X86、ARM、RISC-V、LoongArch四大芯片架構(gòu)優(yōu)劣分析
眾所周知,目前最牛的兩大芯片架構(gòu)是X86、ARM。X86壟斷PC領(lǐng)域,ARM壟斷移動(dòng)設(shè)備領(lǐng)域,比如手機(jī)芯片等。
而在X86、ARM之外,RISC-V作為第三極力量,也在不斷的發(fā)力,有與ARM媲美之勢(shì)。然后龍芯自研了LoongArch,也大有星星之火燎原的感覺(jué)。
那么問(wèn)題來(lái)了,這4大芯片架構(gòu),各有什么優(yōu)劣勢(shì)?
先說(shuō)X86,這個(gè)是復(fù)雜指令集,在PC領(lǐng)域有著天然的性能強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)。另外X86指令集,基本不對(duì)外授權(quán),但一旦授權(quán)了,基本上就不存在知識(shí)產(chǎn)權(quán)受限及糾紛問(wèn)題,也不需要長(zhǎng)期授權(quán)。
原因在于購(gòu)買(mǎi)了x86指令集,相當(dāng)于就擁有了利用26個(gè)字母寫(xiě)文章的所有權(quán),可以任意進(jìn)行撰寫(xiě)和編排文章的內(nèi)容,無(wú)任何限制,可以隨意發(fā)揮,不存在侵權(quán)的問(wèn)題。
但劣勢(shì)方面,則是X86是復(fù)雜指令集,INTEL基本上不對(duì)外授權(quán),另外芯片功耗相對(duì)較大,用于移動(dòng)設(shè)備上不給力,功耗抗不住,主要用于PC,比如電腦、服務(wù)器等上面。
再說(shuō)ARM,ARM是簡(jiǎn)單指令集,功耗低,作用于移動(dòng)設(shè)備上有優(yōu)勢(shì),且技術(shù)比較成熟,有現(xiàn)成的指令集、架構(gòu)、IP可使用,這個(gè)是優(yōu)勢(shì)。
但是在指令集授權(quán)上,ARM是相對(duì)嚴(yán)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(diào)整改進(jìn),不買(mǎi)新指令集授權(quán),性能就會(huì)落伍。
比如目前國(guó)內(nèi)很多廠商,只擁有ARMV8,沒(méi)有V9架構(gòu)(ARM斷供了),同時(shí)也沒(méi)有新的IP核,只能在舊架構(gòu)上,使用舊IP核,相對(duì)于其它使用新架構(gòu)、新IP核的國(guó)外廠商而言,性能就會(huì)有差距,甚至最終可能會(huì)被市場(chǎng)淘汰。
接著說(shuō)RISC-V架構(gòu),這個(gè)架構(gòu)最近火熱,且是開(kāi)源免費(fèi)的,優(yōu)勢(shì)是指令集數(shù)量少,開(kāi)發(fā)門(mén)檻和開(kāi)發(fā)成本相對(duì)較低。
但是說(shuō)實(shí)話,這個(gè)架構(gòu)的芯片,在目前階段,還只適合嵌入式,不太適合高性能場(chǎng)景,要替代ARM、X86還有很長(zhǎng)的路要走。
同時(shí)由于指令集簡(jiǎn)單,開(kāi)源,免費(fèi),大家都可以使用,隨意修改、添加指令集,所以導(dǎo)致生態(tài)很割裂,后續(xù)要形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)生態(tài),并不容易。
最后說(shuō)說(shuō)LoongArch,這個(gè)是龍芯自研的指令集,也是簡(jiǎn)單指令集。
龍芯這個(gè)指令集呢,優(yōu)點(diǎn)明顯,那就是100%自主可控,純自研,不用擔(dān)心卡脖子的風(fēng)險(xiǎn),比開(kāi)源免費(fèi)的RISC-V還可控些。
但缺點(diǎn)也很明顯,生態(tài)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(jìn)步很大,IPC都能媲美13代酷睿了。
此外,龍芯在桌面和服務(wù)器上優(yōu)于RISC-V,在指令集成熟度和高性能場(chǎng)景軟件生態(tài)方面對(duì)比RISC-V,也具有明顯優(yōu)勢(shì)。
不過(guò)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(lái)推動(dòng)整個(gè)指令集、芯片、生態(tài)體系前進(jìn),但如果成功,就會(huì)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(yōu)勢(shì),也有劣勢(shì)。X86的優(yōu)勢(shì)在PC,但授權(quán)難;ARM的優(yōu)勢(shì)在移動(dòng)領(lǐng)域,但斷供是個(gè)問(wèn)題;RISC-V目前的優(yōu)勢(shì)在嵌入式,后續(xù)生態(tài)分裂是個(gè)問(wèn)題;而LoongArch的優(yōu)勢(shì)在自主可控,缺點(diǎn)也是生態(tài)。
國(guó)內(nèi)很多廠商,在基于這4種指令集,研發(fā)自己的芯片,要注意規(guī)避風(fēng)險(xiǎn),找到真正適合自己的路。
