电脑 第10章 X86、X64和ARM 电脑 第10章 X86、X64和ARM

2024-05-22

一、X86、X64 架构

X86 架构和 X64 架构(也称为 x86-64、AMD64 或 Intel 64)都是计算机处理器架构的名称,它们都属于 x86 家族的一部分。

这些架构主要用于描述计算机中处理器的指令集和寻址能力。

1.1、X86 架构

X86 指的是支持 32 位的指令集架构处理器,最初由英特尔在 1978 年发布的 intel 8086,这个系统主要为 X86 结尾所以简称 X86,而 X86 有 16 位和 32 位,现今大多数用的是 32 位处理器。

  • X86 架构最初是由 Intel 推出的,后来也被其他处理器制造商采用,如 AMD。

  • 最早的 X86 处理器是 16 位的,但后来随着技术的发展,逐渐演变为 32 位的处理器,如 Intel 的 80386(也称为 386)处理器。

  • X86 架构在计算机历史上扮演了重要角色,它是在 PC(个人计算机)上广泛使用的架构。许多早期的 PC 和现代 PC 都使用 X86 架构的处理器。

  • 32 位 X86 架构的处理器在内存和寻址方面有一些限制,例如最大可寻址的内存只有 4GB。

  • 主要的 32 位 X86 处理器有 Intel 的 80386、80486、Pentium 系列等。

1.2、X64 架构

X64 指的是支持 64 位的指令集架构处理器,最初由 AMD 在 2003 年发布的 AMD 64 支持 64 位的处理器由来,后续英特尔为了支持 X64 所以也推出 intel X64。

  • X64 架构是 X86 架构的扩展,引入了 64 位处理器和指令集。

  • X64 架构最初由 AMD 推出,并被称为 AMD64。后来,Intel 也采用了类似的架构,并称其为 Intel 64。

  • X64 架构保留了 32 位 X86 架构的兼容性,同时提供了更大的内存寻址能力和更高的性能。

  • 64 位 X64 架构的处理器可以处理更大的内存地址空间,因此能够支持超过 4GB 的内存。

  • 主要的 64 位 X64 处理器有 AMD 的 Opteron 系列和 Ryzen 系列,以及 Intel 的 Xeon 系列和 Core i 系列。

总结来说,X86 架构是早期的 32 位计算机处理器架构,而 X64 架构是 X86 架构的 64 位扩展。

X64 架构提供更高的性能和更大的内存寻址能力,因此在现代计算机系统中得到广泛应用。

二、ARM 架构

ARM 架构是一种基于 RISC(精简指令集计算)原则设计的计算机处理器架构。

ARM 最初由英国公司 ARM Holdings(现为 ARM Limited)开发,后来成为一种在世界范围内广泛使用的处理器架构,尤其在移动设备、嵌入式系统和物联网设备中得到广泛应用。

ARM 架构最早于 1985 年推出,最初设计用于低功耗和高效能的应用。

随着技术的发展,ARM 架构逐渐演进为支持 32 位和 64 位处理器的版本。目前,ARM 架构在各种设备和系统中都非常普遍,尤其在移动设备市场中占有主导地位。

ARM 架构的特点和应用:

  • 低功耗和高效能:ARM 架构的设计理念是精简指令集,使得处理器能够在低功耗的情况下提供高效能。这使得 ARM 处理器在移动设备和嵌入式系统中非常受欢迎,因为这些设备通常有电池供电限制,需要在节能的同时提供足够的性能。

  • 多样化的应用领域:由于 ARM 架构具有高度的可定制性和灵活性,它在多样化的应用领域中得到广泛应用。除了移动设备和嵌入式系统,ARM 处理器也被广泛用于智能手机、平板电脑、路由器、物联网设备、车载系统、工业控制等领域。

  • 成本效益:ARM 处理器通常较为成本效益,这使得它们成为大规模生产的理想选择。因此,许多制造商在大量生产电子设备时选择使用 ARM 处理器。

  • 64 位版本:ARM 架构逐渐发展为支持 64 位处理器,以满足更高性能和更大内存需求的应用。64 位 ARM 处理器在服务器、网络设备等领域也得到广泛应用。

总体而言,ARM 架构是一种广泛使用的计算机处理器架构,以其低功耗、高效能、灵活性和成本效益而受到广泛关注和采用。它在移动设备、嵌入式系统和物联网等领域发挥着重要作用。

三、ARM 架构与 X86 架构、X64 架构的区别

ARM 架构、X86 架构和 X64 架构是三种不同的计算机处理器架构,它们在设计和特性上有一些区别。

ARM 架构:

  • ARM 架构是一种基于 RISC 原则设计的处理器架构,最初由英国公司 ARM Holdings 开发。

  • ARM 处理器通常用于低功耗和高效能的应用,特别适用于移动设备、嵌入式系统和物联网设备等场景。

  • ARM 架构支持 32 位和 64 位版本,具有高度的可定制性和灵活性,因此广泛应用于多样化的应用领域。

  • 一些主要的 ARM 处理器系列包括 ARM Cortex-A、Cortex-R 和 Cortex-M 系列。 

X86 架构:

  • X86 架构最初由 Intel 推出,后来也被其他处理器制造商采用,如 AMD。

  • 最早的 X86 处理器是 16 位的,后来演变为 32 位,如 Intel 的 80386(386)处理器。

  • X86 架构在计算机历史上扮演了重要角色,广泛用于 PC(个人计算机)和服务器等领域。

  • X86 架构的主要特点是兼容性和成熟的软件生态系统,适用于通用计算需求。 

X64 架构(也称为 x86-64、AMD64 或 Intel 64):

  • X64 架构是 X86 架构的 64 位扩展,最初由 AMD 推出,后来被 Intel 和其他制造商采用。

  • X64 架构保留了 32 位 X86 架构的兼容性,同时提供更大的内存寻址能力和更高的性能。

  • 64 位 X64 架构的处理器可以处理更大的内存地址空间,支持超过 4GB 的内存。

  • 主要的 64 位 X64 处理器有 AMD 的 Opteron 系列和 Ryzen 系列,以及 Intel 的 Xeon 系列和 Core i 系列。

区别总结:

  • ARM 架构适用于低功耗、高效能的移动设备和嵌入式系统,支持 32 位和 64 位版本,具有高度的灵活性。

  • X86 架构是通用计算领域的主流架构,支持 32 位和一些 64 位版本,具有成熟的软件生态系统。

  • X64 架构是 X86 架构的 64 位扩展,提供更大的内存寻址能力和性能,用于服务器和通用计算需求。 

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