普及一下CPU和SOC的基本知识

目前，华为推出了自己的四核手机，用自己的SOC，所以很多不明就里的人开始嚷嚷国产处理器的骄傲，又有很多人扯什么架构什么的，概念模糊得一塌糊涂，连最基本的知识都没有，就开始盲目喝彩，所以，我有必要指出其中的错误，给大家普及一下基本知识。我有什么讲错的地方，也欢迎内行指出来。

　　首先，什么是CPU?就是中央处理单元，它负责把数据读入计算并输出。所以，无论什么时候谈到CPU，一定是数据的处理和计算部分，这是必须要满足的基本要求。

　　之所以你们会发生混淆，是因为你们不知道，除了数据处理，还有什么其他部分。简单来说，CPU除了内部的Cache和指令存储器和一些缓冲，就没有什么可供存储数据和指令的了。所以，对于程序来说，运行时候需要的代码数据都是在内存里面的，CPU从内存里面把数据和代码取出来放到Cache里面，再从Cache里取出需要的数据。
　　同样，内存容量是有限的，如果找不到数据，就要从硬盘里面或者nandflash进行数据读取，或者直接读取，或者拷贝到DDR里面再进行读取，这取决于这些硬件的结构了
　　但是，每种架构CPU的指令是固定的，指令不会区分什么具体的DDR或者nand的架构，所以，我们需要内存控制器、硬盘控制器、nand控制器，也就是所谓的外围IP，通常，如果Cache不命中，如果需要从内存读取数据，这条访问指令就会被内存控制器获取，它进行分析后会把相应的数据从内存颗粒里面读出来发回给CPU。如果是nand的，它有自己的寄存器，可以通过对寄存器操作来实现数据的读取，这些数据仍然由控制器送给CPU。类似还有网络控制器之类的，CPU的命令都是要由这些控制器去具体实施的。
　　一个CPU的外部端口都会有地址总线和数据总线，我们选择一种总线，把CPU和这些外围IP连起来，让CPU可以和这些IP进行通讯，完成数据的计算和输入输出，这样就变成了一个具有实际意义的系统了。
　　在这一点上，不同的厂商做法不同。
　　对于Intel而言，他是有晶圆的老大，也就是说，它的CPU由他自己设计好后入场流片，生产好之后就诞生一个正方形的下面有很多针脚的东西，就是你们口中的CPU了。它的内存控制器在主板上的北桥里面，而硬盘控制器网络控制器啥的都在主板上的南桥。从这里可以看出，它的CPU和各类控制器都是分开的，因而面积大，功耗高，性能强。

　　ARM就不一样，首先ARM属于无晶圆。什么意思？就是ARM自己不会去流片，想用ARM的CPU怎么办？直接购买授权，而后ARM就直接把它的CPU的源代码发给你了。我们实验室就有ARM7和ARM11的源代码，这些代码我也读过不少。从这点来说，ARM的确胆子很大。
　　ARM的功耗较低面积较小，所以各大厂商通常会把它的CPU和各类外围IP都放到一起，然后自己拿着图纸去流片，生产出来的也是一个正方形，下面有很多引脚，这个东西不仅包含了CPU，还包含了其他的控制器，这个东西就叫做SOC(system on chip)。从英文来看，所谓的四核SOC什么的，本意就不是单指CPU，而是四核系统。
　　因特尔绝对不会给你看它的RTL代码，只会给你他芯片的spec。

　　所以目前各大厂商所做的事情，就是买来ARM的授权，得到ARM处理器的源代码，而后自己搞一些外围IP(或者买或者自己设计)，组成一个SOC后，去流片。不同的SOC，架构不同(就是CPU如何和IP联系起来，有的以总线为核心，有的以DDR为核心)，所以，海思是拥有自主产权的SOC架构。可是，无论任何厂商，再怎么折腾，都没有怎么动过CPU，ARM核心就好好的呆在那里，那是中央处理器。你要说成是自己的CPU，对不起，ARM首先就不会同意，因为你侵犯了它的知识产权。

　　当然，厂商会对SOC里面的ARM核做一些小的修改，例如我们就给ARM7加过Cache。高通也做过修改，但是，都只是在边角料上做一些小小的改动，根本谈不上自己产权的CPU！

　　其实，有一个方法，就可以很好的验证所谓海思是不是自主产权的CPU了。对于IP产权法来说，如果这东西是你自主产权，那么你就有一个权力，就是你可以把这个东西授权给其它公司。如果海思真像各位所说，CPU是有自主产权的，那么华为完全可以把其中的核心卖给其他厂商。可我告诉你，世界上任何厂商都没有这个权利，只有ARM自己有。这就是你们自己打自己的脸了

　　所以，说了这么多，所谓自主产权的CPU，什么国产CPU，纯粹是不着边的事情。