X86架構(gòu)與ARM架構(gòu)的區(qū)別

這就是“復(fù)雜指令集”和“精簡指令集”的邏輯區(qū)別??赡苡腥苏f,明顯是精簡指令集好啊,但是我們不好去判斷它們之間到底誰好誰壞,因為目前他們兩種指令集都在蓬勃發(fā)展,而且都很成功——X86是復(fù)雜指令集(CISC)的代表,而ARM則是精簡指令集(RISC)的代表,甚至ARM的名字就直接表明了它的技術(shù):Advanced RISC Machine——高級RISC機(jī)。

到了這里你就應(yīng)該明白為什么RISC和CISC之間不好直接比較性能了,因為它們之間的設(shè)計思路差異太大。這樣的思路導(dǎo)致了CISC和RISC分道揚鑣——前者更加專注于高性能但同時高功耗的實現(xiàn),而后者則專注于小尺寸低功耗領(lǐng)域。實際上也有很多事情CISC更加合適,而另外一些事情則是RISC更加合適,比如在執(zhí)行高密度的運算任務(wù)的時候CISC就更具備優(yōu)勢,而在執(zhí)行簡單重復(fù)勞動的時候RISC就能占到上風(fēng),比如假設(shè)我們是在舉辦吃飯大賽,那么CISC只需要不停的喊“吃飯吃飯吃飯”就行了,而RISC則要一遍一遍重復(fù)吃飯流程,負(fù)責(zé)喊話的人如果嘴巴不夠快(即內(nèi)存帶寬不夠大),那么RISC就很難吃的過CISC。但是如果我們只是要兩個人把飯舀出來,那么CISC就麻煩得多,因為CISC里沒有這么簡單的舀飯動作,而RISC就只需要不停喊“舀飯舀飯舀飯”就OK。

這就是CISC和RISC之間的區(qū)別。但是在實際情況中問題要比這復(fù)雜許許多多,因為各個陣營的設(shè)計者都想要提升自家架構(gòu)的性能。這里面最普遍的就是所謂的“發(fā)射”概念。什么叫發(fā)射?發(fā)射就是同時可以執(zhí)行多少指令的意思,例如雙發(fā)射就意味著CPU可以同時拾取兩條指令,三發(fā)射則自然就是三條了?,F(xiàn)代高級處理器已經(jīng)很少有單發(fā)射的實現(xiàn),例如Cortex A8和A9都是雙發(fā)射的RISC,而Cortex A15則是三發(fā)射。ATOM是雙發(fā)射CISC,Core系列甚至做到了四發(fā)射——這個方面大家倒是不相上下,但是不要忘了CISC的指令更加復(fù)雜,也就意味著指令更加強(qiáng)大,還是吃飯的例子,CISC只需要1個指令,而RISC需要5個,那么在內(nèi)存帶寬相同的情況下,CISC能達(dá)到的性能是要超過RISC的(就吃飯而言是5倍),而實際中CISC的Core i處理器內(nèi)存帶寬已經(jīng)超過了100GB/s,而ARM還在為10GB/s而苦苦奮斗,一個更加吃帶寬的架構(gòu),帶寬卻只有別人的十分之一,性能自然會受到非常大的制約。為什么說ARM和X86不好比,這也是很重要的一個原因,因為不同的應(yīng)用對帶寬需求是不同的。一旦遇到帶寬瓶頸,哪怕ARM處理器已經(jīng)達(dá)到了很高的運算性能,實際上根本發(fā)揮不出來,自然也就會落敗了。

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