ARM CPU架构，你搞不搞的懂？！
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【引言】
最近有个需求：要求安装一个
MySQL8.0
在
ARM
架构上；
CPU
的
ARM
架构听说过，但没实际部署过；
且这个
ARMCPU
架构又是一个什么东东，只是脑子有这么个名字，具体不是很了解。故今日集中学习下，
有了此文。
大家都知道，随着
linux
开源操作系统的推广使用，很多企业级
Linux
都是部署在
cpu
架构为
x86
的服
务器上，这是大家都知道的事；但如果有人问
CPU
的
ARM
架构，很多都说不清楚了，今天就来聊一聊
CPU
的
ARM
架构。
此篇文章自己对
x86
和
ARMcpu
架构的了解是：
通常大家说的
指的是
，
是不同于
的
架构，对应的指令集不同，故软件编译环
境不同，软件代码一般不能互用，一般需要进行兼容性移植。
是经典的
指令集，指令集复杂，功能多，串行执行，意味着执行效率低下，但性价比突出，称为
民用终端的主流处理器内置指令集。
和
的家用处理器都是
指令集，用的以
为代表的
指令集。
要向了解透，就要先溯源
CPU
是个嘛？
CPU(Central Processing Unit)
主要由运算器、控制器、寄存器三部分组成；
运算器起着运算作用，控制器负责发出
CPU
每条指令所需要的信息，寄存器保存运算或指令的一些临时
文件
/
结果，以保证更高的速度。
CPU
有着处理指令、执行操作、控制时间、处理数据四大作用。
指令集
是存储在
CPU
内部，对
CPU
运算进行指导和优化的硬程序。拥有这些指令集，
CPU
就可以更高
效地运行。
Intel
主要有
x86
，
EM64T
，
MMX
，
SSE
，
SSE2
，
SSE3
，
SSSE3 (Super
SSE3)
，
SSE4A
，
SSE4.1
，
SSE4.2
，
AVX
，
AVX2
，
AVX-512
，
VMX
等指令集。
AMD
主要是
x86
，
x86-64
，
3D-Now!
指令集。
CPU
指令的强弱是
CPU
的重要指标，指令集是提高微处理器效率的最有效工具之一。
现阶段主流体系结构讲，指令集可分为复杂指令集
和精简指令集
两部分。
中央处理器
也可分为
，复杂指令集计算集
和
两大主流
指令集类型。
CISC
以
Intel
，
AMD
的
X86 CPU
为代表；
RISC
以
ARM
，
IBM Power
为代表。
要了解
CPU ARM
架构，又要先了解啥是复杂指令集
(CISC)
和精简指令集
(RISC)
？
和大家学习数据库，从
!"#$% !&% !$
三种设计思路出发开始学习一样。
要想了解
CISC
和
RISC
，首先了解一下两者的设计理念。
CISC
设计理念
早期的
全部是
架构，设计理念是要用最少最精炼的机器语言指令来完成所需的计算任务。 为了
软件编程方便和提高程序的运行速度，硬件工程师采用的办法是不断增加可实现复杂功能的指令和多种灵
活的编址方式。甚至某些指令可支持高级语言语句归类后的复杂操作，但硬件设计也越来越复杂，造价也
越来越高。
为实现复杂操作，微处理器除向程序员提供类似各种寄存器和机器指令功能外。还通过存于只读存贮器
'
中的微程序来实现其极强功能 ，处理在分析每一条指令之后执行一系列初级指令运算来完成所需的
功能；此设计型式被称为复杂指令集计算机
!
结构．一般
计算机
所含的指令数目至少
())
条以上，有的甚至超过
*))
条。
CISC
架构会增加
CPU
结构的复杂性和对
CPU
工艺的要求，但对于编译器的开发十分有利。
RISC
设计理念
采用
复杂指令集合的
有较强处理高级语言的能力，对提高计算机的性能有益。但也发现
指
令系统太复杂不易实现，且还可能降低系统性能。长期致力于复杂指令系统的设计，实际上是在设计一种
难得在实践中用得上的指令系统的处理器。同时，复杂的指令系统必然带来结构的复杂性。不但增加了设
计的时间与成本还容易造成设计失误。实际计算中一个典型程序的运算过程所使用的
)
％指令，只占一
个处理器指令系统的
+)
％，事实上最频繁使用的指令是取、存和加这些最简单的指令；
顺着这个思路，精简指令的设想初衷也有了：即指令系统应当只包含那些使用频率很高的少量指令集，并
提供一些必要的指令以支持操作系统和高级语言。按照这个理念发展而成的计算机被称为精简指令集计算
机
!
结构，简称
。
简单来讲：
通过操作内存、寄存器、运算器来完成复杂指令的，在实现时，是将复杂指令转换成了一个微程序，
微程序在制造
时就已存储于微服务存储器。一个微程序包含若干条微指令（也称微码），执行复杂指
令时，实际上是在执行一个微程序。
的设计初衷针对
复杂的弊端，选择一些可以在单个
周期完成的指令，以降低
的复
杂度，将复杂性交给编译器，
架构要求软件来指定各个操作步骤。
RISC
架构可降低
CPU
的复杂性以及允许在同样的工艺水平下生产出功能更强大的
CPU
，但对于编译器的设
计有更高的要求。
这时大家很自然的得出一个直观结论：
这种微程序的执行作为一个原子操作，是不可被打断的；
指令之间是一些可以在单个
周期完成的指令，可以被打断，所以理论上
可更快响应中断。
理解了设计理念，再从软硬件角度对比
CISC
和
RISC
1.
硬件角度看：
处理的是不等长指令集，必须对不等长指令进行分割，因此在执行单一指令的时候需要进行较多的处
理工作。
而
执行的是等长精简指令集，
在执行指令的时候速度较快且性能稳定。因此在并行处理方面
明显优于
，
可同时执行多条指令，它可将一条指令分割成若干个进程或线程，交由多个处理器同
时执行。由于
执行的是精简指令集，故制造工艺简单且成本低廉。
+,
从软件角度看：
由于发展早成熟，软件厂商代理多基于
体系结构的
及其服务，像
%-
应用程序；
后期发力、势单力薄。应用程序生态环境显得不如
丰富多样；而应用程序经过那么多年的人力
和资源的投入，惰性较大，各大应用商在已有
类应用满足市场需求的前提，再让其投入大量的人力
物力去研究运行在
上的应用程序，阻力可想而知。
好了，到了这里，大家可以稍微扩展性思维，预测下国内
CPU
的发力点：
国产
制作工艺被光刻机技术限制。为了降低
的复杂度，可能会向
架构重点发力；但
架构
制作难度的降低，是以提升了编译器软件和应用生态程序的复杂性为代价，后果是开发成本的激增，上游
应用供应商不愿意跟风投入。但考虑到目前国际紧张趋势，在民生国防领域，
架构的
研发具有重
要意义。
对于企业服务器来说，应了那句老话：
RISC
买着便宜用着贵（代码兼容性、周期研发贵），
CISC
买着贵用
着便宜（微程序做了预先集成优化）。
再来系统看下
CISC
和
RISC
的优缺点：
CISC
体系的指令特征
.
使用微代码。指令集可以直接在微代码存储器
比主存储器的速度快很多
里执行，新设计的处理器，只
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