詳解CPU架構和GPU分類(lèi)

CPU架構是CPU廠(chǎng)商給屬于同一系列的CPU產(chǎn)品定的一個(gè)規范，主要目的是為了區分不同類(lèi)型CPU的重要標示。目前市面上的CPU指令集分類(lèi)主要分有兩大陣營(yíng)，一個(gè)是intel、AMD為首的復雜指令集CPU，另一個(gè)是以IBM、ARM為首的精簡(jiǎn)指令集CPU。兩個(gè)不同品牌的CPU，其產(chǎn)品的架構也不相同，例如，Intel、AMD的CPU是X86架構的，而IBM公司的CPU是PowerPC架構，ARM公司是ARM架構。

CPU架構主要有：X86/Atom、ARM、MIPS、PowerPC等等

x86系列/Atom處理器

xx86或80x86是英代爾Intel首先開(kāi)發(fā)制造的一種微處理器體系結構的泛稱(chēng)。

x86架構是重要地可變指令長(cháng)度的CISC(復雜指令集電腦，Complex InstrucTIon Set Computer)。

Intel Atom(中文：凌動(dòng)，開(kāi)發(fā)代號：Silverthorne)是Intel的一個(gè)超低電壓處理器系列。處理器采用45納米工藝制造，集成4700萬(wàn)個(gè)晶體管。L2緩存為512KB，支持SSE3指令集，和VT虛擬化技術(shù)(部份型號)。

ARM系列

ARM架構，過(guò)去稱(chēng)作進(jìn)階精簡(jiǎn)指令集機器(Advanced RISC Machine，更早稱(chēng)作：Acorn RISC Machine)，是一個(gè)32位精簡(jiǎn)指令集(RISC)處理器架構，其廣泛地使用在許多嵌入式系統設計。由于節能的特點(diǎn)，ARM處理器非常適用于移動(dòng)通訊領(lǐng)域，符合其主要設計目標為低耗電的特性。

在今日，ARM家族占了所有32位嵌入式處理器75%的比例，使它成為占全世界最多數的32 位架構之一。ARM處理器可以在很多消費性電子產(chǎn)品上看到，從可攜式裝置(PDA、移動(dòng)電話(huà)、多媒體播放器、掌上型電子游戲，計算機)到電腦外設(硬盤(pán)、桌上型路由器)甚至在導彈的彈載計算機等軍用設施中都有他的存在。在此還有一些基于A(yíng)RM設計的派生產(chǎn)品，重要產(chǎn)品還包括Marvell 的XScale架構和德州儀器的OMAP系列。

優(yōu)勢：價(jià)格低;能耗低

ARM 授權方式：ARM 公司本身并不靠自有的設計來(lái)制造或出售 CPU ，而是將處理器架構授權給有興趣的廠(chǎng)家。ARM 提供了多樣的授權條款，包括售價(jià)與散播性等項目。對于授權方來(lái)說(shuō)，ARM 提供了 ARM 內核的整合硬件敘述，包含完整的軟件開(kāi)發(fā)工具(編譯器、debugger、SDK)，以及針對內含 ARM CPU 硅芯片的銷(xiāo)售權。對于無(wú)晶圓廠(chǎng)的授權方來(lái)說(shuō)，其希望能將 ARM 內核整合到他們自行研發(fā)的芯片設計中，通常就僅針對取得一份生產(chǎn)就緒的智財核心技術(shù)(IP Core)認證。對這些客戶(hù)來(lái)說(shuō)，ARM 會(huì )釋出所選的 ARM 核心的閘極電路圖，連同抽象模擬模型和測試程式，以協(xié)助設計整合和驗證。需求更多的客戶(hù)，包括整合元件制造商(IDM)和晶圓廠(chǎng)家，就選擇可合成的 RTL(暫存器轉移層級，如 Verilog)形式來(lái)取得處理器的智財權(IP)。借著(zhù)可整合的 RTL，客戶(hù)就有能力能進(jìn)行架構上的最佳化與加強。這個(gè)方式能讓設計者完成額外的設計目標(如高震蕩頻率、低能量耗損、指令集延伸等)而不會(huì )受限于無(wú)法更動(dòng)的電路圖。雖然 ARM 并不授予授權方再次出售 ARM 架構本身，但授權方可以任意地出售制品(如芯片元件、評估板、完整系統等)。商用晶圓廠(chǎng)是特殊例子，因為他們不僅授予能出售包含 ARM 內核的硅晶成品，對其它客戶(hù)來(lái)講，他們通常也保留重制 ARM 內核的權利。

生產(chǎn)廠(chǎng)商：TI (德州儀器)，Samsung(三星)，Freescale，Marvell，Nvidia(英偉達)等等。

MIPS系列

MIPS(Microprocessor without interlocked piped stages，“無(wú)內部互鎖流水級的微處理器”)，是世界上很流行的一種精簡(jiǎn)指令集RISC處理器，其機制是盡量利用軟件辦法避免流水線(xiàn)中的數據相關(guān)問(wèn)題。它最早是在80年代初期由斯坦福(Stanford)大學(xué)Hennessy教授領(lǐng)導的研究小組研制出來(lái)的。MIPS公司的R系列就是在此基礎上開(kāi)發(fā)的RISC工業(yè)產(chǎn)品的微處理器。這些系列產(chǎn)品為很多計算機公司采用構成各種工作站和計算機系統。

MIPS技術(shù)公司是美國著(zhù)名的芯片設計公司，它采用精簡(jiǎn)指令系統計算結構(RISC)來(lái)設計芯片。和英特爾采用的復雜指令系統計算結構(CISC)相比，RISC具有設計更簡(jiǎn)單、設計周期更短等優(yōu)點(diǎn)，并可以應用更多先進(jìn)的技術(shù)，開(kāi)發(fā)更快的下一代處理器。MIPS是出現最早的商業(yè)RISC架構芯片之一，新的架構集成了所有原來(lái)MIPS指令集，并增加了許多更強大的功能。 MIPS自己只進(jìn)行CPU的設計，之后把設計方案授權給客戶(hù)，使得客戶(hù)能夠制造出高性能的CPU。

PowerPC系列

PowerPC 是一種精簡(jiǎn)指令集(RISC)架構的中央處理器(CPU)，其基本的設計源自IBM(國際商用機器公司)的IBM PowerPC 601 微處理器POWER(Performance OpTImized With Enhanced RISC;《IBM Connect 電子報》2007年8月號譯為“增強RISC性能優(yōu)化”)架構。

GPU英文全稱(chēng)Graphic Processing Unit，中文翻譯為“圖形處理器”。(圖像處理單元)GPU是相對于CPU的一個(gè)概念。GPU是顯卡的“心臟”，也就相當于CPU在電腦中的作用，它決定了該顯卡的檔次和大部分性能，同時(shí)也是2D顯示卡和3D顯示卡的區別依據。

ImaginaTIon公司的PowerVR

Imagination技術(shù)公司并不介入ARM處理器生產(chǎn)，他們專(zhuān)注于是移動(dòng)GPU技術(shù)授權，因為專(zhuān)業(yè)所以強大，Imagination絕對是移動(dòng)平臺 GPU授權的老大，即便是Intel的Atom處理器及桌面的GMA 500也使用了PwerVR系列GPU核心，他們的觸角伸得很廣，并不局限于A(yíng)RM陣營(yíng)。

Imagination公司的授權伙伴主要有Intel、蘋(píng)果、聯(lián)發(fā)科、LG、高通、瑞薩、三星、海思、Marvell、索尼等等，幾乎都是大腕，其中Intel和蘋(píng)果還是Imagination公司的大股東之一。

高通的Adreno

作為屈指可數(如果不是唯一一個(gè))可以自己改進(jìn)ARM指令的移動(dòng)處理器廠(chǎng)商，說(shuō)高通是安卓陣營(yíng)移動(dòng)處理器一哥估計沒(méi)人會(huì )反對，再加上高通的3G技術(shù)及基帶上的優(yōu)勢，高通處理器絕對是近年來(lái)最熱門(mén)的選擇之一，順帶著(zhù)也把高通的Adreno圖形核心帶火了。