平板处理器架构

平板处理器架构

作为一种新兴的产品，平板电脑不管在软件架构还是硬件架构方面都相对于我们传统的PC更加灵活，软件方面主要以Android、windows7、Apple iOS、WebOS、BlackBerry等等为主。

而硬件架构从宏观上讲主要分x86和ARM两大阵营，微观上讲则可以分为多个厂商的多种芯片了，比如x86阵营的典型代表Atom，ARM阵营的典型代表Tegra 2、德州仪器的omap系列、高通的Snapdragon系列、Apple A4等等。

大家应该知道，目前我们所使用的个人电脑几乎全都采用x86架构，它是Intel公司所倡导的一种采用复杂指令集运算(CISC)的微处理器架构，目前Intel的全系列个人电脑处理器、AMD的个人电脑处理器都属于x86架构。x86架构还有一个扩展架构叫做x86-64(也有称为x64的)，他们也同样采用CISC指令集架构。

上面一段话中，笔者使用了“几乎”这个词，是因为早期的苹果电脑采用的是IBM公司推出的PowerPC处理器，它并不属于x86架构，而且采用的是精简指令集运算(RISC)。但现在苹果公司已经全面与Intel合作，所有苹果电脑都采用了Intel 的处理器，这也使得能够在苹果电脑上安装Windows操作系统。

平板电脑上的x86架构处理器主要是指Intel公司推出的Atom，配套的操作系统也基本都是Windows XP与Windows 7。x86架构最大的优势就是软件平台非常成熟，毕竟Windows作为目前市场占有率最大的个人电脑操作系统，不仅仅有数不清的软件支持，而且用户使用起来也非常习惯。

但由于架构本身的限制，x86处理器的问题也非常明显，那就是功耗和芯片尺寸。相对于ARM处理器来说，x86处理器完全可以看作电老虎，功耗几乎是ARM处理器的数十倍甚至上百倍。虽然Atom处理器已经有非常大的改观，但仍然无法与ARM处理器匹敌。这也是x86架构芯片不适合嵌入式以及移动设备的原因，想想哪个手机或者路由器里采用了Intel的芯片?

ARM架构处理器采用精简指令集运算(RISC)架构，其实它的英文全称就是(Advanced RISC Machine)，翻译成中文为进阶精简指令集机器，可见ARM架构其实是在发挥了RISC优势的基础上更进一步提升处理器性能的产物。

ARM处理器最大的优势就是其具有超低的功耗，并且处理器内部往往集成了大量的外围设备，比如USB、LCD、I2C、网卡、图形等控制模块，其功耗基本上都是在1瓦左右，甚至有些产品所采用的ARM处理器功耗更低。也正是由于超低功耗的特性，ARM处理器被广泛应用在嵌入式系统领域，包括手机、掌上电脑、多媒体播放器等等。

而由于现在的ARM处理器大多集成了很多外围设备控制模块，所以严格意义上来说它属于SoC(系统单芯片)产品，这样设计的优势不仅仅能够有效的控制芯片成本和面积，而且对于开发者和硬件厂商来说开发设计难度更低。比如在设计设备PCB 板的时候，只需要按照标准设计出适合该处理器的电路就可以了，不用考虑还要为其他大量外围设备设计PCB；而从开发方面来讲主要是移植驱动程序更加简单方便。

不管从哪方面来说，ARM架构都是平板电脑的最佳选择，也正是因为如此现在绝大部分平板电脑都采用ARM架构处理器。因为平板电脑作为一种便携式个人电脑，最重要的就是确保设备拥有长时间工作寿命、并且还要保持体积的小巧，ARM架构则完全符合这些要求。

据统计，ARM家族占所有32位嵌入式处理器75%以上的市场份额，使它成为占全世界最多数的32位架构之一。值得一提的是，ARM这个英文缩写本身不仅仅可以代表一种处理器架构，同时也是ARM公司的名字。该公司并不自己制造ARM处理器销售，而是以销售授权的方式盈利，授权价格非常低廉，再加上产品本身非常成熟，所以广受嵌入式系统硬件厂商的青睐。

X86架构的优点在于功能强大，而且通用性、兼容性、与实用性要强。而ARM架构的优点就在于功耗体积较小。

X86架构，CPU在发展过程中以英特尔的CPU最为成功，英特尔于1978年在推出的Intel 8086中央处理器中首度提出x86架构。这也成为我们现在的主流CPU架构。这类CPU设计之初主要就用在个人电脑上。X86架构的CPU使用得非常的广泛，从最初的台式机，然后到后来的笔记本电脑和现在的上网本都使用的为X86架构的CPU。目前生产X86架构的CPU厂家主要有英特尔，AMD与威盛。

ARM架构的由来呢，X86设计之初就是为了给个人PC使用，而之后便携式的电子设备流行起来，但X86架构的尺寸与功耗并不能够满足便携电子设备的需求。所以早期便携电子设备使用的处理器主要都是由一些半导体自己进行研发，各自为政，标准也不统一，这样开发周期就比较长，企业的投入也比较大。这时候有一家叫ARM的公司看到这里面的问题，于是对传统的处理器架构进行了优化，精简了一下架构，然后将这个技术打包出来提供相应的开发标准性文档与资料，然后ARM公司将这些技术标准授权给由一些半导体厂商，半导体厂商再按照这些标准开发出相应的CPU，这些开发出来的CPU被统称为ARM 架构的CPU。ARM架构的CPU主要应用在智能手机、GPS、PDA、机顶盒等设备里。生产ARM架构的CPU厂家比较多，主要有高通、三星、英伟达、马威尔、瑞芯微等。