主控芯片

主控芯片

SSD主控本质是一颗处理器，主要基于ARM架构。

也有部分SSD厂家采用RISC架构，使其具备CPU级别的运算能力。不同架构、核心/晶体管数量的多少、频率的高低关乎主控的性能。

而ARM与RISC架构的区别，就要提到RISC与CISC的区别。就简单来说，ARM是RISC的

RISC(Riduced Instruction Set Computer)精简指令集计算机

CISC(Complex Instruction Set Computer)复杂指令集计算机

CISC(复杂指令集计算机)和RISC(精简指令集计算机)是当前CPU的两种架构。它们的区别在于不同的CPU设计理念和方法。早期的CPU全部是CISC架构，它的设计目的是

CISC

要用最少的机器语言指令来完成所需的计算任务。RISC和CISC是设计制造微处理器的两种典型技术，虽然它们都是试图在体系结构、操作运行、软件硬件、编译时间和运行时间等诸多因素中做出某种平衡，以求达到高效的目的，但采用的方法不同，因此，在很多方面差异很大，它们主要有：

（1）指令系统：RISC设计者把主要精力放在那些经常使用的指令上，尽量使它们具有简单高效的特色。对不常用的功能，常通过组合指令来完成。因此，在RISC机器上实现特殊功能时，效率可能较低。但可以利用流水技术和超标量技术加以改进和弥补。而CISC 计算机的指令系统比较丰富，有专用指令来完成特定的功能。因此，处理特殊任务效率较高。

（2）存储器操作：RISC对存储器操作有限制，使控制简单化；而CISC机器的存储器操作指令多，操作直接。

（3）程序：RISC汇编语言程序一般需要较大的内存空间，实现特殊功能时程序复杂，不易设计；而CISC汇编语言程序编程相对简单，科学计算及复杂操作的程序设计相对容易，效率较高。

（4）中断：RISC机器在一条指令执行的适当地方可以响应中断；而CIS

CISC

C机器是在一条指令执行结束后响应中断。

（5）CPU：RISCCPU包含有较少的单元电路，因而面积小、功耗低；而CISCCPU 包含有丰富的电路单元，因而功能强、面积大、功耗大。

（6）设计周期：RISC微处理器结构简单，布局紧凑，设计周期短，且易于采用最新技术；CISC微处理器结构复杂，设计周期长。

（7）用户使用：RISC微处理器结构简单，指令规整，性能容易把握，易学易用；CISC 微处理器结构复杂，功能强大，实现特殊功能容易。

（8）应用范围：由于RISC指令系统的确定与特定的应用领域有关，故RISC机器更适合于专用机；而CISC机器则更适合于通用机。

ARM架构，过去称作进阶精简指令集机器(Advanced RISC Machine，更早称作:Acorn RISC Machine)，是一个32位精简指令集(RISC)处理器架构，其广泛地使用在许多嵌入式系统设计。由于节能的特点，ARM处理器非常适用于行动通讯领域，符合其主要设计目标为低耗电的特性。

所谓"体系结构"，是指程序员在某CPU上进行程序设计时能够使用的处理器资源，其中最重要的是处理器所提供的指令系统和寄存器组。注意体系结构(architecture)和组成(structure）的区别：前者是处理器的逻辑抽象，是程序员关注的部分。后者是具体实现，一般为计算机系统设计人员关注。一般来说，arachitecture，structure是不同层次的概念，但两者也有一定的联系。

以指令系统的设计为例：相同的指令系统可以通过“硬连接”或“微程序”的方法来实现。前者通过CPU的硬件电路来实现，后者通过"微程序"来实现。如果指令集以硬连接实现，那么对于复杂指令来说，电路设计就非常困难；反之，若用微程序来实现指令集，可以实现复杂指令。现代CISC处理器一般都使用微码来实现。

在使用微码技术的处理器中，实际存在着两套不同层次的指令：一套是面向程序员的，高层的指令；一套是面向硬件实现的，底层的微码。在指令与微码之间存在着一个“解释器”，它将指令翻译成对应的微码序列。由此可以想象，指令与微码之间的关系实际上时“子程序调用”思想的推广。

对于CISC和RISC的实现而言, 它们所侧重的复杂性不同: CISC处理器的实现复杂性更高, 而RISC编译器的复杂性

更高.

微码相对于指令的特点：

1，微码代表的都是非常简单的基本操作，而指令可能非常复杂。

2，微码的取指操作很快：所有的微码都位于ROM中，而指令位于内存中。[note_1] 3，微码的格式很规则，简单。因此易于译码。

4，微码的执行速度很快，而指令相对较慢。

从处理器架构来看，可以将使用微码技术的现代CISC的基本单元视为一个快速的RISC内核。这样问题就出来了:如果不引入“解释器”，而直接使用RISC微码作为指令，那会怎样呢？——这正是RISC的思想。

下面我们来看看使用微码实现的CISC指令集的优缺点：

CISC指令集又复杂化的倾向，即向高级语言看齐，处理器厂商纷纷提供一些功能强大的复杂指令，例如：Intel针对X86处理器在MOVE基础上提供了“成串”MOVE指令，可以将内存中数据按字节成块复制，相当于:

while (n--) *dest++ = *src++;

这方便于复制数据结构。对于其他的复杂操作，也可以通过一条指令就实现。CISC

复杂指令的寻址方式也种类繁多，操作数可以直接来自内存。但复杂指令为现代处理器技术中广泛使用的流水线技术引入了问题：在微处理器中指令的执行一般分为“预指”，“取操作数”，“运算”，“存放”等操作。对于CISC 复杂指令，他们的执行时间各不相同[note_2]（有的可在4，5个时钟周期内完成，有的却需要几十个，即便对于简单指令，也会由于寻址方式的不同造成不同的执行时间）。更糟糕的是，指令长度也不一致，同一指令的长度也会因不同的寻址方式而变化。针对这些指令，如何设计流水线长度呢？若按最短指令设计流水线，当碰到复杂指令时流水线就会发生中断；若按最长指令设计流水线，执行较短指令时就会跳过某些工位，使流水线不能完全充满。

针对上述情况，以及20－80定律（80％的情况下执行的是占指令集20％的常用指令）。多数复杂指令很少用到。当使用高级语言进行程序设计时，编译器为了兼容早期的CPU，一般不会生成特殊的复杂指令。如果舍弃这些不常用的复杂指令，就能简化CPU的设计。这正是RISC的出发点。

RISC的特点

1，RISC指令系统较小：种类的数量较少，只提供简单指令。这些指令大多都能在4，5个时钟周期内完成。

2，指令的操作数必须预存于寄存器中，这样取指操作的时间也统一了。

3，指令长度，寻址方式，格式都整齐划一：这样可以充分利用流水线，基本上可实现一个时钟脉冲执行一条指令的目标。

4，RISC的子程序调用与CISC的不同：在CISC中，程序调用、返回时需将上下文保存在堆栈中，需要内存操作。而RISC将它们存放在寄存器中，而且参数也使用寄存器传递。(若