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X86、ARM、RISC-V、LoongArch四大芯片架構優劣分析

2023-11-17 來源:科技專家
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關鍵詞: ARM 芯片 RISC-V

眾所周知,目前最牛的兩大芯片架構是X86、ARM。X86壟斷PC領域,ARM壟斷移動設備領域,比如手機芯片等。


而在X86、ARM之外,RISC-V作為第三極力量,也在不斷的發力,有與ARM媲美之勢。然后龍芯自研了LoongArch,也大有星星之火燎原的感覺。



那么問題來了,這4大芯片架構,各有什么優劣勢?


先說X86,這個是復雜指令集,在PC領域有著天然的性能強的優勢。另外X86指令集,基本不對外授權,但一旦授權了,基本上就不存在知識產權受限及糾紛問題,也不需要長期授權。


原因在于購買了x86指令集,相當于就擁有了利用26個字母寫文章的所有權,可以任意進行撰寫和編排文章的內容,無任何限制,可以隨意發揮,不存在侵權的問題。


但劣勢方面,則是X86是復雜指令集,INTEL基本上不對外授權,另外芯片功耗相對較大,用于移動設備上不給力,功耗抗不住,主要用于PC,比如電腦、服務器等上面。



再說ARM,ARM是簡單指令集,功耗低,作用于移動設備上有優勢,且技術比較成熟,有現成的指令集、架構、IP可使用,這個是優勢。


但是在指令集授權上,ARM是相對嚴格的,添加新指令不自由,需要得到ARM的允許。另外指令集不斷的調整改進,不買新指令集授權,性能就會落伍。


比如目前國內很多廠商,只擁有ARMV8,沒有V9架構(ARM斷供了),同時也沒有新的IP核,只能在舊架構上,使用舊IP核,相對于其它使用新架構、新IP核的國外廠商而言,性能就會有差距,甚至最終可能會被市場淘汰。



接著說RISC-V架構,這個架構最近火熱,且是開源免費的,優勢是指令集數量少,開發門檻和開發成本相對較低。


但是說實話,這個架構的芯片,在目前階段,還只適合嵌入式,不太適合高性能場景,要替代ARM、X86還有很長的路要走。


同時由于指令集簡單,開源,免費,大家都可以使用,隨意修改、添加指令集,所以導致生態很割裂,后續要形成統一的標準生態,并不容易。



最后說說LoongArch,這個是龍芯自研的指令集,也是簡單指令集。


龍芯這個指令集呢,優點明顯,那就是100%自主可控,純自研,不用擔心卡脖子的風險,比開源免費的RISC-V還可控些。


但缺點也很明顯,生態不給力,不如X86,也不如ARM。在性能方面,也不如X86,但目前龍芯的性能進步很大,IPC都能媲美13代酷睿了。


此外,龍芯在桌面和服務器上優于RISC-V,在指令集成熟度和高性能場景軟件生態方面對比RISC-V,也具有明顯優勢。


不過龍芯走的這種純自研的路,很是艱難,龍芯是在靠一家之力,來推動整個指令集、芯片、生態體系前進,但如果成功,就會擁有和X86一樣的王者地位。



總而言之,四款指令集,均有自己的優勢,也有劣勢。X86的優勢在PC,但授權難;ARM的優勢在移動領域,但斷供是個問題;RISC-V目前的優勢在嵌入式,后續生態分裂是個問題;而LoongArch的優勢在自主可控,缺點也是生態。


國內很多廠商,在基于這4種指令集,研發自己的芯片,要注意規避風險,找到真正適合自己的路。



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