ARM與RISC-V架構(gòu)的區(qū)別
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1、關(guān)于ARM
1991 年ARM 公司成立于英國(guó)劍橋，早期ARM也自主設(shè)計(jì)和生產(chǎn)芯片，但由于業(yè)績(jī)平平，最后ARM改變了策略，他們不再生產(chǎn)芯片，轉(zhuǎn)而以授權(quán)的方式，將芯片設(shè)計(jì)方案轉(zhuǎn)讓給其他公司。
ARM有三種授權(quán)方式：處理器、POP以及架構(gòu)授權(quán)。ARM架構(gòu)是一種采用獨(dú)特的ARM指令集系統(tǒng)、并且根據(jù)不同適用范圍開(kāi)發(fā)的處理器體系結(jié)構(gòu)。經(jīng)過(guò)30多年的發(fā)展，目前ARM架構(gòu)有針對(duì)不同類型計(jì)算設(shè)計(jì)的體系結(jié)構(gòu)。
比如我們經(jīng)常聽(tīng)說(shuō)的Cortex-A、Cortex-R、 Cortex-M處理器等。
ARM架構(gòu)，更主要的是ARM指令集系統(tǒng)。不同于x86架構(gòu)的復(fù)雜指令集（CISC）架構(gòu)，是一種精簡(jiǎn)指令集（RISC）架構(gòu)。相對(duì)于CISC架構(gòu)處理器，采用精簡(jiǎn)指令集設(shè)計(jì)的ARM架構(gòu)設(shè)計(jì)目標(biāo)是能在盡量高的時(shí)鐘頻率下通過(guò)很少周期執(zhí)行的指令集。
大幅減少不常用的指令，降低芯片復(fù)雜度。采用Load/Store指令體系結(jié)構(gòu)，處理器通過(guò)load、store指令存取內(nèi)存中的數(shù)據(jù)，針對(duì)邏輯、算術(shù)等運(yùn)算，CPU只處理寄存器中的數(shù)據(jù)。同時(shí)由于這個(gè)原因，包括ARM在內(nèi)的很多RISC架構(gòu)處理器都有很多寄存器來(lái)存放指令及數(shù)據(jù)。為了方便指令的解碼，雖然ARM處理器不是單周期指令，但是其絕大多數(shù)指令是定長(zhǎng)的，加快了常用操作的速度。
同時(shí)，ARM也沒(méi)有完全局限于此，ARM架構(gòu)還有像Thumb指令集、條件執(zhí)行等技術(shù)，進(jìn)一步提高處理器效率。
這里可以參看我之前分享的文章：ARM 和 x86 有什么區(qū)別？
所以總結(jié)來(lái)說(shuō)，ARM架構(gòu)就是采用精簡(jiǎn)指令集計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)、但有自己特色，根據(jù)不同用途有不同型號(hào)的處理器架構(gòu)。
2、關(guān)于RISC-V
RISC：Reduced Instruction Set Computer ，即精簡(jiǎn)指令集計(jì)算機(jī)。
RISC-V是基于RISC原理建立的免費(fèi)開(kāi)放指令集架構(gòu)(ISA)，V是羅馬字母，代表第五代RISC(精簡(jiǎn)指令集計(jì)算機(jī))，可讀作RISC-FIVE。
RISC-V起源：
關(guān)于RISC-V的更多內(nèi)容可以參考文章：第五代精簡(jiǎn)指令集計(jì)算機(jī)RISC-V你了解多少？
3、ARM與RISC-V的區(qū)別
ARM架構(gòu)和RISC-V架構(gòu)都源自1980年代的精簡(jiǎn)指令計(jì)算機(jī)RISC，兩者最大的不同就在于其推崇的大道至簡(jiǎn)的技術(shù)風(fēng)格和徹底開(kāi)放的模式。
ARM是一種封閉的指令集架構(gòu)，眾多只用ARM架構(gòu)的廠商，只能根據(jù)自身需求，調(diào)整產(chǎn)品頻率和功耗，不得改變?cè)性O(shè)計(jì)，經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展演變，CPU架構(gòu)變得極為復(fù)雜和冗繁，ARM架構(gòu)文檔長(zhǎng)達(dá)數(shù)千頁(yè)，指令數(shù)目復(fù)雜，版本眾多，彼此之間既不兼容，也不支持模塊化，并且存在著高昂的專利和架構(gòu)授權(quán)問(wèn)題。反觀RISC-V，在設(shè)計(jì)之初，就定位為是一種完全開(kāi)源的架構(gòu)，規(guī)避了計(jì)算機(jī)體系幾十年發(fā)展的彎路，架構(gòu)文檔只有二百多頁(yè)，基本指令數(shù)目?jī)H40多條，同時(shí)一套指令集支持所有架構(gòu)，模塊化使得用戶可根據(jù)需求自由定制，配置不同的指令子集。
4、RISC-V相對(duì)于ARM架構(gòu)的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)
1.優(yōu)勢(shì) RISC-V是一種開(kāi)放的架構(gòu)，從歷史的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，開(kāi)放的生態(tài)一定會(huì)比封閉的好。RISC-V技術(shù)是后發(fā)技術(shù)，所以能夠總結(jié)前人的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，做到相對(duì)簡(jiǎn)潔和干凈。
2.劣勢(shì) 由于RISC-V誕生時(shí)間太短，相關(guān)的編譯器、開(kāi)發(fā)工具和軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境（IDE）以及其它生態(tài)要素還在發(fā)展。目前RISC-V具有全套開(kāi)源免費(fèi)的編譯器、開(kāi)發(fā)工具和軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境，這是RISC-V的巨大優(yōu)勢(shì)，但是開(kāi)源版本相比ARM的商用編譯器和IDE而言，還頗有差距。
5、ARM與RISC-V的競(jìng)爭(zhēng)
目前ARM占據(jù)了以移動(dòng)設(shè)備為代表的處理器IP的絕大部分市場(chǎng)，而RISC-V則是后起之秀。ARM與RISC-V的競(jìng)爭(zhēng)有點(diǎn)像上世紀(jì)末的Windows和Linux之爭(zhēng)，ARM和RISC-V的未來(lái)競(jìng)爭(zhēng)格局也可能類似。
首先幾乎可以肯定的是，在ARM的傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)領(lǐng)域，即手機(jī)領(lǐng)域，RISC-V基本沒(méi)有機(jī)會(huì)，因?yàn)槭謾C(jī)經(jīng)過(guò)十年迭代后不太會(huì)徹底改變處理器內(nèi)核了，這也和目前Windows經(jīng)過(guò)二十多年風(fēng)雨仍然是PC市場(chǎng)操作系統(tǒng)龍頭老大一樣。但是，在新興的領(lǐng)域，RISC-V和ARM都處于同一起跑線上，而RISC-V憑著指令集開(kāi)源等特性很有可能可以擊敗ARM，或者至少能夠占據(jù)可觀的市場(chǎng)份額。目前這樣的新興市場(chǎng)主要是物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)，物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)有長(zhǎng)尾化的特性，擁有眾多細(xì)分市場(chǎng)，同時(shí)對(duì)于功耗有很高的要求，因此對(duì)于可以針對(duì)不同應(yīng)用靈活修改指令集和芯片架構(gòu)設(shè)計(jì)的RISC-V有優(yōu)勢(shì)，相比之下使用ARM往往只能做一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，很難實(shí)現(xiàn)差異化。此外，物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)對(duì)于成本較敏感，RISC-V免費(fèi)授權(quán)的特點(diǎn)對(duì)于芯片廠商也很重要。
在RISC-V基金會(huì)名單中，我們可以看到高通、聯(lián)發(fā)科這樣重點(diǎn)布局物聯(lián)網(wǎng)的企業(yè)。而在目前很火的AI芯片市場(chǎng)，ARM和RISC-V則尚看不出明顯的優(yōu)劣。這是因?yàn)楦咝阅蹵I芯片中無(wú)論是使用ARM還是RISC-V的核，主要都是作為控制器來(lái)使用，最主要的也是最核心的計(jì)算單元往往是電路設(shè)計(jì)師自行設(shè)計(jì)而不會(huì)使用IP；另一方面AI芯片的利潤(rùn)空間往往較大，因此RISC-V的免費(fèi)的特點(diǎn)并沒(méi)有帶來(lái)特別大的優(yōu)勢(shì)。
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