IP、芯片构架、指令集是什么?有什么联系?(arm指令集和x86指令集)

IP是Intellectual Property(知识产权)的缩写,它是一个很大的概念,包括内容IP(比如小说、电影、游戏的内容、人物形象和标识等)、品牌IP(漫画改编的电影《十万个冷笑话》,海外作品改编和翻拍,如翻拍《奇怪的她》的《重返20岁》)等。下图中的紫薯大叔形象也是一种IP。

IP、芯片构架、指令集是什么?有什么联系?(arm指令集和x86指令集)

IP、芯片构架、指令集是什么?有什么联系?(arm指令集和x86指令集)

IP、芯片构架、指令集是什么?有什么联系?(arm指令集和x86指令集)

IP是可以深度挖掘开发,并变现成现金的。这方面,腾讯有话说,因为它在国内做得最好,把明星IP生生地变成摇钱树树或印钞机。

在芯片设计领域,IP的内涵也是相当宽泛的,包括架构、指令集、芯片内部电路设计等,都属于IP,受到知识产权法律保护。

一句话,只要是芯片公司独立开发的东西,不管是芯片内核还是制程工艺,申请了专利,都属于IP。

那么题主说的架构和指令集又是什么关系呢?

CPU的算术逻辑单元(ALU)在进行计算操作时,需要将计算分解为许多小的步骤,每一个步骤要用到一行执行语句,这个执行语句就是指令,诸多指令的集合就是指令集。打个形象的比方,指令集相当于电脑能说能读的语言,和人类社会中的英语、汉语、法语等语言类似,特定的语言为特定的人群使用。

同样地,特定的指令集为特定的CPU使用,X86芯片的指令集属于CISC体系,ARM的芯片则属于RISC体系。正因为指令集和CPU如此亲近的关系,所以指令集手册都是用汇编语言写成。

架构则涵义宽泛,当说体系架构时,实际说的是指令集体系,当说微架构时,指的又是CPU内部的结构,包括缓存大小、单元设计等。

其实,只要稍微关注芯片产业的发展历史,就会发现一个规律,芯片架构几乎两三年更新一次,而且一个架构可以延伸出多个产品,但指令集却多年不变。英特尔的Sunny Cove架构涵盖了第10代处理器,包括酷睿i3、i5、i7三大系列,数十款产品,但指令集和前几代架构相比,基本未变,仅增加了一套全新的支持深度学习加速技术的指令集。

由此可以看出:架构是在指令集基础上开发的,架构如果做出全新调整,必须有相应的指令集支持。

最后小结一下:

IP是知识产权的统称,包含架构和指令集,架构有两种含义,包括体系架构和微架构,前者指指令集,后者是CPU内部结构设计。

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