介绍三大主流芯片架构：X86、ARM、RISC-V

今天给大家分享一下芯片的主流架构知识~

我们主要应用的三大芯片架构：X86、ARM和RISC-V架构

1、X86架构

X86架构（The X86 architecture）是微处理器执行的计算机语言指令集，指一个intel通用计算机系列的标准编号缩写，也标识一套通用的计算机指令集合。

▲X86架构图

X86指令集是美国Intel公司为其第一块16位CPU（i8086）专门开发的，美国IBM公司1981年推出的世界第一台PC机中的CPU–i8088（i8086简化版）使用的也是X86指令。Intel后续在X86功能上不断研发和完善，一直沿用至今。

X86是目前占有市场成分极高的架构，基本所有的PC和笔记本电脑都需要使用到，主要占据PC和服务器市场。

一些公司一直采用X86架构研发产品，例如巨头英特尔，超微（AMD)、威盛等企业。其中x86架构中英特尔和AMD是霸主地位。

由于X86不断更新，出现内部淘汰，导致很多厂商被啃食，像联电、Cyrix、IDT/Centaur、RISE、全美达（Transmeta）等企业，这些都是早期被淘汰的企业。

目前国内做的比较好的企业兆芯，早期，购买了大量原属于VIA的中央处理器等，花费了大量的知识费用，并获得了X86指令集授权，可以生产X86芯片。后续自主研发X86处理器，例如这款兆芯开先KX-6000系列国产x86处理器。

2、ARM架构

ARM架构，曾称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。还有基于ARM设计的派生产品，重要产品包括Marvell的XScale架构和德州仪器的OMAP系列。

ARM家族占比所有32位嵌入式处理器的75%，成为占全世界最多数的32位架构。

▲ARM架构图

ARM处理器广泛使用在嵌入式系统设计、移动通讯领域、消费性电子产品，例如例如智能手机、平板电脑、机顶盒、数字电视、路由器和监控SoC芯片，甚至导弹的弹载计算机等军用设施。

2008年，大幅翻新Arm架构，自ARM7/9/11改成Cortex-A、M、R三线，Cortex-A走向CPU；Cortex-M走向MCU领域；而Cortex-R是运算功能的MCU，一般使用在车用、工控处理器。

ARM架构功能不断提升，但还是不及X86，不过，在市场占有方面，还是有突破的，ARM架构产品在短短两年内的市场份额增长了近9倍。而高通是ARM最大的客户之一，这对于X86来说，还是有一定的威胁度，毕竟市场就那么大。

ARM架构的产品具有系统稳定性高、产品体积小、电源成本低等优势。基于ARM架构的芯片低功耗长续航，更吻合市场需求，市场反响较好。后广泛应用笔记本市场，例如占据大头的苹果。

3、RISC-V架构

RISC-V是一种指令集，一般被念做：risk five。V，即罗马数字5。该指令集是RISC系列指令集的第五代产品。也泛指RISC-V指令集及其衍生出来的一系列生态。而RISC-V指令集，类似于INTEL的X86 ,ARM指令集，是一个被CPU读取到内存后，指导计算机运行的指令集合。

CPU指令集有两种架构：CISC与RISC，目前大部分公司还是很认可RISC-V架构，特别是中国，大力支持。

▲RISC-V架构图

RISC-V诞生于2007年，创始人SiFive。到目前为主积累了较多厂商，包含高通和SK海力士、NXP、阿里巴巴和华为等多个半导体公司，其中高通也参与了RISC-V架构的投资，这也意味着未来的高通不完全依赖于ARM架构。

RISC-V发展迅速，应用领域不断扩大。

中国市场应用广泛的是穿戴设备类，还有一些应用在内核和芯片上，如CPU IP核，SoC芯片的应用，西部数据设计的SSD和HDD控制器，内核是SweRV Core，中科蓝芯开发的蓝牙耳机芯片，南京沁恒电子的蓝牙MCU、32位通用MCU和高速接口的MCU，它们的内核都是RISC-V。

近些年，RISC-V进军汽车产业，例如英特尔在CES 2022上推出了专为自动驾驶打造的EyeQ Ultra系统集成芯片 Mobileye EyeQ Ultra，其中就有12个RISC-V内核。

不仅是中国还有头部企业，也在蜂拥上车RISC-V架构市场。相对而言中国是一个新兴市场，特别是国内芯片市场较为景气，涌现大批初创企业，并且这些企业开始采用RISC-V架构。但即使RISC-V架构被广泛使用，但还得增强RISC-V架构适配性和稳定性，往各个纵深的方向去发展。

 




审核编辑：刘清