

x86架构是重要的可变指令长度的CISC(复杂指令集计算机，Complex Instruction Set Computer)。字组(word，4字节)长度的存储器访问允许不对齐存储器地址，字组是以低位字节在前的顺序储存在存储器中。向前兼容性一直都是在x86架构的发展背后一股驱动力量(设计的需要决定了这项因素而常常导致批评，尤其是来自对手处理器的拥护者和理论界，他们对于一个被广泛认为是落后设计的架构的持续成功感到不解)。但在较新的微架构中，x86处理器会把x86指令转换为更像RISC的微指令再予执行，从而获得可与RISC比拟的超标量性能，而仍然保持向前兼容。x86架构的处理器一共有四种执行模式，分别是真实模式，保护模式，系统管理模式以及虚拟V86模式。 ARM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位元精简指令集(RISC) 中央处理器(processor)架构，其广泛地使用在许多嵌入式系统(embedded)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。在今日，ARM家族占了所有32位元嵌入式处理器75%的比例[1]，使它成为占全世界最多数的32位元架构之一。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、掌上型电玩，和计算机)到电脑周边设备(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。在此家族中衍伸的重要产品还包括Marvell的XScale架构和德州仪器的OMAP系列。 ARM与X86架构对比区别

x86架构与ARM架构处理器

x86架构与ARM架构处理器 2010年07月18日星期日23:16 英文缩写： ISA指令集架构，Instruction Set Architecture CISC复杂指令集计算机，Complex Instruction Set Computer RISC精简指令集计算机，Reduced Instruction Set Computer EPIC显性并行指令计算，Explicitly Parallel Instruction Computing MMX多媒体扩展指令集，Multi Media Extended SSE单指令多数据流扩展，Streaming-Single instruction multiple data-Extensions CPU的机器语言与指令集 CPU依靠指令来计算和控制系统，每款CPU在设计时就规定了一系列通过其硬件电路实现的指令系统，即机器语言。指令的强弱也是CPU的重要指标，指令集是提高微处理器效率的最有效工具之一。从现阶段的主流体系结构讲，指令集可分为复杂指令集和精简指令集两种，主要有指令位数多少、指令位数是否可变、指令顺序执行和并行执行、包含指令条数等等区别。基于复杂指令集实现的计算机即CISC复杂指令集计算机，基于精简指令集的计算机即RISC精简指令集计算机。 Intel第一块16位的i8086CPU使用的指令集称x86指令集，同时电脑中为提高浮点数据处理能力而增加的x87芯片系列数学协处理器则另外使用x87指令集，后来将x86指令集和x87指令集统称为x86

指令集。x86指令集是CISC复杂指令集的代表。复杂的指令系统必然增加微处理器的复杂性，使处理器的研制时间长，成本高。并且复杂指令需要复杂的操作，必然会降低计算机的速度。后来经过研究发现，在计算机中，80％程序只用到了20％的指令集，基于这一发现，RISC精简指令集被提了出来，这是计算机系统架构的一次深刻革命。RISC 架构的基本思路是：抓住CISC指令系统指令种类太多、指令格式不规范、寻址方式太多的缺点，通过减少指令种类、规范指令格式和简化寻址方式，方便处理器内部的并行处理，提高VLSI器件的使用效率，从而大幅度地提高处理器的性能。目前高端服务器产品大多是RISC架构的。而基于CISC复杂指令集的计算机在增加指令条数增加硬件结构复杂性的道路上越走越远，许多厂家为了提升某一方面性能，开发了多种扩展指令集，扩展指令集定义了新的数据和指令，能够大大提高某方面数据处理能力，但必须软件编程时加入支持调用这些扩展指令集才能发挥该硬件的性能。如Intel公司的MMX多媒体扩展指令集、SSE、SSE2、SSE3、SSSE3、SSE4.1、SSE4.2等单指令多数据流扩展指令集和AMD公司的3DNow!、Enhanced 3DNow!等都是CPU的扩展指令集，分别增强了CPU 的多媒体、图形图象和Internet等的处理能力。另有Intel公司开发EM64T扩展指令集。SSE指令与3DNow!指令彼此互不兼容，但SSE包含了3DNow!技术的绝大部分功能，只是实现的方法不同。现在我们表述中提到指令集往往只指这些扩展指令集。目前个人级电脑产品大多是CISC架构的。补：EM64T扩展指令集 EM64T全称Extended Memory 64 Technology 即64位内存扩展技术。Intel公司开发EM64T扩展指令集是为了让现有的x86指令集能够执行64位代码，让系统支持更大容量的内存，且继续保持对32位代码的良好兼容。

ARM架构芯片在服务器端的发展前景

广州创亚企业管理顾问有限公司 ARM 架构芯片在服务器端的发展前景

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（一）定义服务器（Server），也称伺服器，是提供计算服务的设备。由于服务器需要响应服务请求，并进行处理，因此一般来说服务器应具备承担服务并且保障服务的能力。通常分为文件服务器（能使用户在其它计算机访问文件）、数据库服务器、应用程序服务器、WEB服务器等。服务器的构成包括处理器、硬盘、内存、系统总线等，相比通用的计算机架构，在处理能力、稳定性、可靠性、安全性、可扩展性、可管理性等方面要求更高。

（二）分类按照体系架构来区分，服务器主要分为两类： 1）非x86服务器服务器(9)非x86服务器：包括大型机、小型机和UNIX服务器，它们是使用RISC（精简指令集）或EPIC（并行指令代码）处理器，并且主要采用UNIX和其它专用操作系统的服务器，精简指令集处理器主要有IBM公司的POWER和PowerPC处理器，SUN与富士通公司合作研发的SPARC处理器、EPIC处理器主要是 Intel研发的安腾处理器等。这种服务器价格昂贵，体系封闭，但是稳定性好，性能强，主要用在金融、电信等大型企业的核心系统中。 2）x86服务器 x86服务器：又称CISC（复杂指令集）架构服务器，即通常所讲的PC服务器，它是基于PC机体系结构，使用Intel或其它兼容x86指令集的处理器芯片和Windows操作系统的服务器。价格便宜、兼容性好、稳定性较差、安全性不算太高，主要用在中小企业和非关键业务中。

（三）硬件服务器作为硬件来说，通常是指那些具有较高计算能力，能够提供给多个用户使用的计算机。服务器与PC机的不同点很多，例如PC机在一个时刻通常只为一个用户服务。服务器与主机不同，主机是通过终端给用户使用的，服务器是通过网络给客户端用户使用的。和普通的PC相比，服务器需要连续的工作在7X24小时环境。这就意味着服务器需要等多的稳定性技术RAS，比如支持使用ECC内存。根据不同的计算能力，服务器又分为工作组级服务器，部门级服务器和企业级服务器。服务器操作系统是指运行在服务器硬件上的操作系统。服务器操作系统需要管理和充分利用服务器硬件的计算能力并提供给服务器硬件上的软件使用。

Armv8 x86 virtualization 构架和性能

随着虚拟化在arm系统的重要性提升，特别是在server／networking，automative和mobile市场上都有虚拟化的诉求，本文基于一篇国外大学研究arm虚拟化的论文（论文下载会稍后给出），探讨armv8虚拟化技术，KVM，Xen实现和性能分析，与x86的比较。这个研究帮助了arm改进了虚拟化支持的构架，并在armv8.1中采用。摘要

arm服务器的流行，使得比如虚拟化的服务器技术越来越重要。我们第一次研究arm 虚拟化在arm服务器硬件上的效率，包括多核在两个主流的arm和x86构架在KVM 和Xen的测试。呈现出arm硬件对虚拟化支持可以明显使VMs到Hypervisor的转化更快，这hypervisor的关键操作。但是，现在的hypervisor 设计，包括 (Type1)hypervisor比如Xen和Type2Hypervisor(比如KVM)，并不能体现真实的应用workload的性能优势。我们会讨论那些对整体性能有很大影响的因素。基于我们的测试，我们讨论了需要怎么改进arm的虚拟化硬件设计来使Type2hypervisor的VM－Hypervisor的转换更高效。这些改变已经被最新的arm构架采用。关键词：计算机构架，Hypervisor,OS, 虚拟化，多核，性能，arm，x86 简介 arm的CPU现在是移动和嵌入式系统的主要选择，体现了arm构架高能效。Armv8-A64位构架使得arm可以进入到传统的服务器市场。越来越多的公司采用商业可用的arm server来满足计算设施的需求。因为虚拟化在server里扮演着重要角色，arm v8-a提供了硬件虚拟化支持。大多数虚拟化玩家，包括KVM和Xen，都使用这些硬件虚拟化扩展支持不需要修改的OS和应用，以提高虚拟化的性能。除了arm虚拟化重要性的趋势，比较少对arm虚拟化在实际中的表现。也没有对arm 在server上性能的详细研究。尽管KVM和Xen都有arm和x86的虚拟化方案，但是因为arm和x86构架对虚拟化硬件支持机制有比较大的区别。