ARM架構(gòu)，曾稱進(jìn)階精簡指令集機(jī)器(Advanced RISC Machine)更早稱作Acorn RISC Machine，是一個(gè)32位精簡指令集(RISC)處理器架構(gòu)。還有基于ARM設(shè)計(jì)的派生產(chǎn)品，重要產(chǎn)品包括Marvell的XScale架構(gòu)和德州儀器的OMAP系列。

ARM家族占比所有32位嵌入式處理器的75%，成為占全世界最多數(shù)的32位架構(gòu)。

ARM處理器廣泛使用在嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)，低耗電節(jié)能，非常適用移動(dòng)通訊領(lǐng)域。消費(fèi)性電子產(chǎn)品，例如可攜式裝置(PDA、移動(dòng)電話、多媒體播放器、掌上型電子游戲，和計(jì)算機(jī))，電腦外設(shè)(硬盤、桌上型路由器)，甚至導(dǎo)彈的彈載計(jì)算機(jī)等軍用設(shè)施。

一顆主要用于路由器的Conexant ARM處理器是Acorn電腦公司(Acorn Computers Ltd)于1983年開始的開發(fā)計(jì)劃。

這個(gè)團(tuán)隊(duì)由Roger Wilson和Steve Furber帶領(lǐng)，著手開發(fā)一種新架構(gòu)，類似進(jìn)階的MOS Technology 6502處理器。Acorn有一大堆建構(gòu)在6502架構(gòu)上的電腦，因此能設(shè)計(jì)出一顆類似的芯片即意味著對公司有很大的優(yōu)勢。

團(tuán)隊(duì)在1985年時(shí)開發(fā)出ARM1 Sample版，而首顆"真正"的產(chǎn)能型ARM2于次年量產(chǎn)。ARM2具有32位的數(shù)據(jù)總線、26位的尋址空間，并提供64 Mbyte的尋址范圍與16個(gè)32-bit的暫存器。這些暫存器其中有一顆做為(word大小)程式計(jì)數(shù)器，其前面6 bits和后面2 bits用來保存處理器狀態(tài)標(biāo)記(Processor Status Flags)。ARM2可能是全世界最簡單實(shí)用的32位微處理器，其僅容納了30,000個(gè)晶體管(相較于Motorola六年后的68000其包含了70,000顆)。之所以精簡的原因在于它不含微碼(請參閱microcode)(這表示大概只有68000的1/3至1/4)，而與現(xiàn)今大多數(shù)的 CPU 不同，它沒有包含任何的高速緩存。這個(gè)精簡的特色使它只需消耗很少的電能，卻能發(fā)揮比 Intel 80286 更好的效能。后繼的處理器ARM3更備有4KB的高速緩存，使它能發(fā)揮更佳的效能。

在1980年代晚期，蘋果電腦開始與Acorn合作開發(fā)新版的ARM核心，由于這專案非常重要，Acorn甚至于1990年將設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)另組成一間名為安謀國際科技(Advanced RISC Machines Ltd.)的新公司。也基于這原因，使得ARM有時(shí)候反而稱作Advanced RISC Machine而不是Acorn RISC Machine。由于其母公司ARM Holdings plc于1998年的倫敦交易市場和NASDAQ掛牌上市[1]，使得Advanced RISC Machines成了ARM Ltd旗下?lián)碛械漠a(chǎn)品。

這個(gè)專案到后來進(jìn)入了ARM6，首版的式樣在1991年釋出，然后蘋果電腦使用ARM6架構(gòu)的ARM 610來當(dāng)作他們Apple Newton PDA的基礎(chǔ)。在1994年，Acorn使用ARM 610做為他們Risc PC電腦內(nèi)的CPU。

在這些變革之后，內(nèi)核部份卻大多維持一樣的大小。ARM2有30,000顆晶體管，但ARM6卻也只增長到35,000顆。主要概念是以O(shè)DM的方式，使ARM核心能搭配一些選配的零件而制成一顆完整的CPU，而且可在現(xiàn)有的晶圓廠里制作并以低成本的方式達(dá)到很大的效能。

ARM的經(jīng)營模式在于出售其知識產(chǎn)權(quán)核(IP core)，授權(quán)廠家依照設(shè)計(jì)制作出建構(gòu)于此核的微控制器和中央處理器。最成功的實(shí)作案例屬 ARM7TDMI，幾乎賣出了數(shù)億套內(nèi)建微控制器的裝置。

DEC 購買這個(gè)架構(gòu)的產(chǎn)權(quán)(此處會(huì)造成混淆在于其本身也制造 DEC Alpha 并研發(fā)出StrongARM。在 233 MHz 的頻率下，這顆 CPU 只消耗一瓦特的電能(后來的芯片消耗得更少)。這項(xiàng)設(shè)計(jì)后來為了和 Intel 的控訴和解而技術(shù)移轉(zhuǎn)，Intel 因而趁機(jī)以 StrongARM 架構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)他們老舊的 i960 產(chǎn)線。Intel 后來開發(fā)出他們自有的高效能實(shí)作，稱作XScale，之后也賣給了 Marvell。

支援智能型手機(jī)、PDA和其他手持裝置最常見的架構(gòu)是ARMv4。XScale 和 ARM926 處理器是ARMv5TE，而且比起建構(gòu)在 ARMv4 的 StrongARM、ARM925T 和 ARM7TDMI 等處理器還更常見于許多高階裝置上。架構(gòu)版本如下欄所示。

設(shè)計(jì)文件

講求精簡又快速的設(shè)計(jì)方式，整體電路化卻又不采用微碼，就像早期使用在Acorn微電腦的8位6502處理器。

ARM架構(gòu)包含了下述RISC特性：

讀取/儲(chǔ)存 架構(gòu)

不支援地址不對齊內(nèi)存存取(ARMv6內(nèi)核現(xiàn)已支持)

正交指令集(任意存取指令可以任意的尋址方式存取數(shù)據(jù)Orthogonal instruction set)

大量的16 × 32-bit 寄存器陣列(register file)

固定的32 bits 操作碼(opcode)長度，降低編碼數(shù)量所產(chǎn)生的耗費(fèi)，減輕解碼和流水線化的負(fù)擔(dān)。

大多均為一個(gè)CPU周期執(zhí)行。

為了補(bǔ)強(qiáng)這種簡單的設(shè)計(jì)方式，相較于同時(shí)期的處理器如Intel 80286和Motorola 68020，還多加了一些特殊設(shè)計(jì)：

大部分指令可以條件式地執(zhí)行，降低在分支時(shí)產(chǎn)生的負(fù)重，彌補(bǔ)分支預(yù)測器(branch predictor)的不足。

算數(shù)指令只會(huì)在要求時(shí)更改條件編碼(condition code)

32-bit筒型位移器(barrel shifter)可用來執(zhí)行大部分的算數(shù)指令和尋址計(jì)算而不會(huì)損失效能

強(qiáng)大的索引尋址模式(addressing mode)

精簡但快速的雙優(yōu)先級中斷子系統(tǒng)，具有可切換的暫存器組

有個(gè)附加在ARM設(shè)計(jì)中好玩的東西，就是使用一個(gè)4-bit 條件編碼 在每個(gè)指令前頭，表示每支指令的執(zhí)行是否為有條件式的

這大大的減低了在內(nèi)存存取指令時(shí)用到的編碼位，換句話說，它避免在對小型敘述如if做分支指令。有個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的范例引用歐幾里得的最大公因子算法：

另一項(xiàng)指令集的特色是，能將位移(shift)和回轉(zhuǎn)(rotate)等功能并成"資料處理"型的指令(算數(shù)、邏輯、和暫存器之間的搬移)，因此舉例來說，一個(gè)C語言的敘述

a += (j << 2);

在ARM之下，可簡化成只需一個(gè)word和一個(gè)cycle即可完成的指令

ADD Ra, Ra, Rj, LSL #2

這結(jié)果可讓一般的ARM程式變得更加緊密，而不需經(jīng)常使用內(nèi)存存取，流水線也可以更有效地使用。即使在ARM以一般認(rèn)定為慢速的速度下執(zhí)行，與更復(fù)雜的CPU設(shè)計(jì)相比它仍能執(zhí)行得不錯(cuò)。

ARM處理器還有一些在其他RISC的架構(gòu)所不常見到的特色，例如PC-相對尋址(的確在ARM上PC為16個(gè)暫存器的其中一個(gè))以及 前遞加或后遞加的尋址模式。

另外一些注意事項(xiàng)是 ARM 處理器會(huì)隨著時(shí)間，不斷地增加它的指令集。某些早期的 ARM 處理器(比ARM7TDMI更早)，譬如可能并未具備指令可以讀取兩 Bytes 的數(shù)量，因此，嚴(yán)格來講，對這些處理器產(chǎn)生程式碼時(shí)，就不可能處理如 C 語言物件中使用 "volatile short" 的資料型態(tài)。

ARM7 和大多數(shù)較早的設(shè)計(jì)具備三階段的流水線化(Pipeline)：提取指令、解碼，并執(zhí)行。較高效能的設(shè)計(jì)，如 ARM9，則有五階段的流水線化。提高效能的額外方式，包含一顆較快的加法器，和更廣的分支預(yù)測邏輯線路。

這個(gè)架構(gòu)使用“協(xié)處理器”提供一種非侵入式的方法來延伸指令集，可透過軟件下 MCR、MRC、MRRC和MCRR 等指令來對協(xié)處理器尋址。協(xié)處理器空間邏輯上通常分成16個(gè)協(xié)處理器，編號分別從 0 至 15 ，而第15號協(xié)處理器(CP15)是保留用作某些常用的控制功能，像是使用高速緩存和記憶管理單元運(yùn)算(若包含于處理器時(shí))。

在 ARM 架構(gòu)的機(jī)器中，周邊裝置連接處理器的方式，通常透過將裝置的實(shí)體暫存器對應(yīng)到 ARM 的內(nèi)存空間、協(xié)處理器空間，或是連接到另外依序接上處理器的裝置(如總線)。協(xié)處理器的存取延遲較低，所以有些周邊裝置(例如 XScale 中斷控制器)會(huì)設(shè)計(jì)成可透過不同方式存取(透過內(nèi)存和協(xié)處理器)。

Thumb

較新的ARM處理器有一種16-bit指令模式，叫做Thumb，也許跟每個(gè)條件式執(zhí)行指令均耗用4位的情形有關(guān)。在Thumb模式下，較小的opcode有更少的功能性。例如，只有分支可以是條件式的，且許多opcode無法存取所有CPU的暫存器。然而，較短的opcode提供整體更佳的編碼密度(注：意指程式碼在內(nèi)存中占的空間)，即使有些運(yùn)算需要更多的指令。特別在內(nèi)存埠或總線寬度限制在32 以下的情形時(shí)，更短的Thumb opcode能更有效地使用有限的內(nèi)存帶寬，因而提供比32位程式碼更佳的效能。典型的嵌入式硬件僅具有較小的32-bit datapath尋址范圍以及其他更窄的16 bits尋址(例如Game Boy Advance)。在這種情形下，通常可行的方案是編譯成 Thumb 程式碼，并自行最佳化一些使用(非Thumb)32位指令集的CPU相關(guān)程式區(qū)，因而能將它們置入受限的32-bit總線寬度的內(nèi)存中。

首顆具備 Thumb 技術(shù)的處理器是 ARM7TDMI。所有 ARM9 和后來的家族，包括 XScale 都納入了 Thumb 技術(shù)。

Jazelle

ARM 還開發(fā)出一項(xiàng)技術(shù)，Jazelle DBX (Direct Bytecode eXecution)，允許它們在某些架構(gòu)的硬件上加速執(zhí)行Java bytecode，就如其他執(zhí)行模式般，當(dāng)呼叫一些無法支援bytecodes的特殊軟件時(shí)，能提供某些bytecodes的加速執(zhí)行。它能在現(xiàn)存的ARM與Thumb模式之間互相執(zhí)行。

首顆具備Jazelle技術(shù)的處理器是ARM926EJ-S：Jazelle以一個(gè)英文字母'J'標(biāo)示于CPU名稱中。它用來讓手機(jī)制造商能夠加速執(zhí)行Java ME的游戲和應(yīng)用程式，也因此促使了這項(xiàng)技術(shù)不斷地開發(fā)。

Thumb-2

Thumb-2 技術(shù)首見于 ARM1156 核心 ，并于2003年發(fā)表。Thumb-2 擴(kuò)充了受限的 16-bit Thumb 指令集，以額外的 32-bit 指令讓指令集的使用更廣泛。因此 Thumb-2 的預(yù)期目標(biāo)是要達(dá)到近乎 Thumb 的編碼密度，但能表現(xiàn)出近乎 ARM 指令集在 32-bit 內(nèi)存下的效能。

Thumb-2 至今也從 ARM 和 Thumb 指令集中派生出多種指令，包含位欄(bit-field)操作、分支建表(table branches)，和條件執(zhí)行等功能。

ThumbEE

ThumbEE，也就是所謂的Thumb-2EE，業(yè)界稱為Jazelle RCT技術(shù)，于2005年發(fā)表，首見于 Cortex-A8 處理器。ThumbEE 提供從 Thumb-2 而來的一些擴(kuò)充性，在所處的執(zhí)行環(huán)境(Execution Environment)下，使得指令集能特別適用于執(zhí)行階段(Runtime)的編碼產(chǎn)生(例如即時(shí)編譯)。Thumb-2EE 是專為一些語言如 Limbo、Java、C#、Perl 和 Python，并能讓 即時(shí)編譯器 能夠輸出更小的編譯碼卻不會(huì)影響到效能。

ThumbEE 所提供的新功能，包括在每次存取指令時(shí)自動(dòng)檢查是否有無效指標(biāo)，以及一種可以執(zhí)行陣列范圍檢查的指令，并能夠分支到分類器(handlers)，其包含一小部份經(jīng)常呼叫的編碼，通常用于高階語言功能的實(shí)作，例如對一個(gè)新物件做內(nèi)存配置。

NEON

進(jìn)階 SIMD 延伸集，業(yè)界稱為NEON技術(shù)，它是一個(gè)結(jié)合 64 和 128 bit 的 SIMD(Single Instruction Multiple Data 單指令多重?cái)?shù)據(jù))指令集，其針對多媒體和訊號處理程式具備標(biāo)準(zhǔn)化加速的能力。NEON 可以在 10 MHz 的 CPU 上執(zhí)行 MP3 音效解碼，且可以執(zhí)行 13 MHz 頻率以下的 GSM AMR (Adaptive Multi-Rate) 語音編碼。NEON具有一組廣泛的指令集、各自的寄存器陣列，以及獨(dú)立執(zhí)行的硬件。NEON 支援 8-, 16-, 32- 和 64-bit 的整數(shù)及單精度浮點(diǎn)數(shù)據(jù)，并以 SIMD 的方式運(yùn)算，執(zhí)行圖形和游戲處理中關(guān)于語音/視訊的部分。SIMD 在 向量超級處理機(jī) 中是個(gè)決定性的要素，它具備同時(shí)多項(xiàng)處理功能。在 NEON 技術(shù)中，SIMD 最高可支援到同時(shí) 16 個(gè)運(yùn)算。

VFP

VFP 是在協(xié)同處理器針對ARM架構(gòu)的衍生技術(shù)。它提供低成本的單精度和倍精度浮點(diǎn)運(yùn)算能力，并完全相容于ANSI/IEEE Std 754-1985 二進(jìn)制浮點(diǎn)算數(shù)標(biāo)準(zhǔn)。VFP 提供大多數(shù)適用于浮點(diǎn)運(yùn)算的應(yīng)用，例如PDA、智慧手機(jī)、語音壓縮與解壓、3D圖像以及數(shù)位音效、打印機(jī)、機(jī)上盒，和汽車應(yīng)用等。VFP 架構(gòu)也支援 SIMD(單指令多重?cái)?shù)據(jù))平行化的短向量指令執(zhí)行。這在圖像和訊號處理等應(yīng)用上，非常有助于降低編碼大小并增加輸出效率。

在ARM-based處理器中，其他可見的浮點(diǎn)、或 SIMD 的協(xié)同處理器還包括了 FPA, FPE, iwMMXt。他們提供類似 VFP 的功能但在opcode層面上來說并不具有相容性。

ARM 公司本身并不靠自有的設(shè)計(jì)來制造或出售 CPU ，而是將處理器架構(gòu)授權(quán)給有興趣的廠家。ARM 提供了多樣的授權(quán)條款，包括售價(jià)與散播性等項(xiàng)目。對于授權(quán)方來說，ARM 提供了 ARM 內(nèi)核的整合硬件敘述，包含完整的軟件開發(fā)工具(編譯器、debugger、SDK)，以及針對內(nèi)含 ARM CPU 硅芯片的銷售權(quán)。

對于無晶圓廠的授權(quán)方來說，其希望能將 ARM 內(nèi)核整合到他們自行研發(fā)的芯片設(shè)計(jì)中，通常就僅針對取得一份生產(chǎn)就緒的知識產(chǎn)權(quán)內(nèi)核(IP Core)認(rèn)證。對這些客戶來說，ARM 會(huì)釋出所選的 ARM 核心的版圖，連同抽象模擬模型和測試程式，以協(xié)助設(shè)計(jì)整合和驗(yàn)證。需求更多的客戶，包括整合元件制造商(IDM)和晶圓廠家，就選擇可合成的RTL(寄存器傳輸級，如 Verilog)形式來取得處理器的知識產(chǎn)權(quán)(IP)。藉著可整合的 RTL，客戶就有能力能進(jìn)行架構(gòu)上的最佳化與加強(qiáng)。

這個(gè)方式能讓設(shè)計(jì)者完成額外的設(shè)計(jì)目標(biāo)(如高震蕩頻率、低能量耗損、指令集延伸等)而不會(huì)受限于無法更動(dòng)的電路圖。雖然 ARM 并不授予授權(quán)方再次出售 ARM 架構(gòu)本身，但授權(quán)方可以任意地出售制品(如芯片元件、評估板、完整系統(tǒng)等)。商用晶圓廠是特殊例子，因?yàn)樗麄儾粌H授予能出售包含 ARM 內(nèi)核的硅晶成品，對其它客戶來講，他們通常也保留重制 ARM 內(nèi)核的權(quán)利。

就像大多數(shù) IP 出售方，ARM 依照使用價(jià)值來決定 IP 的售價(jià)。在架構(gòu)上而言，更低效能的 ARM 內(nèi)核比更高效能的內(nèi)核擁有較低的授權(quán)費(fèi)。以硅芯片實(shí)作而言，一顆可整合的內(nèi)核要比一顆硬件宏(黑箱)內(nèi)核要來得貴。更復(fù)雜的價(jià)位問題來講，持有 ARM 授權(quán)的商用晶圓廠(例如韓國三星和日本富士通)可以提供更低的授權(quán)價(jià)格給他們的晶圓廠客戶。

透過晶圓廠自有的設(shè)計(jì)技術(shù)，客戶可以更低或是免費(fèi)的ARM預(yù)付授權(quán)費(fèi)來取得 ARM 內(nèi)核。相較于不具備自有設(shè)計(jì)技術(shù)的專門半導(dǎo)體晶圓廠(如臺(tái)積電和聯(lián)電)，富士通/三星對每片晶圓多收取了兩至三倍的費(fèi)用。對中少量的應(yīng)用而言，具備設(shè)計(jì)部門的晶圓廠提供較低的整體價(jià)格(透過授權(quán)費(fèi)用的補(bǔ)助)。對于量產(chǎn)而言，由于長期的成本縮減可借由更低的晶圓價(jià)格，減少ARM的NRE成本，使得專門的晶圓廠也成了一個(gè)更好的選擇。

許多半導(dǎo)體公司持有 ARM 授權(quán)：Atmel、Broadcom、Cirrus Logic、Freescale(于2004從摩托羅拉公司獨(dú)立出來)、富士通、英特爾(借由和Digital的控訴調(diào)停)、IBM，英飛凌科技，任天堂，恩智浦半導(dǎo)體(于2006年從飛利浦獨(dú)立出來)、OKI電氣工業(yè)，三星電子，Sharp，STMicroelectronics，德州儀器 和 VLSI等許多這些公司均擁有各個(gè)不同形式的ARM授權(quán)。

雖然ARM的授權(quán)項(xiàng)目由保密合約所涵蓋，在智慧財(cái)產(chǎn)權(quán)工業(yè)，ARM是廣為人知最昂貴的CPU內(nèi)核之一。單一的客戶產(chǎn)品包含一個(gè)基本的 ARM 內(nèi)核可能就需索取一次高達(dá)美金20萬的授權(quán)費(fèi)用。而若是牽涉到大量架構(gòu)上修改，則費(fèi)用就可能超過千萬美元。

本文主要介紹的是arm架構(gòu)和x86架構(gòu)的區(qū)別，首先介紹了ARM架構(gòu)圖，其次介紹了x86架構(gòu)圖，最后從性能、擴(kuò)展能力、操作系統(tǒng)的兼容性、軟件開發(fā)的方便性及可使用工具的多樣性及功耗這五個(gè)方面詳細(xì)的對比了arm架構(gòu)和x86架構(gòu)的區(qū)別，具體的跟隨小編一起來了解一下。

什么叫arm架構(gòu)

ARM架構(gòu)過去稱作進(jìn)階精簡指令集機(jī)器(AdvancedRISCMachine，更早稱作：AcornRISCMachine)，是一個(gè)32位精簡指令集(RISC)處理器架構(gòu)，其廣泛地使用在許多嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)。由于節(jié)能的特點(diǎn)，ARM處理器非常適用于移動(dòng)通訊領(lǐng)域，符合其主要設(shè)計(jì)目標(biāo)為低耗電的特性。

在今日，ARM家族占了所有32位嵌入式處理器75%的比例，使它成為占全世界最多數(shù)的32位架構(gòu)之一。ARM處理器可以在很多消費(fèi)性電子產(chǎn)品上看到，從可攜式裝置(PDA、移動(dòng)電話、多媒體播放器、掌上型電子游戲，和計(jì)算機(jī))到電腦外設(shè)(硬盤、桌上型路由器)甚至在導(dǎo)彈的彈載計(jì)算機(jī)等軍用設(shè)施中都有他的存在。在此還有一些基于ARM設(shè)計(jì)的派生產(chǎn)品，重要產(chǎn)品還包括Marvell的XScale架構(gòu)和德州儀器的OMAP系列。

ARM架構(gòu)圖

下圖所示的是ARM構(gòu)架圖。它由32位ALU、若干個(gè)32位通用寄存器以及狀態(tài)寄存器、32&TImes;8位乘法器、32&TImes;32位桶形移位寄存器、指令譯碼以及控制邏輯、指令流水線和數(shù)據(jù)/地址寄存器組成。

1、ALU：它有兩個(gè)操作數(shù)鎖存器、加法器、邏輯功能、結(jié)果以及零檢測邏輯構(gòu)成。

2、桶形移位寄存器：ARM采用了32&TImes;32位的桶形移位寄存器，這樣可以使在左移/右移n位、環(huán)移n位和算術(shù)右移n位等都可以一次完成。

3、高速乘法器：乘法器一般采用“加一移位”的方法來實(shí)現(xiàn)乘法。ARM為了提高運(yùn)算速度，則采用兩位乘法的方法，根據(jù)乘數(shù)的2位來實(shí)現(xiàn)“加一移位”運(yùn)算;ARM高速乘法器采用32&TImes;8位的結(jié)構(gòu)，這樣，可以降低集成度(其相應(yīng)芯片面積不到并行乘法器的1/3)。

4、浮點(diǎn)部件：浮點(diǎn)部件是作為選件供ARM構(gòu)架使用。FPA10浮點(diǎn)加速器是作為協(xié)處理方式與ARM相連，并通過協(xié)處理指令的解釋來執(zhí)行。

5、控制器：ARM的控制器采用的是硬接線的可編程邏輯陣列PLA。

6、寄存器

x86架構(gòu)

目前的PC架構(gòu)絕大多數(shù)都是Intel的X86架構(gòu)，貌似也是因?yàn)镮NTEL的這個(gè)X86架構(gòu)早就了目前INTEL如日中天的地位。X86架構(gòu)(The X86 architecture)是微處理器執(zhí)行的計(jì)算機(jī)語言指令集，指一個(gè)intel通用計(jì)算機(jī)系列的標(biāo)準(zhǔn)編號縮寫，也標(biāo)識一套通用的計(jì)算機(jī)指令集合。

當(dāng)然，這個(gè)架構(gòu)圖并不是所有的都是如此，根據(jù)不同的主板，平臺(tái)，架構(gòu)是略有差別的比如說，目前很多主板已經(jīng)將北橋集成到CPU當(dāng)中，將南橋集成為PCH，但大致的框架還是如此的。下面對這個(gè)架構(gòu)圖上的各個(gè)內(nèi)容分別進(jìn)行一些簡介。

1：CPU，大家都不陌生的名詞，中央處理器，計(jì)算機(jī)的核心大腦。

2： 北橋(North Bridge Chipset)：北橋是電腦主板上的一塊芯片，位于CPU插座邊，起連接作用。

3：南橋芯片(South Bridge)是主板芯片組的重要組成部分，一般位于主板上離CPU插槽較遠(yuǎn)的下方，PCI插槽的附近，這種布局是考慮到它所連接的I/O總線較多，離處理器遠(yuǎn)一點(diǎn)有利于布線。

4： 內(nèi)存是計(jì)算機(jī)中重要的部件之一，它是與CPU進(jìn)行溝通的橋梁。計(jì)算機(jī)中所有程序的運(yùn)行都是在內(nèi)存中進(jìn)行的，因此內(nèi)存的性能對計(jì)算機(jī)的影響非常大。

5：顯卡(Video card，Graphics card)全稱顯示接口卡，又稱顯示適配器，是計(jì)算機(jī)最基本配置、最重要的配件之一。

6：顯示j接口

7：網(wǎng)卡是工作在鏈路層的網(wǎng)絡(luò)組件，是局域網(wǎng)中連接計(jì)算機(jī)和傳輸介質(zhì)的接口，不僅能實(shí)現(xiàn)與局域網(wǎng)傳輸介質(zhì)之間的物理連接和電信號匹配，還涉及幀的發(fā)送與接收、幀的封裝與拆封、介質(zhì)訪問控制、數(shù)據(jù)的編碼與解碼以及數(shù)據(jù)緩存的功能等。

8：聲卡的基本功能是把來自話筒、磁帶、光盤的原始聲音信號加以轉(zhuǎn)換，輸出到耳機(jī)、揚(yáng)聲器、擴(kuò)音機(jī)、錄音機(jī)等聲響設(shè)備，或通過音樂設(shè)備數(shù)字接口(MIDI)使樂器發(fā)出美妙的聲音。

9：SATA(Serial Advanced Technology Attachment，串行高級技術(shù)附件)是一種基于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的串行硬件驅(qū)動(dòng)器接口，是由Intel、IBM、Dell、APT、Maxtor和Seagate公司共同提出的硬盤接口規(guī)范。

10：硬盤是電腦主要的存儲(chǔ)媒介之一，由一個(gè)或者多個(gè)鋁制或者玻璃制的碟片組成。碟片外覆蓋有鐵磁性材料。

11：總線

arm架構(gòu)和x86架構(gòu)有什么區(qū)別

一、性能

X86結(jié)構(gòu)的電腦無論如何都比ARM結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)在性能方面要快得多、強(qiáng)得多。X86的CPU隨便就是1G以上、雙核、四核大行其道，通常使用45nm(甚至更高級)制程的工藝進(jìn)行生產(chǎn);而ARM方面：CPU通常是幾百兆，最近才出現(xiàn)1G左右的CPU，制程通常使用不到65nm制程的工藝，可以說在性能和生產(chǎn)工藝方面ARM根本不是X86結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的對手。

但ARM的優(yōu)勢不在于性能強(qiáng)大而在于效率，ARM采用RISC流水線指令集，在完成綜合性工作方面根本就處于劣勢，而在一些任務(wù)相對固定的應(yīng)用場合其優(yōu)勢就能發(fā)揮得淋漓盡致。

二、擴(kuò)展能力

X86結(jié)構(gòu)的電腦采用“橋”的方式與擴(kuò)展設(shè)備(如：硬盤、內(nèi)存等)進(jìn)行連接，而且x86結(jié)構(gòu)的電腦出現(xiàn)了近30年，其配套擴(kuò)展的設(shè)備種類多、價(jià)格也比較便宜，所以x86結(jié)構(gòu)的電腦能很容易進(jìn)行性能擴(kuò)展，如增加內(nèi)存、硬盤等。

ARM結(jié)構(gòu)的電腦是通過專用的數(shù)據(jù)接口使CPU與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備進(jìn)行連接，所以ARM的存儲(chǔ)、內(nèi)存等性能擴(kuò)展難以進(jìn)行(一般在產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)已經(jīng)定好其內(nèi)存及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的容量)，所以采用ARM結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)，一般不考慮擴(kuò)展?；痉钚?ldquo;夠用就好”的原則。

三、操作系統(tǒng)的兼容性

X86系統(tǒng)由微軟及Intel構(gòu)建的Wintel聯(lián)盟一統(tǒng)天下，壟斷了個(gè)人電腦操作系統(tǒng)近30年，形成巨大的用戶群，也深深固化了眾多用戶的使用習(xí)慣，同時(shí)x86系統(tǒng)在硬件和軟件開發(fā)方面已經(jīng)形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，幾乎所有x86硬件平臺(tái)都可以直接使用微軟的視窗系統(tǒng)及現(xiàn)在流行的幾乎所有工具軟件，所以x86系統(tǒng)在兼容性方面具有無可比擬的優(yōu)勢。

ARM系統(tǒng)幾乎都采用Linux的操作系統(tǒng)，而且?guī)缀跛械挠布到y(tǒng)都要單獨(dú)構(gòu)建自己的系統(tǒng)，與其他系統(tǒng)不能兼容，這也導(dǎo)致其應(yīng)用軟件不能方便移植，這一點(diǎn)一直嚴(yán)重制約了ARM系統(tǒng)的發(fā)展和應(yīng)用。GOOGLE開發(fā)了開放式的Android系統(tǒng)后，統(tǒng)一了ARM結(jié)構(gòu)電腦的操作系統(tǒng)，使新推出基于ARM結(jié)構(gòu)的電腦系統(tǒng)有了統(tǒng)一的、開放式的、免費(fèi)的操作系統(tǒng)，為ARM的發(fā)展提供了強(qiáng)大的支持和動(dòng)力。

四、軟件開發(fā)的方便性及可使用工具的多樣性

X86結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)推出已經(jīng)近30年，在此期間，x86電腦經(jīng)過飛速發(fā)展的黃金時(shí)期，用戶的應(yīng)用、軟件配套、軟件開發(fā)工具的配套及兼容等工作，已經(jīng)到達(dá)非常成熟甚至可以說是完美的境界。所以使用X86電腦系統(tǒng)不僅有大量的第三方軟件可供選擇，也有大量的軟件編程工具可以幫助您完成您所希望完成的工作。

Arm結(jié)構(gòu)的電腦系統(tǒng)因?yàn)橛布阅艿闹萍s、操作系統(tǒng)的精簡、以及系統(tǒng)兼容等問題的制約，造成Arm結(jié)構(gòu)的電腦系統(tǒng)不可能像X86電腦系統(tǒng)那樣有眾多的編程工具和第三方軟件可供選擇及使用，ARM的編程語言大多采用C和JAVA。

對這一點(diǎn)的比較，更直接的結(jié)論是：基于x86結(jié)構(gòu)電腦系統(tǒng)平臺(tái)開發(fā)軟件比arm結(jié)構(gòu)系統(tǒng)更容易、更簡單、實(shí)際成本也更低，同時(shí)更容易找到第三方軟件(免去自己開發(fā)的時(shí)間和成本)，而且軟件移植更容易。

從以上對比分析，給了我們的一個(gè)很清晰的感覺，ARM和X86結(jié)構(gòu)的電腦根本就無法對比，ARM根本就不是X86電腦的的對手。是的，如果只考慮上述幾個(gè)方面的要數(shù)，ARM確實(shí)無法與X86電腦競爭，甚至連比較的資格都沒有。但是近1、2年，ARM的產(chǎn)品在終端應(yīng)用特別是手持終端應(yīng)用飛速發(fā)展(如：智能手機(jī)、平板電腦等)，其銷售數(shù)量已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出x86結(jié)構(gòu)的電腦銷售數(shù)量，可見ARM是具有其與X86結(jié)構(gòu)電腦不可對比的優(yōu)勢。該優(yōu)勢就是：功耗。

五、功耗

X86電腦因考慮要適應(yīng)各種應(yīng)用的需求，其發(fā)展思路是：性能+速度。20多年來x86電腦的速度從原來8088的幾M發(fā)展到現(xiàn)在隨便就是幾G，而且還是幾核，其速度和性能已經(jīng)提升了千、萬倍，技術(shù)進(jìn)步使x86電腦成為大眾生活中不可缺少的一部分。但是x86電腦發(fā)展的方向和模式，使其功耗一直居高不下，一臺(tái)電腦隨便就是幾百瓦，即使是號稱低功耗節(jié)能的手提電腦或上網(wǎng)本，也有十幾、二十多瓦的功耗，這與ARM結(jié)構(gòu)的電腦就無法相比。