3.3  指令集的五朵金花

處理器公司很多，品牌也很多，而指令集則相對穩(wěn)定，用指令集對處理器公司分類是比較常見的做法。有5種指令集最為常見，它們構(gòu)成了處理器領(lǐng)域的5朵金花。

3.3.1  x86——碩大的大象

x86是史上最賺錢的指令集，幾乎所有的個人計算機都使用x86指令集的處理器。

1978年，Intel推出8086、8088處理器，IBM-PC采用8088作為其計算機的大腦。1982年，Intel推出80286，IBM PC/AT（Advanced Technology）選擇其作為自己的處理器。從此以后，IBM-PC兼容機幾乎都采用Intel的處理器。Intel也陸續(xù)推出386、486、奔騰等處理器，x86因此而得名。

由于IBM在選擇供應(yīng)商時為減少未來風險，要求至少有兩家公司同時提供產(chǎn)品，因此Intel將x86架構(gòu)開放給了AMD（AMD和Intel的創(chuàng)始人同出于仙童半導(dǎo)體），從此，Intel和AMD壟斷了個人計算機處理器市場。由于AMD也采用x86體系結(jié)構(gòu)，Intel為以示區(qū)分，后來在自己的官方材料中用IA（Intel Architecture）來替代x86，不過業(yè)界還是喜歡用x86這個名字。

這些年來，Intel和AMD將更多的指令和功能塞進這個陳舊的指令集架構(gòu)中，使得它越來越臃腫，遠不及后來發(fā)展起來的其他指令集優(yōu)雅。不過，軟件的兼容性比技術(shù)更重要，x86成為個人計算機的事實標準，以及它擁有最廣泛的程序資源和程序員資源，使得Intel和AMD有大量的利潤來保證其研發(fā)經(jīng)費，將更多的先進技術(shù)融入到處理器中。因此，雖然x86指令集相對于其他處理器指令集要臃腫，但是這并不妨礙x86處理器極高的處理        性能。

Intel處理器開發(fā)有一個非常著名的tick-tock（工藝年，架構(gòu)年）戰(zhàn)略。Tick-Tock就是時鐘的“嘀嗒”，一個嘀嗒代表著一秒，而在Intel的處理器發(fā)展戰(zhàn)略上，每一個嘀嗒代表著兩年一次的處理器升級。處理器有兩大核心技術(shù)，一是芯片制程工藝（32nm、22nm等）；二是處理器微架構(gòu)。Intel稱它們在制程工藝和微架構(gòu)上保持領(lǐng)先。制程工藝決定了芯片內(nèi)部可以使用的晶體管的數(shù)目，晶體管數(shù)目越多，則芯片能完成的任務(wù)也越多。處理器微架構(gòu)決定了怎么合理的利用這些晶體管，來搭建最適合具體應(yīng)用的處理器。

Tick-Tock戰(zhàn)略中，Tick（兩年周期中的第一年）代表著制程工藝的提升、晶體管變小，Tock（兩年周期中的第二年）是在維持相同工藝的前提下，推出新的處理器微架構(gòu)。這樣在工藝和微架構(gòu)的兩條提升道路上，總是交替進行，一方面避免了同時革新可能帶來的失敗風險，同時也加快了新產(chǎn)品的發(fā)布周期，并最終提升產(chǎn)品的競爭力。Intel這種輪番式的進攻方式讓競爭對手喘不過氣來，服務(wù)器處理器紛紛倒臺，大多數(shù)服務(wù)器都投入到Intel的懷抱。

3.3.2  ARM——穩(wěn)扎穩(wěn)打的蟻群

如果要問哪個指令集的處理器銷量最大，很多人會認為是Intel，不過一家來自英國的公司讓我們大跌眼鏡，這家公司就是ARM公司。

ARM公司從藉藉無名到風生水起也不過就是十幾年時間，ARM占據(jù)了手機市場90%以上的份額，可以說，ARM是伴隨著手機一起繁榮起來的。手機上的應(yīng)用處理器，不管是高通還是TI的，東芝還是三星的，在內(nèi)部都采用了ARM內(nèi)核。

ARM架構(gòu)屬于ARM Holdings，這是一家總部位于英國劍橋的公司。這家公司是在1990年由Acorn Computers、蘋果、 VLSI Technology合資組建的（引自ARM網(wǎng)站）。第一代ARM處理器（ARM1）最早可追溯到1983年10月，Acorn啟動了代號為Acorn RISC的項目，由VLSI Technology負責生產(chǎn)。1985年4月26日，VLSI生產(chǎn)出第一顆Acorn RISC處理器，即ARM1。

ARM和x86可以說是處理器領(lǐng)域商業(yè)上最成功的兩個架構(gòu)，ARM只是一家小公司，它的人數(shù)不到2000人，ARM架構(gòu)之所以這么受歡迎，在于它從設(shè)計之初就將低功耗、低成本的優(yōu)先級放在了高性能的前面。

在《三國演義》中，劉備向龐統(tǒng)講述了自己為什么能從一個賣草鞋的，成長為三分天下的諸侯。他說：“今與吾水火相敵者曹操也。曹以急，吾以寬；曹以暴，吾以仁；曹以譎，吾以忠；每與操相反，事乃可成?！逼渲小懊颗c操相反，事乃可成”是其中的關(guān)鍵。x86就是處理器領(lǐng)域的曹操，實力雄厚，處理器性能高。與x86競爭的面向高性能的處理器都逐漸退出了歷史舞臺，而ARM卻與x86相反，側(cè)重于低功耗、低成本，雖然技術(shù)實力存在不小的差距，卻活得很滋潤。

ARM公司自己不生產(chǎn)芯片，而是向半導(dǎo)體公司提供指令集授權(quán)、內(nèi)核授權(quán)，其他公司使用ARM的處理器內(nèi)核設(shè)計生產(chǎn)自己的處理器芯片。全球很多半導(dǎo)體廠商都使用它的內(nèi)核，這些廠商每年設(shè)計和銷售的ARM處理器達到40多億顆（數(shù)字引自ARM中國網(wǎng)站，每年都會增多）。ARM處理器之所以有這么大的銷量，原因在于它面向的是嵌入式市場。嵌入式市場比個人計算機市場擁有更大的使用量，一個家庭通常只要一臺電腦，而一個人至少需要一部手機，一個家庭每4年換一次電腦，一個人每兩年就要換一次手機。除此之外，機頂盒、數(shù)字電視、家用Soho路由器等領(lǐng)域都會使用ARM內(nèi)核的處理器。