苹果自研Mac ARM处理器 恰似乔布斯当年转投英特尔

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【答】:powerMAC时期,mac的CPU是从IBM引进的,目前的mac已经全面更换为intel芯片了,硬件架构已经与大家普通的X86 PC没有区别了,是苹果自己根据ARM架构进行设计,然后请半导体生产商生产的。中央处理器:(CPU,Central Processing Unit)是一块超大规模的集成电路,是一台计算机的运算核心(Core)和控制核心( Control Unit)。它的功能主要是解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据。【主要功能】:处理指令,英文Processing instructions;这是指控制程序中指令的执行顺序。程序中的各指令之间是有严格顺序的,必须严格按程序规定的顺序执行,才能保证计算机系统工作的正确性。执行操作,英文Perform an action;一条指令的功能往往是由计算机中的部件执行一系列的操作来实现的。CPU要根据指令的功能,产生相应的操作控制信号,发给相应的部件,从而控制这些部件按指令的要求进行动作。控制时间,英文Control time;时间控制就是对各种操作实施时间上的定时。在一条指令的执行过程中,在什么时间做什么操作均应受到严格的控制。只有这样,计算机才能有条不紊地工作。处理数据,即对数据进行算术运算和逻辑运算,或进行其他的信息处理。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处理器非常适用于移动通讯领域,符合其主要设计目标为低耗电的特性www.zgxue.com防采集请勿采集本网。

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而苹果从A6处理器开始就独辟蹊径,不搞ARM的公版,而是自研架构。A7、A8都是如 一旦ARM处理器的性能追上Intel,生态系统建立起来,Intel就会不得不与ARM阵营去拼

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虽然有强大的硬件和软件支持,但软件大都是英文。如果平面设计,英文好的话,可以用MAC,因为它的屏幕分辨率是别的牌子比不了的。如果是3D设计,那还是别用MAC了,MAC下

我们先来谈谈“64位”这个术语及其含义。大家对于这个术语一直比较困惑,很大一部分原因在于,它没有统一的、约定俗成的定义。然而,在大体上却达成了一些共识,尽管这些共识并未为大众所知。“×× 位”CPU通常是指两个部分的宽度:整数寄存器的宽度和指针的宽度。值得庆幸的是,在大多数现代CPU中,它们是一致的。“64位”通常是指CPU有64 位整数寄存器和64位指针。除了搞清楚“64位”所指的对象外,明白非“64位”所指的对象也十分重要,这些对象通常包括以下几种。内存(RAM)地址大小。这一数值(关系到硬件可支持的最大内存)与CPU的位数无关。ARM架构的内存地址通常从26位到40位不等。数据总线大小。CPU从内存或缓存中获取的数据量也与CPU的位数无关,某些CPU指令可能需要特定大小的数据,但在实际应用中,既可一次获取多条指令, 也可多次获取一条指令。上一代iPhone就已经以64位块为单位从内存获取数据了。在PC中,块大小最高可达192位。与浮点运算相关的参数。FPU寄存器的大小和内部设计是独立的,ARM架构采用64位FPU已颇有段时间了。“64位”的优点与缺点尽管64位与硬件可支持的最大内存无关,但便于单一程序使用更大内存。在32位CPU中,单一程序仅有4GB地址空间,减去被操作系统和标准库所占用的部 分,只剩1~3GB可用。如果一个32位系统的RAM超过4GB,单一程序很难充分利用全部空间,除非开发者耍些小聪明,例如直接命令操作系统按需求分配 内存,或将程序拆分成多个进程。但在实际应用中,很少有程序这么做,因为编程更麻烦,还会有损性能。系统拥有更多内存的好处是,能同时运行多个应用并减少 硬盘缓存。这样固然不错,但难免有个别程序需要使用更多内存的情况。即使对于物理内存较小的系统,更大的地址空间也有帮助。内存映射文件是种有用的结构,在32位系统中,程序不能映射大文件(通常是指超过几百MB的文件),而64位系统的可用地址空间更大,不必有这方面的担心。不过,增加指针宽度有个严重的缺点:在所有其他条件都相同的情况下,单一程序在64位CPU系统中更占内存。因为指针本身也需要存储于内存中,在64位系统 上,这个空间增加了一倍。而大多数程序运用指针很频繁,所以额外占用的空间往往不少。这给缓存带来了压力,从而导致性能降低。简而言之,“64位”可以提升某些应用的性能,并使内存映射文件这种编程技术更易用。不过,它也会因占用更多内存而降低性能。ARM64iPhone 5S的64位CPU是配有更宽寄存器的ARM处理器,与32位ARM架构相比,64位ARM架构包括以下重大变动:首先是名称的变化——它的官方名称为 “AArch64”,但这个名字读起来很绕口,敲起来也别扭。苹果称它为ARM64,我也更倾向于用这个名字。较32位ARM架构而 言,ARM64的整数寄存器数量增加了一倍,32位ARM架构有16个整数寄存器,其中1个是专用的程序计数器,还有2个用于堆栈指针和链接,其他13个 则作一般用途。而ARM64位架构有32个整数寄存器,包括1个专用的零寄存器,1个链接寄存器和1个帧指针寄存器,还有1个寄存器预留给平台,另外28 个则为通用整数寄存器。ARM64上可用浮点寄存器的数量有所增加。32位ARM处理器有32个32位浮点寄存器,还有16个额外的64位寄存器。这些寄 存器的结构有些特殊,可被视为等价于16个重叠的128位寄存器。ARM64则将其简化为32个128位寄存器,且没有重叠。寄存器的数量 会对性能会产生巨大影响。与CPU相比,内存要慢得多。与CPU处理一条指令的时间相比,读取和写入内存都需要更长时间。CPU试图通过引入缓存来缓解这 一差距。但与CPU内部的寄存器相比,即使速度最快的缓存也慢得多。更多的寄存器意味着更多数据能存储在CPU内部,这降低了内存访问频率,同时提高了性 能。除了增加寄存器数量,ARM64也为指令集带来了重大变化。大多数32位ARM处理器可基于运行时条件寄存器的状态执行条件指令,这使 得在编译if等语句时无需分支。不过这种方式引入的麻烦多于便利,因此ARM64取消了条件执行。ARM64的NEON SIMD单元完全符合IEEE754双精度标准,而32位版本的NEON SIMD单元只支持单精度。ARM64还增加了专门的AES、SHA-1、SHA-256加密指令。这些指令也许对普通应用帮助不大,但对特定领域的应用 来说价值无穷。Objective-C Runtime变化在Mac OS X 10.7操作系统中,苹果引入了标签指针,这种指针允许某些类和其少量实例数据完全存储在指针中。这样在使用某些类时(如NSNumber)就无需分配内 存,并提升性能。标签指针仅支持64位架构,一部分原因是受二进制兼容制约,另一部分原因是32位指针预留的数据空间不足。之前的iOS系统都不支持标签 指针,而在ARM64位架构中,Objective-C Runtime已包含了标签指针,因此也可以享受Mac系统所具备的便利了。尽管指针为64位,但在实际使用中,这些位数并不是都用上了。例如X86-64的Mac OS X系统仅使用了其中的47位。而ARM64上占用得更少,目前只有33位。只要未被系统全部占用,这些指针就能用于存储数据。这是Objective-C Runtime演进史上最重要的变化之一。另作他用的ISA指针Objective-C对象是连续的内存块,这个内存块中第一个指针大小的部分称为ISA。一般来说,ISA是一个指向该对象所属类的指针。不过这么大的空间仅作为指针有点儿浪费,尤其是在64位CPU上。运行iOS的ARM64目前仅使用了一个指针的33位,而其余31位则另作他用。另外,类 指针还需要对齐,这就释放了另外3位,于是ISA指针中共有34位可另作他用。苹果的ARM64 Runtime正是利用了这一点使性能有了大幅提升。不过,最重要的性能提升也许得益于内联引用计数。几乎所有的Objective-C对象都采用引用计数(NSString文字等常量对象是例外),这使得修 改引用计数的操作极为频繁。尤其对于采用自动引用计数的系统来说,资源消耗非常高。因此,提高引用计数的性能变得至关重要。以往,引用计数 并不存储在对象中,因为ISA空间不足。当然,我们可以为每个对象专门分配一块空间用于保存引用计数,但这会占用更多的内存空间。对今天的系统来说,额外 的空间也许不算什么,但对早期的Objective-C系统影响严重。由于这样的原因,引用计数被系统存储在了一个单独的表中。于是,当为对象增加新引用时,Runtime会执行以下操作:获取全局计数哈希表;锁定表以确保线程操作的安全;查询表中对象的计数;增加计数,并将新值重新存储到表中;解除锁定。这些操作非常缓慢!即使用最快的哈希表,也没有直接从内存访问来得快。对于ARM64,ISA字段中的19位用于内联存储引用计数。这意味着,增加对象引用的步骤可以简化为:在ISA字段正确部分执行原子操作加一。仅此而已!速度将会快得多!当然,还有一些极端情况需要处理,真正的操作会略微复杂一些。以往在回收Objective-C对象时,需要执行大量清除工作,跳过其中不必要的步骤,就可以提高性能。利用剩余的可用位,还有其他一些方法可使回收对象的速度更快。将上面提到的所有优化集合在一起,ARM64的性能优势就变得非常明显了。根据我自己不太严格的性能测试显示,在iPhone 5S 32位模式下,基本对象的创建和销毁大约需要380ns,而在64位模式,仅需200ns。如果某类实例曾有过弱引用并与对象集合关联,32位模式下的耗 时上升至约480ns,而64位模式下保持不变,仍为200ns。结束语“64位”A7处理器既不是一种营销手段,也不是一个能催生创新应用的巨大突破。真实的情况是,它介于两者之间,就像我们经常见到的技术演进一样。ARM64让某些应用的计算速度快了一些,大多数应用占用的内存变得更多,也让一些编程技巧更容易使用。不过从总体上看,还不算重大变化。在向64位过渡的过程中,ARM架构增加了寄存器的数量,并对其使用做了修改。改进了指令集,令其性能优于过去的32位处理器。苹果也从这种过渡中改变自己。最大的变化是内联引用计数,这一改变使得在通常情况下,无需进行代价昂贵的哈希表查找,让对象的创建和销毁代价都减少了近一半。标签指针也有利于性能提升并减少了内存占用内容来自www.zgxue.com请勿采集。


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