CPU 体系架构分析

CPU 架构主要就是由指令集和寄存器组成；指令集就是一系列的硬件指令，根据不同的功能它又被分为：

寄存器就是存储 CPU 要使用到的数据和产生的结果以及一些控制信息等，同样的存储器也被根据功能划分为了如下的几种：

CPU架构是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；CPU 体系架构也就是 CPU 的指令集，不同的体系架构也就意味着不同的指令集

随着 CPU 体系架构的不断的更新迭代，目前常见的体系架构就只有两种了：inter x86 系列 和 arm 系列；而在 inter x86 系列研发 x86-64 的 CPU 架构时，却被 amd 弯道超车优先研发出了兼容 inter x86-32 的 amd 64 的 CPU 架构；而之后 inter 与惠普联合研发了 AI-64 的 CPU 指令集，但是这一款指令集只适用于服务器，所以很快就在市场中消失了；最后 Inter 也开发出了兼容 amd64 的 x86-64 的 CPU 体系架构

inter x86 和 arm 是完全不同的两种 CPU 体系架构，Inter x86 是基于复杂指令集 （CICS） 的 CPU 架构，而 arm 是基于 精简指令集 （RISC） 的 CPU 架构

精简指令集和复杂指令集是两种 CPU 架构，它们的区别在与不同的设计理念和方法

精简指令集的 CPU 指令接近原子化的，指令和微操作之间有密切的关系，基本上所有指令的执行都在一个周期之内，所以能耗更低

相比之下，复杂指令集的一个指令可以执行多个操作（比如数值乘法等），这样会提高性能，但是解码这些复杂的指令就需要更多的能耗

下面举个例子来说明他们的具体工作原理：

假如现在计算一个操作：55，在复杂指令集的体系架构下，一条指令就能够完成；而在精简指令集的体系架构下就需要执行五次相加操作：（5+5+5+5+5）

复杂指令集会简化编写软件程序的复杂度，但是精简指令集就需要编写更多的软件程序；因此，复杂指令集的性能是远远高于精简指令集的

inter x86 和 arm 分别是基于复杂指令集和精简指令集的 CPU 体系架构，Inter x86 更加注重性能，而 arm 更加注重效能

arm 32 位的 CPU 架构，广泛的使用在嵌入式系统中；由于其节能的特点，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

而在性能方面 arm 几乎无法和 inter x86 相比较，所以 inter x86 的 CPU 占领了很多 PC 的市场

叔叔们都是看一眼CPU的具体型号，就知道其架构了，毕竟跟踪AMD架构发展好多年，耳熟能详。

比如，看到“速龙64 X2 5600+”，就知道这是K8架构；看到“羿龙II X4 955”，就知道这是K105架构；看到FX-8130，就知道这是推土机架构；看到“Ryzen r7 1700X”，就知道这是Zen架构；……

CPU的架构是指CPU采用的生产工艺，制程，流水管线长度，基本指令计算等诸多生产规格所共同决定的一代CPU生产技术。

CPU的核心是区别采用同种架构，同一系列的CPU,但个别参数不同的一个标志符号，同时也是划分同系列CPU性能高低的依据。不同核心的差异一般体现在前端总线的不同，对内存的支持程度，2级缓存的容量，以及对发热和功耗等等。

目前市面上的CPU主要分有两大阵营，一个是intel系列CPU，另一个是AMD系列CPU。两个不同品牌的CPU，其产品的架构也不相同，现intel系列CPU产品常见的架构有Socket 423、Socket 478、Socket 775；而AMD CPU产品常见的架构有Socket A、Socket 754、Socket 939、Socket 940这几种架构。

所谓“封装技术”是一种将集成电路用绝缘的塑料或陶瓷材料打包的技术。以CPU为例，我们实际看到的体积和外观并不是真正的CPU内核的大小和面貌，而是CPU内核等元件经过封装后的产品。

封装对于芯片来说是必须的，也是至关重要的。因为芯片必须与外界隔离，以防止空气中的杂质对芯片电路的腐蚀而造成电气性能下降。另一方面，封装后的芯片也更便于安装和运输。由于封装技术的好坏还直接影响到芯片自身性能的发挥和与之连接的PCB（印制电路板）的设计和制造，因此它是至关重要的。封装也可以说是指安装半导体集成电路芯片用的外壳，它不仅起着安放、固定、密封、保护芯片和增强导热性能的作用，而且还是沟通芯片内部世界与外部电路的桥梁——芯片上的接点用导线连接到封装外壳的引脚上，这些引脚又通过印刷电路板上的导线与其他器件建立连接。因此，对于很多集成电路产品而言，封装技术都是非常关键的一环。

目前采用的CPU封装多是用绝缘的塑料或陶瓷材料包装起来，能起着密封和提高芯片电热性能的作用。由于现在处理器芯片的内频越来越高，功能越来越强，引脚数越来越多，封装的外形也不断在改变。封装时主要考虑的因素：

芯片面积与封装面积之比为提高封装效率，尽量接近1：1

引脚要尽量短以减少延迟，引脚间的距离尽量远，以保证互不干扰，提高性能

基于散热的要求，封装越薄越好

作为计算机的重要组成部分，CPU的性能直接影响计算机的整体性能。而CPU制造工艺的最后一步也是最关键一步就是CPU的封装技术，采用不同封装技术的CPU，在性能上存在较大差距。只有高品质的封装技术才能生产出完美的CPU产品。

CPU芯片的主要封装技术：

DIP技术

QFP技术

PFP技术

PGA技术

BGA技术

目前较为常见的封装形式：

OPGA封装

mPGA封装

CPGA封装

FC-PGA封装

FC-PGA2封装

OOI 封装

PPGA封装

SECC封装

SECC2 封装

SEP封装

PLGA封装

CuPGA封装

参考资料

http://zhidaobaiducom/question/11808758htmlsi=10

http://zhidaobaiducom/question/4568063htmlsi=1

CPU架构从大的层面分两类——CISC、RISC。CISC就是复杂指令集计算机，目前专指x86和x86-64两类，其中x86又叫IA32，即IntelArchitecture32（Intel32位架构），不管是Intel生产的x86CPU，还是AMD或者VIA生产的，都是IA32，IA32并非没有专利保护而是AMD和VIA/Cyrix通过交叉专利授权获得了IA32的使用权。RISC就是精简指令集计算机除了以上所介绍的两类IA架构的服务器处理器外，还有一种主流的处理器架构，也可称之为“RISC”，其实它是一种按处理器指令执行方式划分的类型。采用这一架构的仍是IBM、SUN和HP等。