【CPU】ARM架构和X86架构

1、X86架构与ARM架构的区别

（1）本质区别：X86使用CISC(Complex Instruction Set Computer，复杂指令集计算机)，ARM使用RISC(Reduced Instruction Set Computer，精简指令集计算机)，ARM英文全称Advanced RISC Machine。

（2）各自追求：X86追求性能最优，缺点是功耗大，不节能(和ARM对比)；ARM追求低功耗（节能）,缺点是采用精简指令集，导致编译器处理复杂，因此性能相对X86差。

（3）应用领域：X86主要是PC机（Intel、AMD），X86服务器；ARM主要是应用于移动设备（手机、平板电脑等嵌入式领域）。

（4）典型代表：X86结构主要是Intel、AMD等PC电脑；ARM主要是移动终端，IBM的Power PC。

2、CISC Vs RISC

（1）CISC：复杂指令集CPU，指令众多，通常有300+条的指令。每条指令的操作都有对应的电路设计，因此CPU的电路设计较复杂，功耗较大。但是相对的，对应编译器的设计比较简便，因为各种编程操作都有对应的指令。

典型的应用：Inter

（2）RISC：精简指令集CPU，指令相对较少，通常只有几十条指令。CPU设计相对简便，功耗较小。但是，编译器的设计比较复杂，许多编程操作都需要一些指令的灵活组合。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。

典型的应用：ARM

（3）两者区别

RISC的设计重点在于降低由硬件执行指令的复杂度，因为软件比硬件容易提供更大的灵活性和更高的智能，因此RISC设计对编译器有更高的要求；CISC的设计则更侧重于硬件执行指令的功能，使CISC的指令变得很复杂。总之RISC对编译器的要求高，CISC强调硬件的复杂性，CPU的实现更复杂。

RISC设计思想准则：

1． 指令集----RISC处理器减少指令集的种类，通常一个周期一条指令，也就是说指令的周期是固定的，编译器或程序员通过几条指令完成一个复杂的操作；CISC的指令长度通常不固定。

2． 流水线----流水线的本质就是CPU并行运行，只是并行运行不像FPGA中的那么直接，它只是把一条指令分成几个更小的执行单元；CISC指令的执行需要调用一个微程序，明显没有RISC的指令吞吐量大。

3． 寄存器----RISC的寄存器拥有更多的通用寄存器，寄存器操作较多，例如ARM具有27个寄存器，CISC的寄存器都是用于特定目的的。

4． Load-store结构----处理器只处理寄存器中的数据，这是因为访问存储器很耗时，同时对外部存储器的读写会影响其寿命；CISC能够在存储器中直接运行

5． 寻址方式简化，不像CISC那样的复杂众多的寻址方式