CPU架构及移动处理器芯片厂商盘点

CPU架构是CPU厂商给属于同一系列的CPU产品定的一个规范，主要目的是为了区分不同类型CPU的重要标示。目前市面上的CPU指令集分类主要分有两大阵营，一个是intel、AMD为首的复杂指令集CPU，另一个是以IBM、ARM为首的精简指令集CPU。两个不同品牌的CPU，其产品的架构也不相同，例如，Intel、AMD的CPU是X86架构的，而IBM公司的CPU是PowerPC架构，ARM公司是ARM架构。

CPU架构主要有：X86/Atom、ARM、MIPS等等

1）X86则是基于复杂指令集（CISC，Complex Instruction Set Computer）的架构，Atom是x86或者是x86指令集的精简版。

其中，ARM在智能手机、平板上一枝独秀。

2）ARM/MIPS/PowerPC均是基于精简指令集（RISC，Reduced Instruction Set Computing）机器处理器的架构；

Android在支持各种处理器的现状：

1）ARM+Android 最早发展、完善的支持，主要在手机市场、上网本、智能等市场；

2）X86+Android 有比较完善的发展。有atom+Android的上网本，且支持Atom+Android 和 Atom+Window7双系统；

3）MIPS+Android 目前在移植、完善过程中；

4）Powpc+Android 目前在移植、完善过程中。

x86系列/Atom处理器

xx86或80x86是英代尔Intel首先开发制造的一种微处理器体系结构的泛称。

x86架构是重要地可变指令长度的CISC（复杂指令集电脑，Complex Instruction Set Computer）。

Intel Atom是Intel的一个超低电压处理器系列。处理器采用45纳米工艺制造，集成4700万个晶体管。L2缓存为512KB，支持SSE3指令集，和VT虚拟化技术（部份型号）。

ARM系列

ARM架构，过去称作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，其广泛地使用在许多嵌入式系统设计。由于节能的特点，ARM处理器非常适用于移动通讯领域，符合其主要设计目标为低耗电的特性。

在今日，ARM家族占了所有32位嵌入式处理器75%的比例，使它成为占全世界最多数的32位架构之一。ARM处理器可以在很多消费性电子产品上看到，从可携式装置（PDA、移动电话、多媒体播放器、掌上型电子游戏，计算机）到电脑外设（硬盘、桌上型路由器）甚至在导弹的弹载计算机等军用设施中都有他的存在。在此还有一些基于ARM设计的派生产品，重要产品还包括Marvell 的XScale架构和德州仪器的OMAP系列。

优势：价格低；能耗低

ARM 授权方式：ARM 公司本身并不靠自有的设计来制造或出售 CPU ，而是将处理器架构授权给有兴趣的厂家。ARM 提供了多样的授权条款，包括售价与散播性等项目。对于授权方来说，ARM 提供了 ARM 内核的整合硬件叙述，包含完整的软件开发工具（编译器、debugger、SDK），以及针对内含 ARM CPU 硅芯片的销售权。对于无晶圆厂的授权方来说，其希望能将 ARM 内核整合到他们自行研发的芯片设计中，通常就仅针对取得一份生产就绪的智财核心技术（IP Core）认证。

对这些客户来说，ARM 会释出所选的 ARM 核心的闸极电路图，连同抽象模拟模型和测试程式，以协助设计整合和验证。需求更多的客户，包括整合元件制造商（IDM）和晶圆厂家，就选择可合成的RTL（暂存器转移层级，如 Verilog）形式来取得处理器的智财权（IP）。借着可整合的 RTL，客户就有能力能进行架构上的最佳化与加强。这个方式能让设计者完成额外的设计目标（如高震荡频率、低能量耗损、指令集延伸等）而不会受限于无法更动的电路图。虽然 ARM 并不授予授权方再次出售 ARM 架构本身，但授权方可以任意地出售制品（如芯片元件、评估板、完整系统等）。商用晶圆厂是特殊例子，因为他们不仅授予能出售包含 ARM 内核的硅晶成品，对其它客户来讲，他们通常也保留重制 ARM 内核的权利。

生产厂商：TI （德州仪器），Samsung（三星），Freescale，Marvell，Nvidia（英伟达）等等。

MIPS系列

MIPS（Microprocessor without interlocked piped stages，“无内部互锁流水级的微处理器”），是世界上很流行的一种精简指令集RISC处理器，其机制是尽量利用软件办法避免流水线中的数据相关问题。它最早是在80年代初期由斯坦福（Stanford）大学Hennessy教授领导的研究小组研制出来的。MIPS公司的R系列就是在此基础上开发的RISC工业产品的微处理器。这些系列产品为很多计算机公司采用构成各种工作站和计算机系统。

MIPS技术公司是美国著名的芯片设计公司，它采用精简指令系统计算结构（RISC）来设计芯片。和英特尔采用的复杂指令系统计算结构（CISC）相比，RISC具有设计更简单、设计周期更短等优点，并可以应用更多先进的技术，开发更快的下一代处理器。MIPS是出现最早的商业RISC架构芯片之一，新的架构集成了所有原来MIPS指令集，并增加了许多更强大的功能。MIPS自己只进行CPU的设计，之后把设计方案授权给客户，使得客户能够制造出高性能的CPU。

1984年，MIPS计算机公司成立，开始设计RISC处理器；

1986年推出R2000处理器。

1992年，SGI收购了MIPS计算机公司。

1988年推R3000处理器。

1991年推出第一款64位商用微处器R4000；之后又陆续推出R8000（于1994年）、R10000（于1996年）和R12000（于1997年）等型号。

1998年，MIPS脱离SGI，成为MIPS技术公司；随后，MIPS公司的战略发生变化，把重点放在嵌入式系统；1998年－MIPS科技股票在美国纳斯达克股票交易所公开上市。

1999年，MIPS公司发布MIPS32和MIPS64架构标准，为未来MIPS处理器的开发奠定了基础。新的架构集成了所有原来NIPS指令集，并且增加了许多更强大的功能。MIPS公司陆续开发了高性能、低功耗的32位处理器内核（core）MIPS324Kc与高性能64位处理器内核MIPS64 5Kc。

2000年，MIPS公司发布了针对MIPS32 4Kc的版本以及64位MIPS 64 20Kc处理器内核。

2007年8月16日－MIPS科技宣布，中科院计算机研究所的龙芯中央处理器获得其处理器IP的全部专利和总线、指令集授权。

2007年12月20日－MIPS科技宣布，扬智科技已取得其针对先进多媒体所设计的可定制化系统单芯片（SoC）核心“MIPS32 24KEc Pro”授权。

PowerPC系列

PowerPC 是一种精简指令集（RISC）架构的中央处理器（CPU），其基本的设计源自IBM（国际商用机器公司）的IBM PowerPC 601 微处理器POWER（Performance Optimized With Enhanced RISC；《IBM Connect 电子报》2007年8月号译为“增强RISC性能优化”）架构。

二十世纪九十年代，IBM（国际商用机器公司）、Apple（苹果公司）和Motorola（摩托罗拉）公司开发PowerPC芯片成功，并制造出基于PowerPC的多处理器计算机。PowerPC架构的特点是可伸缩性好、方便灵活。

PowerPC 处理器有广泛的实现范围，包括从诸如 Power4 那样的高端服务器 CPU 到嵌入式 CPU 市场（任天堂 Gamecube 使用了 PowerPC）。PowerPC 处理器有非常强的嵌入式表现，因为它具有优异的性能、较低的能量损耗以及较低的散热量。除了象串行和以太网控制器那样的集成 I/O，该嵌入式处理器与“台式机”CPU 存在非常显著的区别。

GPU英文全称Graphic Processing Unit，中文翻译为“图形处理器”。（图像处理单元）GPU是相对于CPU的一个概念。GPU是显卡的“心脏”，也就相当于CPU在电脑中的作用，它决定了该显卡的档次和大部分性能，同时也是2D显示卡和3D显示卡的区别依据。

高通的Adreno

作为屈指可数（如果不是唯一一个）可以自己改进ARM指令的移动处理器厂商，说高通是安卓阵营移动处理器一哥估计没人会反对，再加上高通的3G技术及基带上的优势，高通处理器绝对是近年来最热门的选择之一，顺带着也把高通的Adreno图形核心带火了。

跟ARM亲生的儿子Mali不同，高通的Adreno其实是领养的，Adreno原本是ATI旗下的移动GPU部门，当时叫做Imageon，主要为当时的掌上平台提供图形核心，2006年AMD收购了ATI，Imageon部分也进入了AMD公司。收购ATI之后AMD就进行了改组，Imageon部分很不幸地成为多余资产，最终在2008年末被高通以区区6500万美元的代价买走，现在就是高通的Adreno图形部门了。（不知道AMD看到现在的情况是否会后悔？）

ARM公司的Mali

RM公司不仅提供ARM处理器授权，他们也有一整套GPU授权方案——Mali。由于亲生的血缘关系，Mali在好爸爸ARM的帮助下也攻城掠地，很多不具备独立开发GPU技术的芯片供应商都直接使用了ARM处理器+Mali GPU的设计，比如三星、瑞芯微、展讯、意法半导体、全志等，其中三星和全志还是出货量大户，所以Mali GPU的份额和出货量可不低。佩特科技专注研发和生产全志A33核心板、A83T核心板等等全志芯片。

说到Mali的历史，ARM原本也是没有GPU授权的，此前他们也是使用Imagination的GPU核心，Mali其实是源于2006年收购的一家挪威特隆赫姆地区的移动GPU芯片厂商Falanx，ARM公司的Mali GPU开发中心也就落户在哪里，现在Mali已经变成了ARM的亲儿子了。

NVIDIA（主要是PC市场，移动市场也有）

现在最大的独立显卡生产销售商。

NVIDIA也同样销售固化在主板上的集成显卡，这些显卡随着主板一起发售，但是由于AMD兼并ATI后自身主板芯片能力提高，NV主板如日中天的景象已经失去了半壁江山。

Vivante的GCxx

与PowerVR、Mali、Adreno等明星相比，Vivante公司的GC系列GPU核心就不太为人熟知了，就连市场份额比它少的Tegra系列都比Vivante知名。去年让Vivante露一大脸的是华为旗下的海思K3V2，这颗号称“世界最快四核”的移动处理器在华为去年的Ascend D1四核、荣耀2四核以及今年初的Ascend D2、6.1寸超大屏的Mate上全面应用，其16核GPU实际上就源于Vivante的GC系列GPU。

Vivante其实还是挺有资本的，创立于2004年，创始人好像还是个华裔，他们专注于移动GPU市场，2010年的时候就有超过40家授权单位，主要客户有Marvell、飞思卡尔等，很多人不知道的是国内的瑞芯微电子的RK2918以及自主知识产权的国产明星“龙芯-2H”使用的也是Vivante的GPU核心。

AMD（ATI）（主要PC市场）

世界上第二大的独立显卡生产销售商，他的前身就是ATI。

他的显卡主要就是大家熟悉的HD系列。由于AMD兼并ATI后，其主板市场迅速扩大，已经夺取了NVIDIA在AMD处理器主板的半壁江山。就发售量和发售盈利方面，AMD显卡方面仍然略输于NVIDIA，不过两者不相伯仲。

Intel（主要是PC市场）

Intel不但是世界上最大的CPU生产销售商，也是世界最大的GPU生产销售商。Intel的GPU在现在完全是集成显卡，用于Intel的主板和Intel的笔记本。

现如今，在移动处理器市场中主要的厂家有：

出手不凡的大厂：苹果、高通、三星、英特尔

退出市场：TI、NVIDIA

国产厂商：华为海思、展讯、全志、瑞芯微、炬力

国产计算机处理器厂商：中科龙芯、申威、飞腾、中晟宏芯、兆芯、海光

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