ARM芯片是物联网主流？对比X86、ARM、MIPS架构后我们找到了原因

　　物联网在沉寂数十年后，终于在2017年迎来爆发。据 IDC 测算，到2021年将会有超过 250 亿台系统/装置联网，而同时段使用Intel网的用户总数将达 44 亿人!随着物联网智能终端的迅猛发展，作为物联网大脑的芯片变得无处不在、无所不能!

　　在纵观市面上包括商显终端在内的主流物联网设备所采用的芯片时，你会发现ARM已经雄霸半壁江山!ARM的合作伙伴们基于ARM的设计向移动和嵌入式市场的出货量已经达500亿片!为什么ARM芯片会成为物联网行业的主流?

　　或许我们可以通过对全球最主要的三大架构进行对比分析后了解原因。

　　指令集可分为复杂指令集(CISC)和精简指令集(RISC)两部分，代表架构分别是x86、ARM和MIPS。ARM、X86、MIPS这三大架构大家都不陌生， Intel因为普及于台式机和服务器而被人们所熟知，MIPS在32位和64位嵌入式领域中历史悠久，获得了不少的成功，而在移动互联网时代ARM无疑成为霸主。

　　X86 CISC

　　X86使用复杂指令集CISC，X86 CISC是一种为了便于编程和提高记忆体访问效率的芯片设计体系，包括两大主要特点：一是使用微代码，指令集可以直接在微代码记忆体里执行;二是拥有庞大的指令集，拥有包括双运算元格式、寄存器到寄存器、寄存器到记忆体以及记忆体到寄存器的多种指令类型。

　　X86架构

　　优势：

　　能够有效缩短新指令的微代码设计时间，允许实现CISC体系机器的向上兼容，新的系统可以使用一个包含早期系统的指令集合。另外微程式指令的格式与高阶语言相匹配，因而编译器并不一定要重新编写。

　　缺点：

　　1、通用寄存器规模小。

　　X86指令集只有8个通用寄存器，这就意味着CPU大部分时间在访问存储器内的数据，将影响整个系统的执行速度。

　　2、解码器影响性能。

　　解码分为硬件解码和微解码，对于简单的x86指令只要硬件解码即可，速度较快，而遇到复杂的x86指令则需要进行微解码，并把它分成若干条简单指令，速度较慢且很复杂。

　　3、寻址范围小

　　X86指令集的寻址范围小，大大约束了用户的需求。

　　4、结构复杂

　　X86 CISC相对来说结构复杂，很难将CISC全部硬件集成在一颗芯片上。

　　MIPS RISC

　　MIPS的意思“无内部互锁流水级的微处理器”，其机制是尽量利用软件办法避免流水线中的数据相关问题。MIPS采用精简指令系统计算结构(RISC)来设计芯片。

　　MIPS架构

　　优势：

　　1、支持64Bit指令和操作

　　2、MIPS有专门的除法器，可以执行除法指令

　　3、MIPS内核寄存器比ARM多一倍，也就是说在同样性能下，MIPS功耗比ARM更低，同样功耗下性能比ARM更高

　　4、MIPS指令比ARM多一些，执行部分运算时更灵活

　　缺点：

　　1、MIPS内存地址起始有问题，这就导致MIPS在内存和cache的支持方面受限，单内核无法承受高容量内存配置

　　2、MIPS技术大发展方向是并行线程，从核心移动设备的发展趋势来看，并不是未来主流

　　3、MIPS虽然结构更简单，但采用顺序单/双发射，执行指令流水线周期远不如ARM高效

　　4、商业化进程落后，至今还停留在高清盒子打印机之类的产品上

　　5、软件平台落后，应用软件少

　　ARM RISC

　　ARM全称为Acorn RISC Machine，是英国Acorn有限公司设计的低功耗成本的第一款RISC微处理器。ARM RISC是为了提高处理器运行速度而设计的芯片体系，它的关键技术在于流水线操作即在一个时钟周期里完成多条指令。

　　ARM架构

　　相较复杂指令集CISC而言，以RISC为架构体系的ARM指令集的指令格式统一、种类少、寻址方式少，简单的指令意味着相应硬件线路可以尽量做到最佳化，从而提高执行速率。

　　优势：

　　ARM处理器最主要的特点是：耗电少功能强、16位/32位双指令集和合作伙伴众多。具体来说包括以下几个方面：

　　1、体积小、低功耗、低成本、高性能;

　　2、支持Thumb(16位)/ARM(32位)双指令集，能很好的兼容8位/16位器件;

　　3、大量使用寄存器，并且大多数数据操作都在寄存器中完成，指令执行速度更快;

　　4、寻址方式灵活简单，执行效率高;

　　5、指令长度固定，可以通过多流水线方式提高处理效率

　　缺点：

　　ARM要在性能上接近X86，频率就要比X86处理器高，这就会造成高能耗。

　　物联网最大价值之一就是通过大量的传感器收集所需数据，通过对这些数据进行计算后再提取有价值的数据，因此物联网的首要前提就是广泛的智能终端设备与传感器的连接。芯片是实现物物相连的关键，物联网的芯片偏重于解决低功耗、高整合度，低功耗连接使开发人员能够为功耗受限的设备添加更多功能，同时保持尺寸小巧，从而扩大了其应用可能性。添加集成度越来越高的元件，通过即插即用方案简化新应用的开发，快速将新设备推向市场。而这些恰恰正是ARM的优势。

　　视美泰的OPS-3288C人工智能主板就采用了ARM架构，具备低功耗、高性价比、深度定制的特点。

　　对于安卓，ARM已然成为标准。拥有着低功耗，简明的64位设计，异构计算，以及作为移动计算的标准，因此在物联网时代ARM称霸就不足为奇了。