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第75章 Alpha(3 / 4)

数进行加减运算,或者将结果送进寄存器中等等。

这些基本指令被称为微处理器的微代码,指令数量越多、完成微操作所需的逻辑电路就越多,芯片的结构就越复杂。

CISC的英文全称是ComplexInstructionSetComputer,意为“复杂指令系统计算机”。它的特点是指令数量庞大臃肿,每个指令不管执行频度高低都处于同一个优先级,程序员的编程工作相对容易。但它的致命弊端是执行效率低下,处理器的晶体管被大量低效的指令所占据,资源利用率颇为低下。

早在上个世纪60年代,计算机科学家就发现,计算机中80%的任务只是动用了大约20%的指令,而剩下20%的任务才有机会使用到其他80%的指令。

RISC处理器就是在这样的背景下诞生的,由于指令高度简约,RISC处理器的晶体管规模普遍都很小而性能强大,深受超级计算机厂商所青睐。

它的应用范围也远比X86来得广泛,大到各种超级计算机、工作站、高阶服务器,小到各类嵌入式设备、家用游戏机、消费电子产品、工业控制计算机,都可以看到RISC的身影。只不过这些领域同普通消费者较为脱离,故而少为人知。

无论在执行效率、芯片功耗还是制造成本上,选择RISC都比沿用X86更加英明。

我们不妨作一番实际的比较:以Intel公司的Pentium4XE为标准,,它的晶体管总数在1亿7800万个以上,最高功耗达到130W,但它的运算能力不超过20GigaFlops(FLoatingpointOperationsperSecond,每秒浮点运算)。

而与他同期推出的RISC处理器是IBM推出的Cell,它的晶体管总数为2.34亿个,在采用90纳米工艺制造时芯片面积为221平方毫米,但它的运算力高达2560GigaFlops,整整是Pentium4XE的128倍。

Inte在在年中推出双核心的Smithfield,性能最多能有80%的提升,而芯片规模将达到与Cell相同的水平。由此可见,二者完全不是一个层面上的对手,X86指令系统的低效性在这里一览无遗。

PC钟情于X86的原因在于软件兼容,尤其是微软只为X86PC开发Windows系统,这也被认为是PC采用RISC架构的最大障碍。

而Alpha且打破了这个常规,它的理论基础也是着名的80/20法则,与传统的RISC和CISC不同,Alpha另辟蹊径,提出了一个全新的发展思路,将20%的常用指令定义为“热代码(HotCode)”,剩余的80%指令使用频率没那么高,被定义为“冷代码(ColdCode)”。

对应的CPU也在逻辑上被划分为两个部分:一是热核(HotSpot),只针对调用到热代码的程序;另一部分则是冷核(ColdSpot),负责执行20%的次常用任务。

由于热核部分要执行80%的任务,设计者便可以将它设计得较为强大,占据更多的晶体管资源。而冷核部分任务相对简单,没有必要在它身上花费同样的功夫。

而这也就是CPU历史上赫赫有名的双核的慨念,我们现在所使用的双核和多核处理器,就是由Alpha最早提出来的。

事实上,X86处理器一直都从RISC产品中获取灵感,包括EV6总线、整合内存控制器、超线程技术、双核心等等新技术新概念都是首先在RISC产品中得到成功应用,之后才被Intel/AMD引入到X86处理器当中。实践证明,这种

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