一、ARM和X86

X86 和 ARM 都是CPU設(shè)計(jì)的一個(gè)架構(gòu)。X86 用的是復(fù)雜指令集。ARM用的是精簡(jiǎn)指令集。
指令集其實(shí)就是機(jī)器碼，機(jī)器碼上是匯編，匯編之上是程序語(yǔ)言例如java、c、c#。
復(fù)雜指令集是在硬件層面上設(shè)計(jì)了很多指令，所以編程會(huì)簡(jiǎn)單些。
精簡(jiǎn)指令集是在硬件層面上設(shè)計(jì)的指令比較少，所以編程會(huì)復(fù)雜些。
除了指令集的區(qū)別，X86 和 ARM的設(shè)計(jì)理念和應(yīng)用場(chǎng)景也不同。
ARM的硬件框架更加耦合，沒(méi)有’橋“的存在，所以可擴(kuò)展性%不好，也就是說(shuō)換個(gè)硬件平臺(tái)就得重新設(shè)計(jì)，但它的功耗低，所以特別適合在手機(jī)上用。
X86體系龐大，設(shè)計(jì)完整，歷史悠久，所以他有很多第三方軟件%可以用，一個(gè)體系可以用在各種電腦上，可移植性強(qiáng)。主機(jī)一般都用它。
Intel是在X86的推動(dòng)著，他和windows在一起，可以說(shuō)稱(chēng)雄電腦市場(chǎng)。ARM以前和linux結(jié)盟，搞嵌入式，但現(xiàn)在因?yàn)?，ANdroid的異軍突起，ARM在移動(dòng)端煥發(fā)新的生機(jī)。

二、x86和x64

x86和x64架構(gòu)是指英特爾和AMD創(chuàng)建的兩種使用最廣泛的指令集架構(gòu)（ISA）。ISA指定機(jī)器代碼的行為，并定義軟件如何控制CPU。ISA是硬件和軟件接口，定義了CPU可以做什么以及如何做。

什么是x86架構(gòu)？

x86是一種用于計(jì)算機(jī)處理器的ISA，最初由英特爾于1978年開(kāi)發(fā)。x86架構(gòu)基于英特爾的8086（因此得名）微處理器及其8088變體。起初，它是用于16位處理器的16位指令集，后來(lái)發(fā)展到32位指令集。

位數(shù)表示CPU每個(gè)周期可以處理多少信息。例如，32位CPU每個(gè)時(shí)鐘周期最多可傳輸32位數(shù)據(jù)。

由于其能夠在筆記本電腦、家用PC和服務(wù)器等幾乎任何計(jì)算機(jī)上運(yùn)行，x86架構(gòu)在眾多微處理器制造商中變得流行起來(lái)。
x86架構(gòu)最大的限制是它最多可以處理4096MB的RAM。由于支持的組合總數(shù)為2^32（4，294，967，295），因此32位處理器具有42.9億個(gè)內(nèi)存位置。每個(gè)位置存儲(chǔ)一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)，相當(dāng)于大約4GB的可訪問(wèn)內(nèi)存。今天，術(shù)語(yǔ)x86表示任何能夠運(yùn)行x86指令集的32位處理器。

什么是x64架構(gòu)？

?x64（x86-64的縮寫(xiě)）是基于x86的指令集架構(gòu)，擴(kuò)展為啟用64位代碼。它于2000年首次發(fā)布，引入了兩種操作模式-64位模式和兼容模式，允許用戶運(yùn)行16位和32位應(yīng)用程序。
由于整個(gè)x86指令集仍然在x64指令集中實(shí)現(xiàn)，因此較舊的可執(zhí)行文件運(yùn)行幾乎沒(méi)有性能損失。

x64體系結(jié)構(gòu)支持比x86體系結(jié)構(gòu)更多的虛擬和物理內(nèi)存，允許應(yīng)用程序在內(nèi)存中存儲(chǔ)大量數(shù)據(jù)。此外，x64將通用寄存器的數(shù)量擴(kuò)展到16個(gè)，從而提供了進(jìn)一步的增強(qiáng)和功能。

x64體系結(jié)構(gòu)總共可以使用2^64字節(jié)，相當(dāng)于160億千兆字節(jié)（16EB）的內(nèi)存。更高的資源利用率使其適合為需要訪問(wèn)大量資源的超級(jí)計(jì)算機(jī)和機(jī)器供電。x64架構(gòu)允許CPU每個(gè)時(shí)鐘周期處理64位數(shù)據(jù)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)x86。

x86與x64

雖然這兩種體系結(jié)構(gòu)類(lèi)型都基于32位集，但一些關(guān)鍵差異使它們適用于不同的用途。它們之間的主要區(qū)別在于每個(gè)時(shí)鐘周期可以處理的數(shù)據(jù)量和處理器的寄存器寬度。x86和x64指令集體系結(jié)構(gòu)之間的主要區(qū)別。處理器將常用數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在寄存器中，以便快速訪問(wèn)。x86體系結(jié)構(gòu)上的32位處理器具有32位寄存器，而64位處理器具有64位寄存器。因此，x64允許CPU存儲(chǔ)更多數(shù)據(jù)并更快地訪問(wèn)它。寄存器寬度還決定了計(jì)算機(jī)可以使用的內(nèi)存量。
下表概述了x86和x64體系結(jié)構(gòu)集之間的主要區(qū)別：

?x86與x64應(yīng)用和局限性

由于它們的功能不同，并且在資源訪問(wèn)、速度和處理能力方面存在差異，因此每個(gè)體系結(jié)構(gòu)集用于不同的目的：
x86
世界上許多PC仍然基于x86操作系統(tǒng)和CPU。
用于游戲機(jī)。
云計(jì)算段仍然使用x86架構(gòu)。
較舊的應(yīng)用程序和程序通常在32位體系結(jié)構(gòu)上運(yùn)行。
它更適合仿真。
32位仍然是音頻制作中的首選，因?yàn)樗c較舊的音頻設(shè)備兼容。
x64
越來(lái)越多的PC使用64位CPU和基于x64體系結(jié)構(gòu)的操作系統(tǒng)。
所有現(xiàn)代移動(dòng)處理器都使用x64架構(gòu)。
它用于為超級(jí)計(jì)算機(jī)提供動(dòng)力。
用于視頻游戲機(jī)。
虛擬化技術(shù)基于x64體系結(jié)構(gòu)。
它更適合較新的游戲引擎，因?yàn)樗俣雀欤阅芨谩?/p>

x86 還是 x64 更好？

盡管 x86 和 x64 都有優(yōu)勢(shì)，但未來(lái)不會(huì)容忍限制，這意味著 x86 最終將很少使用或完全丟棄。此外，x64 速度更快，可以分配更多 RAM 內(nèi)存，并通過(guò) 64 位數(shù)據(jù)總線具有并行處理能力，使其成為兩種架構(gòu)類(lèi)型之間的更好選擇。
選擇要安裝的操作系統(tǒng)類(lèi)型時(shí)，最好安裝 64 位操作系統(tǒng)，因?yàn)樗梢酝瑫r(shí)運(yùn)行 32 位和 64 位軟件。另一方面，基于 x86 的操作系統(tǒng)僅運(yùn)行 32 位軟件。
總體而言，x64 比 x86 功能強(qiáng)大得多，利用所有已安裝的 RAM，提供更多的硬盤(pán)空間、更快的總線速度和整體更好的性能。

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三、Intel和AMD

amd和Intel這倆公司的淵源很深，早期時(shí)Intel先是自己搞了個(gè)x86架構(gòu)，然后amd拿到了x86的授權(quán)也可以自己做x86了。接著intel向64位過(guò)渡的時(shí)候自己搞了個(gè)ia64（x64架構(gòu)）但是因?yàn)楹蛒86架構(gòu)不兼容市場(chǎng)反應(yīng)極差，amd率先搞了x86的64位兼容（32和64的混合架構(gòu)）也就是后來(lái)的x86-64，后來(lái)Intel也拿到了生產(chǎn)這貨的授權(quán)（i和a兩家專(zhuān)利交叉的很?chē)?yán)重），也搞了x86-64，因?yàn)閍md先搞出來(lái)的所以x86-64也叫amd64

目前amd和Intel是世界上最大的兩家x86和x86-64的cpu廠家（intel比較給力，四分天下有其三）。除了這兩家還有幾家小的公司也有x86的授權(quán)，比如via，不過(guò)技術(shù)水平真的很一般。

四CPU和GPU

CPU(Central Processing Unit-中央處理器),是一塊超大規(guī)模的集成電路，是一臺(tái)計(jì)算機(jī)的運(yùn)算核心（Core）和控制核心（ Control Unit）。它的功能主要是解釋計(jì)算機(jī)指令以及處理計(jì)算機(jī)軟件中的數(shù)據(jù)。

GPU（Graphics Processing Unit-圖形處理器），是一種專(zhuān)門(mén)在個(gè)人電腦、工作站、游戲機(jī)和一些移動(dòng)設(shè)備（如平板電腦、智能手機(jī)等）上圖像運(yùn)算工作的微處理器。

gpu和cpu的區(qū)別

1、緩存
CPU有大量的緩存結(jié)構(gòu)，目前主流的CPU芯片上都有四級(jí)緩存，這些緩存結(jié)構(gòu)消耗了大量的晶體管，在運(yùn)行的時(shí)候需要大量的電力。
GPU的緩存就很簡(jiǎn)單，目前主流的GPU芯片最多有兩層緩存，而且GPU可以利用晶體管上的空間和能耗做成ALU單元，因此GPU比CPU的效率要高一些。

2、響應(yīng)方式
CPU要求的是實(shí)時(shí)響應(yīng)，對(duì)單任務(wù)的速度要求很高，所以就要用很多層緩存的辦法來(lái)保證單任務(wù)的速度。
GPU是把所有的任務(wù)都排好，然后再批處理，對(duì)緩存的要求相對(duì)很低。

3、浮點(diǎn)運(yùn)算方式
CPU除了負(fù)責(zé)浮點(diǎn)整形運(yùn)算外，還有很多其他的指令集的負(fù)載，比如像多媒體解碼，硬件解碼等，因此CPU是多才多藝的。CPU注重的是單線程的性能，要保證指令流不中斷，需要消耗更多的晶體管和能耗用在控制部分，于是CPU分配在浮點(diǎn)計(jì)算的功耗就會(huì)變少。
GPU基本上只做浮點(diǎn)運(yùn)算的，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，也就可以做的更快。GPU注重的是吞吐量，單指令能驅(qū)動(dòng)更多的計(jì)算，相比較GPU消耗在控制部分的能耗就比較少，因此可以把電省下來(lái)的資源給浮點(diǎn)計(jì)算使用。

4、應(yīng)用方向
CPU所擅長(zhǎng)的像操作系統(tǒng)這一類(lèi)應(yīng)用，需要快速響應(yīng)實(shí)時(shí)信息，需要針對(duì)延遲優(yōu)化，所以晶體管數(shù)量和能耗都需要用在分支預(yù)測(cè)、亂序執(zhí)行、低延遲緩存等控制部分。
GPU適合對(duì)于具有極高的可預(yù)測(cè)性和大量相似的運(yùn)算以及高延遲、高吞吐的架構(gòu)運(yùn)算。

下面是一張芯片總覽：

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