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原生支持Java应用的芯片出现

http://www.iteye.com/topic/347555

Apple 宣布转向 Intel 处理器（转）

http://www.iteye.com/topic/13682

打倒CSIC

http://www.iteye.com/topic/168725

RISC（reduced instruction set computer，精简指令集计算机）

http://baike.baidu.com/view/23531.htm

risc

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简介

特点

区别

种类

 

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 简介

　　RISC（reduced instruction set computer，精简指令集计算机）是一种执行较少类型计算机指令的微处理器，起源于80年代的MIPS 主机（即RISC机），RISC机中采用的微处理器统称RISC处理器。这样一来，它能够以更快的速度执行操作（每秒执行更多百万条指令，即MIPS）。因为计算机执行每个指令类型都需要额外的晶体管和电路元件，计算机指令集越大就会使微处理器更复杂，执行操作也会更慢。
　　纽约约克镇IBM 研 究中心的John Cocke证明，计算机中约20%的指令承担了80%的工作，于1974年，他提出RISC的概念。第一台得益于这个发现的电脑是1980年IBM的 PC/XT。再后来，IBM的RISC System/6000也使用了这个思想。RISC这个词本身属于伯克利加利福尼亚大学的一个教师David Patterson。RISC这个概念还被用在Sun公司的SPARC 微处理器中，并促成了现在所谓的MIPS技术的建立，它是Silicon Graphics的一部分。许多当前的微芯片现在都使用RISC概念。
　　RISC概念已经引领了微处理器设计的一个更深层次的思索。设计中必须考虑到：指令应该如何较好的映射到微处理器的时钟速度上（理想情况下，一条指令应在一个时钟周期内执行完）；体系结构需要多“简单”；以及在不诉诸于软件的帮助下，微芯片本身能做多少工作等等。

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 特点

　　除了性能的改进，RISC的一些优点以及相关的设计改进还有：
　　@如果一个新的微处理器其目标之一是不那么复杂，那么其开发与测试将会更快。
　　@使用微处理器指令的操作系统及应用程序的程序员将会发现，使用更小的指令集使得代码开发变得更加容易。
　　@RISC的简单使得在选择如何使用微处理器上的空间时拥有更多的自由。
　　@比起从前，高级语言编译器能产生更有效的代码，因为编译器使用RISC机器上的更小的指令集。
　　除了RISC，任何全指令集计算机都使用的是复杂指令集计算（CISC）。
　　RISC典型范例如：MIPS R3000、HP—PA8000系列，Motorola M88000等均属于RISC微处理器。 
　　RISC主要特点： 
　　RISC微处理器不仅精简了指令系统 ， 采用超标量和超流水线结构；它们的指令数目只有几十条，却大大增强了并行处理能力。如：1987年Sun Microsystem公司推出的SPARC芯片就是一种超标量结构的RISC处理器。而SGI公司推出的MIPS处理器则采用超流水线结构，这些 RISC处理器在构建并行精简指令系统多处理机中起着核心的作用。 
　　RISC处理器是当今UNIX领域64位多处理机的主流芯片 
　　性能特点一：由于指令集简化后，流水线以及常用指令均可用硬件执行； 
　　性能特点二：采用大量的寄存器，使大部分指令操作都在寄存器之间进行，提高了处理速度； 
　　性能特点三：采用缓存—主机—外存三级存储结构，使取数与存数指令分开执行，使处理器可以完成尽可能多的工作，且不因从存储器存取信息而放慢处理速度。 
　　应用特点；由于RISC处理器指令简单、采用硬布线控制逻辑、处理能力强、速度快，世界上绝大 部分UNIX工作站和服务器厂商均采用RISC芯片作CPU用。如原DEC的Alpha21364、IBM的Power PC G4、HP的PA—8900、SGI的R12000A和SUN Microsystem公司的Ultra SPARC ║。 
　　运行特点： 
　　RISC芯片的工作频率一般在400MHZ数量级。时钟频率低，功率消耗少，温升也少，机器不 易发生故障和老化，提高了系统的可靠性。单一指令周期容纳多部并行操作。在RISC微处理器发展过程中。曾产生了超长指令字（VLIW）微处理器，它使用 非常长的指令组合，把许多条指令连在一起，以能并行执行。VLIW处理器的基本模型是标量代码的执行模型，使每个机器周期内有多个操作。有些RISC处理 器中也采用少数VLIW指令来提高处理速度。Pentium 4微处理器体系结构完全采用RISC体系结构。

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 区别

　　RISC 和CISC 是目前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CISC 机器是在一条指令执行结束后响应中断。
　　（5） CPU：RISC CPU 包含有较少的单元电路，因而面积小、功耗低；而CISC CPU 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。

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 种类

　　目前常见使用RISC的处理器包括DEC Alpha、ARC、ARM、MIPS、PowerPC、SPARC和SuperH等。

服务器CPU

http://hanxinyu.iteye.com/blog/95517

服务器CPU，顾名思义，就是在服务器上使用的CPU（Center Process Unit中央处理器）。我们知道，服务器是网络中的重要设备，要接受少至几十人、多至成千上万人的访问，因此对服务器具有大数据量的快速吞吐、超强的稳定 性、长时间运行等严格要求。所以说CPU是计算机的“大脑”，是衡量服务器性能的首要指标。

    目前，服务器的CPU仍按CPU的指令系统来区分，通常分为CISC型CPU和RISC型CPU两类，后来又出现了一种64位的VLIM（Very Long Instruction Word超长指令集架构）指令系统的CPU。

    一、CISC型CPU

      CISC是英文“Complex Instruction Set Computer”的缩写，中文意思是“复杂指令集”，它是指英特尔生产的x86（intel CPU的一种命名规范）系列CPU及其兼容CPU（其他厂商如AMD,VIA等生产的CPU），它基于PC机(个人电脑)体系结构。这种CPU一般都是 32位的结构，所以我们也把它成为IA-32 CPU。（IA: Intel Architecture，Intel架构）。CISC型CPU目前主要有intel的服务器CPU和AMD的服务器CPU两类。
    (1)intel的服务器CPU  
    (2)AMD的服务器CPU

    二、RISC型CPU

    RISC是英文“Reduced Instruction Set Computing ” 的缩写，中文意思是“精简指令集”。它是在CISC(Complex Instruction Set Computer)指令系统基础上发展起来的，有人对CISC机进行测试表明，各种指令的使用频度相当悬殊，最常使用的是一些比较简单的指令，它们仅占指 令总数的20％，但在程序中出现的频度却占80％。复杂的指令系统必然增加微处理器的复杂性，使处理器的研制时间长，成本高。并且复杂指令需要复杂的操 作，必然会降低计算机的速度。基于上述原因，20世纪80年代RISC型CPU诞生了，相对于CISC型CPU ,RISC型CPU不仅精简了指令系统，还采用了一种叫做“超标量和超流水线结构”，大大增加了并行处理能力（并行处理并行处理是指一台服务器有多个 CPU同时处理。并行处理能够大大提升服务器的数据处理能力。部门级、企业级的服务器应支持CPU并行处理技术）。也就是说，架构在同等频率下，采用 RISC架构的CPU比CISC架构的CPU性能高很多，这是由CPU的技术特征决定的。目前在中高档服务器中普遍采用这一指令系统的CPU，特别是高档 服务器全都采用RISC指令系统的CPU。RISC指令系统更加适合高档服务器的操作系统UNIX，现在Linux也属于类似UNIX的操作系统。 RISC型CPU与Intel和AMD的CPU在软件和硬件上都不兼容。

    目前，在中高档服务器中采用RISC指令的CPU主要有以下几类：
    (1)PowerPC处理器 
    (2)SPARC处理器 
    (3)PA-RISC处理器 
    (4)MIPS处理器 
    (5)Alpha处理器

    从当前的服务器发展状况看，以“小、巧、稳”为特点的IA架构（CISC架构）的PC服务器凭借可靠的性能、低廉的价格，得到了更为广泛的应用。在互联网和局域网领域，用于文件服务、打印服务、通讯服务、Web服务、电子邮件服务、数据库服务、应用服务等用途。

    最后值得注意的一点，虽然CPU是决定服务器性能最重要的因素之一，但是如果没有其他配件的支持和配合，CPU也不能发挥出它应有的性能。

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Intel生产的CPU

从奔腾时代开始，Intel（英特尔）推出了专用于服务器的CPU——Pentium Pro，即“高能奔腾”；进入奔腾三时代之后，英特尔又推出了相应的服务器（工作站）的CPU——Xeon，即“至强”；奔腾四相对应的服务器CPU也称 为“Xeon”（至强）。如联想万全4200服务器最大支持4颗Intel Pentium Xeon 700 MHz CPU，内置1MB或2MB全速缓存。这款服务器是联想的高端企业级服务器产品，是大型企业、重要行业等关键部门处理大数据量业务、关键任务时不错的选 择。

    目前INTEL的CPU的产品线也是非常的长，下面是各种流行处理器的技术参数和规格：

 

 

 

 

 

 

   注：
   a.ATC是Advanced Transfer Cache. 以"E"命名的处理器带有ATC。
   b.以"B"命名的处理器的front-side bus是133MHZ。

     Intel现在生产的CPU中，Pentium 4（奔腾4）和Celeron（赛扬）是面向PC的，Xeon（至强）、XeonMP和Itanium（安腾）是面向工作站和服务器的。其中 Itanium是与其他CPU完全不同的64位CPU，设计时并没有考虑用于现有的Windows应用。其他的处理器虽然在最高工作频率、FSB（前端总 线频率）和缓存容量等方面各有不同，但内部设计基本相同，同时可保证软件兼容。Pentium 4（Celeron）和Xeon（至强）的最大差别是Xeon能构建多处理器系统，而P4不行。P4组建的系统中只能用一个CPU，Xeon可以用2块 CPU组建双处理器系统，而Xeon MP可以用4块以上CPU组建系统。“MP”也就是“Multi Processing Platform”（多处理器平台）。

 

 

 

 

 

    多处理器系统可以用于三维图形制作和动画文件编码等单处理器无法实现的高处理速度应用，还可用于服务器（工作站）中数据库处理等高负荷高速度应用中。此 外，P4(奔腾4)用478针封装，Xeon（至强）用604针封装，而且支持它们的芯片组也不同，因而不能互换使用。

AMD生产的CPU

 

    AMD也生产面向工作站和服务器的Athlon MP处理器。其内部设计与Athlon XP基本相同，但支持双CPU。“MP”也就是“Multi Processing Platform”（多处理器平台）的缩写。

 

 

 

 

 

 

 

 PowerPC处理器

 

 

    二十世纪九十年代，IBM(国际商用机器公司)、Apple（苹果公司）和Motorola（摩托罗拉）公司开发PowerPC芯片成功，并制造出基于 PowerPC的多处理器计算机。PowerPC架构的特点是可伸缩性好、方便灵活。第一代PowerPC采用0.6微米的生产工艺，晶体管的集成度达到 单芯片300万个。

    1998年，铜芯片问世，开创了一个新的历史纪元。2000年，IBM开始大批推出采用铜芯片的产品，如RS/6000的X80系列产品。铜技术取代了已 经沿用了30年的铝技术，使硅芯片多CPU的生产工艺达到了0.20微米的水平，单芯片集成2亿个晶体管，大大提高了运算性能。而1.8V的低电压操作 （原为2.5V）大大降低了芯片的功耗，容易散热，从而大大提高了系统的稳定性。

 

MIPS处理器

    MIPS技术公司是一家设计制造高性能、高档次及嵌入式32位和64位处理器的厂商，在RISC处理器方面占有重要地位。1984年，MIPS计算机公司成立。1992年，SGI收购了MIPS计算机公司。1998年，MIPS脱离SGI，成为MIPS技术公司。
MIPS公司设计RISC处理器始于二十世纪八十年代初，1986年推出R2000处理器，1988年推R3000处理器，1991年推出第一款64位商 用微处器R4000。之后又陆续推出R8000（于1994年）、R10000（于1996年）和R12000（于1997年）等型号。
    随后，MIPS公司的战略发生变化，把重点放在嵌入式系统。1999年，MIPS公司发布MIPS32和MIPS64架构标准，为未来MIPS处理器的开 发奠定了基础。新的架构集成了所有原来NIPS指令集，并且增加了许多更强大的功能。MIPS公司陆续开发了高性能、低功耗的32位处理器内核 （core）MIPS324Kc与高性能64位处理器内核MIPS64 5Kc。2000年，MIPS公司发布了针对MIPS32 4Kc的版本以及64位MIPS 64 20Kc处理器内核。

Alpha处理器

    Alpha处理器最早由DEC公司设计制造，在Compaq（康柏）公司收购DEC之后，Alpha处理器继续得到发展，并且应用于许多高档的 Compaq服务器上。自1995年开始开发了21164芯片，那时的工艺为0.5mm，主频为200MHz。1998年，推出新型号21264，当时的 主频是600MHz。目前较新的21264芯片主频达到1GHz，工艺为0.18mm。在该芯片具有完善的指令预测能力和很高的存储系统带宽（超过 1GB/s），并且其中增加了处理视频信息的功能，其多媒体处理能力得到了增强。

    21264芯片保持了Alpha处理器可以运行多种操作系统的特点，其中包括Tru64UNIX、OpenVMS和Linux等，而在这些系统中，已经有许多成熟的应用程序，这也是Alpha处理器的一个优势。

PA-RISC处理器

    HP（惠普）公司的RISC芯片PA-RISC于1986年问世。第一款芯片的型号为PA-8000，主频为180MHz，后来陆续推出PA—8200、 PA-8500和PA-8600等型号。HP公司开发的64位微处理器PA-8700于2001年上半年正式投入服务器和工作站的使用。这种新型处理器的 设计主频达到800MHz以上。PA-8700使用的工艺是0.18微米SOI铜CMOS工艺，采用7层铜导体互连，芯片上的高速成缓存达到 2.25MB，比PA-8600增加了50%。

    HP公司陆续推出PA-8800和PA-8900处理器，其主频分别达到1GHz和1.2GHz。RA-RISC同时也是IA-64的基础。在未来的 IA-64芯片中，会继续保持许多PA-RISC芯片的重要特性，包括PA-RISC的虚拟存储架构、统一数据格式、浮点运算、多媒体和图形加速等。

SPARC处理器

    1987年，SUN和TI公司合作开发了RISC微处理器——SPARC。SPARC微处理器最突出的特点就是它的可扩展性，这是业界出现的第一款有可扩展性功能的微处理。SPARC的推出为SUN赢得了高端微处理器市场的领先地位。

    1999年6月，UltraSPARC III首次亮相。它采用先进的0.18微米工艺制造，全部采用64位结构和VIS指令集，时钟频率从600MHz起，可用于高达1000个处理器协同工作 的系统上。UltraSPARC III和Solaris操作系统的应用实现了百分之百的二进制兼容，完全支持客户的软件投资，得到众多的独立软件供应商的支持。

    在64位UltraSPARC III处理器方面，SUN公司主要有3个系列。首先是可扩展式s系列，主要用于高性能、易扩展的多处理器系统。目前UltraSPARC IIIs的频率已经达到750MHz。还有UltraSPARC Ⅳs和UltraSPARC Ⅴs等型号。其中UltraSPARC Ⅳs的频率为1GHz，UltraSPARC Ⅴs则为1.5GHz。其次是集成式 i系列，它将多种系统功能集成在一个处理器上，为单处理器系统提供了更高的效益。已经推出的UltraSPARC III i的频率达到700MHz，未来的UltraSPARC Ⅳi的频率将达到1GHz。

 

 

END

 

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