x86、x86_64、x64、arm64、aarch64
- 1.服务器分类
- 2.CPU 架构
- 2.1 x86 架构:x86、x86_64、x64
- 2.2 arm 架构:arm64 和 aarch64
- 3.发展历史
1.服务器分类
按照 CPU 体系架构来区分,服务器主要分为两类:
- 非 x86 服务器:使用 RISC(精简指令集)或 EPIC(并行指令代码)处理器,并且主要采用 UNIX 和其它专用操作系统的服务器,指令系统相对简单,它只要求硬件执行很有限且最常用的那部分执令,CPU 主要有 Compaq 的
Alpha
、HP 的PA-RISC
、IBM 的Power PC
、MIPS 的MIPS
和 SUN 的Sparc
、Intel 研发的EPIC
安腾处理器等。这种服务器价格昂贵,体系封闭,但是稳定性好,性能强,主要用在金融、电信等大型企业的核心系统。 - x86 服务器:又称 CISC(复杂指令集)架构服务器,即通常所讲的 PC 服务器,它是基于 PC 机体系结构,使用 Intel 或其它兼容
x86
指令集的处理器芯片的服务器。目前主要为 Intel 的Xeon E3
,E5
,E7
系列,价格相对便宜、兼容性好、稳定性较差、安全性不算太高。
2.CPU 架构
CPU 架构:x86 架构 和 arm 架构
- Intel(英特尔)与 AMD(超威半导体)是
x86
架构 CPU 制造商。 - ARM 公司是
arm
架构 CPU 制造商。
2.1 x86 架构:x86、x86_64、x64
x86
和x86_64
:基于x86
架构的不同版本, 位数不同 32 32 32 位和 64 64 64 位x86
版本是 Intel 率先研发出x86
架构。x86_64
版本(也称x64
)是x86
的 64 64 64 位版本,由 AMD 率先研发,所以x86_64
也叫amd64
。x86_64
=x64
=amd64
2.2 arm 架构:arm64 和 aarch64
arm64
=aarch64
arm
的历史遗留问题,arm64
和aarch
都曾代指过 64 64 64 位arm
程序,目前arm64
和aarch64
概念已合并,新版 64 64 64 位arm
程序统称aarch64
。
3.发展历史
x86
是指 Intel 开发的一种 32 32 32 位指令集,从 386 386 386 开始时代开始的,一直沿用至今,是一种 CISC 指令集,所有 Intel 早期的 CPU,AMD 早期的 CPU 都支持这种指令集,Intel 官方文档里面称为 IA-32
。
x86
CPU 开始迈向 64 64 64 位的时候有 2 2 2 种选择:
- 向下兼容
x86
。 - 完全重新设计指令集,不兼容
x86
。
AMD 抢跑了,比 Intel 率先制造出了商用的兼容 x86
的 CPU,AMD 称之为 amd64
,抢了 64 64 64 位 PC 的第一桶金,得到了用户的认同。
Intel 选择了设计一种不兼容 x86
的全新 64 64 64 位指令集,称之为 IA-64
(这玩意似乎就是安腾),但是比 AMD 晚了一步,而且 IA-64
也挺惨淡的,因为是全新设计的 CPU,没有编译器,也不支持 Windows(微软把 Intel 给忽悠了,承诺了会出安腾版 windows server
版,但是迟迟拿不出东西)。后来不得不在时机落后的情况下也开始支持 amd64
的指令集,但是换了个名字,叫 x86_64
,表示是 x86
指令集的 64 64 64 扩展,大概是不愿意承认这玩意是 AMD 设计出来的。
实际上,x86_64
、x64
、AMD64
基本上是同一个东西,我们现在用的 Intel / AMD 的桌面级 CPU 基本上都是 x86_64
,与之相对的 arm
、ppc
等都不是 x86_64
。
x86
、x86_64
主要的区别就是 32 32 32 位和 64 64 64 位的问题,x86
中只有 8 8 8 个 32 32 32 位通用寄存器:eax
、ebx
、ecx
、edx
、ebp
、esp
、esi
、edi
。
x86_64
把这 8 8 8 个通用寄存器扩展成了 64 64 64 位的,并且比 x86
增加了若干个寄存器(好像增加了 8 8 8 个,变成了总共 16 16 16 个通用寄存器)。同样的 MMX(MultiMedia eXtensions,多媒体扩展)的寄存器的位数和数量也进行了扩展。此外 CPU 扩展到 64 64 64 位后也能支持更多的内存了,等等许多好处。
对于普通程序来说,CPU 位数的扩展、寄存器数量的增加不会带来明显的性能提升,比如 IE 浏览器、Office 办公这类的软件。特定的程序很能够充分利用 64 64 64 位 CPU、更多的寄存器带来的优势,比如 MMX 除了能提升多媒体程序的性能,对矩阵、多项式、向量计算都能带来提升,更多的 MMX 寄存器、更大的寄存器字长都有利于 SIMD 指令的执行,能够提升 CPU 对数据的吞吐量(RISC 指令集的 CPU 动不动就有数百个寄存器,可以有效的缓存中间计算结果,不需要把中间结果写入内存,从而减少内存访问次数,显著提升性能)。