i386是什么?处理器架构主要指什么?

i386是什么?处理器架构主要指什么?

处理器架构主要指的是处理器使用指令集,指令集是处理器使用的语言,只有具有相同架构的处理器可以执行相同的计算机指令,在处理器领域架构的命令有很多,i386, i486, 奔腾, ia32, x86, x86-64, x64, amd64, RISC, arm, arm64 这些名字由于历史原因不是很清晰易懂,今天本文就来梳理一下各种处理器架构名称背后所表示的含义。

不同处理器架构都有其出现的背景原因,每种架构也各有优缺,以 Intel 为例,其最初与 IBM 在1978年推出个人计算机使用的处理器芯片为 8086 ,16位处理器,大约有 29k 个晶体管,该芯片使用的处理器架构即为最初的x86指令集

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随后因为由于 Intel 的16位处理器其性能无法应对 AMD 同时代推出的处理器,在此基础上推出了 i386 处理器,也叫做 80386,指令集依然是x86指令集,不同的是 i386 处理器是 32 位处理器,具有275K个晶体管。

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接着 Intel 1989年又相继推出了 i486 ,在其 386 基础上增加了晶体管数量,提高了浮点数性能,其指令集也是 x86 指令集。

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随后 Intel 在1993年便进入奔腾时代 (Pentium),也是 Intel 第一个正式 CPU 品牌,奔腾处理器完全向下兼容,其处理器架构也是以 x86 为基础 ,主要在晶体管数量和主频上有了大幅度提高,奔腾处理器12年的产品周期内一共有6代处理器,按照发布时间分别为 奔腾(1993年),奔腾 Pro(1995年), 奔腾/MMX (1997年), 奔腾2(1997年),奔腾3(1999年), 奔腾4(2000年),奔腾4E (2004年)。

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奔腾系列最后一个产品是奔腾4E,这是Intel首次在系列产品中使用了64位寻址方式,就是通俗上的64位处理器,为了和之前的区分 64位x86架构处理器我们称之为x86-64,也有人直接写作 x64。这款产品实际上是为了应对 AMD 当年推出的 速龙64 处理器 (2003年) 而草草推出的一款 64 位产品。AMD 的速龙64比 奔腾4E 早了一年发布,其架构最早被称作 AMD64, 后来因为 Intel 也推出的兼容 x86 的64位处理器,所以都叫做 x86-64。所以 AMD64 和 x86-64 和 x64 其实是同一种架构的不同名字。

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在 x86-64 出来之前的32位处理器架构我们成为 IA-32 架构 (Intel Architecture 32-bit),也可以成为 x86-32。x86-64 向下兼容 IA-32, 也是目前消费级CPU的主流方案。其最大的区别是64位寻址空间最大支持 256TB 内存,而32位系统最大只支持 4GB 内存,以目前工作、游戏的需求,4GB 已经远远无法满足于日常使用,64位处理器几乎成为必然选择。

2006 年 Intel 开始进入酷睿时代,典型的消费级产品为大众所熟知的 Core i3, Core i5, Core i7, Core i9 ,这些产品依然采用 x86/x86-64 架构,并增加了多核心处理器,超线程技术,补充了更多的指令处理复杂运算,这些处理器以及 AMD 的同代产品速龙(2003年上市),锐龙(2017年上市) 其核心指令集一直没有太大变化,x86一直是霸占桌面处理器市场的存在。

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桌面领域的CPU发展了近50年,其指令集一直没有出现较大的变化,因为几乎没有硬件厂商能够说服软件开发者支持一种新的小众指令集。说如果国产厂商想要实现一款消费级 CPU, 选择兼容 x86 指令集几乎是最优方法,只有和目前指令集做到兼容,才能享受到软件世界积累的程序遗产。目前国产CPU领域研发x86指令集CPU的厂商只有兆芯一家,其发展之路也是一路坎坷。另外龙芯也是国产CPU,但是其指令集为RISC指令集,注定无法替代普通桌面CPU,所以目前主要用在航空航天小众专业领域。

和桌面处理器架构不同的是手机处理器架构,由于由于桌面处理器比较注重性能,在功耗,封装尺寸,发热等参数相对不那么重视,导致无法在手机上使用桌面处理器,目前手机端处理器主要使用 RISC 指令集架构,这种架构最早在为路由器而研发的ARM处理器中使用,后来由于移动设备的快速发展,ARM也在手机市场快速占据了主导地位,RISC 架构也成为了移动端CPU架构首选。

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ARM 既是一类 CPU 的型号,也是一个公司名。ARM公司设计了 ARM 处理器,但其并不生产处理器,而是将其授权给了高通,苹果,华为,三星,联发科生产,后者结合 ARM 核心处理器增加了诸如3G/4G/5G芯片,图形处理器,音频视频处理等芯片用来提供给手机使用。而且根据每家公司工艺不同,最终生产的CPU性能也相差很多。例如高通在通信领域具有制定标准能力,所以其通信芯片会优于其他,苹果三星由于其强大的半导体研发能力,主要生产高端处理器,相对的联发科处理器主要供应中低端处理器市场。

最后放一张手机CPU处理器天梯图,帮助大家快速识别处理器档次范围。

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