給大家普及一下CPU和SOC的基本知識,好讓大家在盲目喝彩做出基本的判斷


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目前,華為推出了自己的四核手機,用自己的SOC,所以很多不明就里的人開始嚷嚷國產處理器的驕傲,又有很多人扯什么架構什么的,概念模糊得一塌糊塗,連 最基本的知識都沒有,就開始盲目喝彩,所以,我有必要指出其中的錯誤,給大家普及一下基本知識。我有什么講錯的地方,也歡迎內行指出來。

  首先,什么是CPU?就是中央處理單元,它負責把數據讀入計算並輸出。所以,無論什么時候談到CPU,一定是數據的處理和計算部分,這是必須要滿足的基本要求。

   之所以你們會發生混淆,是因為你們不知道,除了數據處理,還有什么其他部分。簡單來說,CPU除了內部的Cache和指令存儲器和一些緩沖,就沒有什么 可供存儲數據和指令的了。所以,對於程序來說,運行時候需要的代碼數據都是在內存里面的,CPU從內存里面把數據和代碼取出來放到Cache里面,再從 Cache里取出需要的數據。
  同樣,內存容量是有限的,如果找不到數據,就要從硬盤里面或者nandflash進行數據讀取,或者直接讀取,或者拷貝到DDR里面再進行讀取,這取決於這些硬件的結構了
   但是,每種架構CPU的指令是固定的,指令不會區分什么具體的DDR或者nand的架構,所以,我們需要內存控制器、硬盤控制器、nand控制器,也就 是所謂的外圍IP,通常,如果Cache不命中,如果需要從內存讀取數據,這條訪問指令就會被內存控制器獲取,它進行分析后會把相應的數據從內存顆粒里面 讀出來發回給CPU。如果是nand的,它有自己的寄存器,可以通過對寄存器操作來實現數據的讀取,這些數據仍然由控制器送給CPU。類似還有網絡控制器 之類的,CPU的命令都是要由這些控制器去具體實施的。
  一個CPU的外部端口都會有地址總線和數據總線,我們選擇一種總線,把CPU和這些外圍IP連起來,讓CPU可以和這些IP進行通訊,完成數據的計算和輸入輸出,這樣就變成了一個具有實際意義的系統了。
  在這一點上,不同的廠商做法不同。
   對於Intel而言,他是有晶圓的老大,也就是說,它的CPU由他自己設計好后入場流片,生產好之后就誕生一個正方形的下面有很多針腳的東西,就是你們 口中的CPU了。它的內存控制器在主板上的北橋里面,而硬盤控制器網絡控制器啥的都在主板上的南橋。從這里可以看出,它的CPU和各類控制器都是分開的, 因而面積大,功耗高,性能強。

  ARM就不一樣,首先ARM屬於無晶圓。什么意思?就是ARM自己不會去流片,想用ARM的CPU怎么 辦?直接購買授權,而后ARM就直接把它的CPU的源代碼發給你了。我們實驗室就有ARM7和ARM11的源代碼,這些代碼我也讀過不少。從這點來 說,ARM的確膽子很大。
  ARM的功耗較低面積較小,所以各大廠商通常會把它的CPU和各類外圍IP都放到一起,然后自己拿着圖紙去流片,生 產出來的也是一個正方形,下面有很多引腳,這個東西不僅包含了CPU,還包含了其他的控制器,這個東西就叫做SOC(system on chip)。從英文來看,所謂的四核SOC什么的,本意就不是單指CPU,而是四核系統。
  因特爾絕對不會給你看它的RTL代碼,只會給你他芯片的spec。

   所以目前各大廠商所做的事情,就是買來ARM的授權,得到ARM處理器的源代碼,而后自己搞一些外圍IP(或者買或者自己設計),組成一個SOC后,去 流片。不同的SOC,架構不同(就是CPU如何和IP聯系起來,有的以總線為核心,有的以DDR為核心),所以,海思是擁有自主產權的SOC架構。可是, 無論任何廠商,再怎么折騰,都沒有怎么動過CPU,ARM核心就好好的呆在那里,那是中央處理器。你要說成是自己的CPU,對不起,ARM首先就不會同 意,因為你侵犯了它的知識產權。

  當然,廠商會對SOC里面的ARM核做一些小的修改,例如我們就給ARM7加過Cache。高通也做過修改,但是,都只是在邊角料上做一些小小的改動,根本談不上自己產權的CPU!

   其實,有一個方法,就可以很好的驗證所謂海思是不是自主產權的CPU了。對於IP產權法來說,如果這東西是你自主產權,那么你就有一個權力,就是你可以 把這個東西授權給其它公司。如果海思真像各位所說,CPU是有自主產權的,那么華為完全可以把其中的核心賣給其他廠商。可我告訴你,世界上任何廠商都沒有 這個權利,只有ARM自己有。這就是你們自己打自己的臉了

  所以,說了這么多,所謂自主產權的CPU,什么國產CPU,純粹是不着邊的事情。


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