四大高端RISC内核.DOC

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1、四大高端RISC内核本文章源于网络。也许您很难相信，作为我们今天仍在广泛使用的诸如“扣肉”之类的最新双核乃至是CPU（CenterProsessingUnit中央处理器），都是基于始创在上世纪60年代的CISC指令集，距今已有四十多年了。CISC是英文“ComplexInstructionSetComputer”的缩写，中文意思是“复杂指令集”。大量的复杂指令、可变的指令长度、多种的寻址方式是CISC的特点，也是CISC的缺点：因为这些都大大增加了解码的难度，而在现在的高速硬件发展下，复杂指令所带来的速度提升早已不及在解码上浪费点的时间。1975年，IBM的设计师JohnCoc

2、ke研究了当时的IBM370CISC系统，发现其中占总指令数仅20%的简单指令却在程序调用中占了80%，而占指令数80%的复杂指令却只有20%的机会用到。RISC的产生、发展和现状有“复杂”便有精简，RISC是“ReducedInstructionSetComputer”的缩写，即精简指令集计算机。这是由加州大学伯克利分校RISC项目负责人DavidPaterrso教授在70年代所命名的，并一直沿用至今。80年代后期，RISC结构逐渐代替了CISC（复杂指令集计算-ComplexInstructionSetComputing），成为主流微处理器设计结构。使用RISC技术是为了优

3、化指令系统、加快程序编译、提高运行速度。RISC技术采用了更加简单和统一的指令格式、固定的指令长度以及优化的寻址方式，使整个计算结构更加合理。一般来说，RISC处理器比同等的CISC处理器要快50%～75%，同时，RISC处理器更容易设计和纠错。接下来我们将对四款主流的RISC服务器处理器一一做介绍：IBM：Power的力量POWER是PowerOptimizationWithEnhancedRISC五个单词的缩写，是IBM的很多服务器、工作站和超级计算机的主要处理器。POWER芯片起源于801CPU，是第二代RISC处理器。POWER芯片在1990年被RS或RISCSyste

4、m/6000UNIX工作站(现在称为eServer和pSeries)采用，POWER的产品有POWER1、POWER2、POWER3、POWER4，现在最先进的是POWER5。POWER6计划在今年年中发布。PowerPC是Apple、IBM和摩托罗拉(Motorola)联盟(也称为AIM联盟)的产物，它基于POWER体系结构，但是与POWER又有很多的不同。例如，PowerPC是开放的，它既支持高端的内存模型，也支持低端的内存模型，而POWER芯片是高端的。最初的PowerPC设计也着重于浮点性能和多处理能力的研究。当然，它也包含了大部分POWER指令。很多应用程序都能在Po

5、werPC上正常工作，这可能需要重新编译以进行一些转换。从2000年开始，摩托罗拉和IBM的PowerPC芯片都开始遵循BookE规范，这样可以提供一些增强特性，从而使得PowerPC对嵌入式处理器应用(例如网r络和存储设备，以及消费者设备)更具有吸引力。PowerPC体系结构的最大一个优点是它是开放的:它定义了一个指令集(ISA)，并且允许任何人来设计和制造与PowerPC兼容的处理器;为了支持PowerPC而开发的软件模块的源代码都可以自由使用。最后，PowerPC核心的精简为其他部件预留了很大的空间，从新添加缓存到协处理都是如此，这样可以实现任意的设计复杂度。IBM的4条

6、服务器产品线中有两条与Apple计算机的桌面和服务器产品线同样基于PowerPC体系结构，分别是NintendoGameCube和IBM的“蓝色基因(BlueGene)”超级计算机。现在，三种主要的PowerPC系列是嵌入式PowerPC400系列以及独立的PowerPC700和PowerPC900系列。而PowerPC600系列，是第一个PowerPC芯片。它是POWER和PowerPC体系结构之间的桥梁。现在的PowerPC970，采用0.13微米SOI工艺制造，其内只有一颗CPU核心，带有512K芯片内L2cache。HP：曾经的RISC拥趸HP(惠普)公司自已开发、研制

7、的适用于服务器的RISC芯片——PA-RISC，于1986年问世。目前，HP主要开发64位超标量处理器PA-8000系列。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、PA-8600、PA-8700、PA-8800型号。还有一个就是HP的“私生子”Alpha。(Alpha处理器最早由DEC公司设计制造，在Compaq公司收购DEC之后，Alpha处理器继续得到发展，后来又被惠普公司收购)HP于2002年开始就公布了其两大RISC处理器——P