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HP专家解说64位微处理器演变趋势
从安腾到安腾2,再到第二代安腾2,经过几年的技术改进与市场应用铺垫,IT界已经逐渐构建出一个“安腾生态环境”,越来越多的硬件厂商、独立软件供应商和系统集成商加入到IA-64平台的阵营,从而推动IA-64计算平台逐渐步入实质性的企业关键应用阶段。
促成这一格局的技术推动力有多大呢?HP高级技术顾问张报昌先生从微处理器演变的角度给出了答案。
RISC升级面临阻力
作为一种用于装备高端计算机系统的芯片,64位RISC微处理器被广泛应用于一些关键任务应用领域。
RISC最大的一个特点是各自为政,即各厂商的RISC体系结构自成一体,张报昌认为随之产生两大挑战:其一,为了提高RISC微处理器的性能,各厂商都需要在芯片、操作系统上进行大量的投入;其二,由于各主要厂商都拥有自己的64位RISC微处理器产品系列,基于多种RISC芯片的服务器和工作站分割市场,使每一种RISC芯片的市场份额都不可能太大,产品的批量也较小。特别是近年来基于IA-32的x86体系结构开放性产品的冲击,进一步限制了RISC产品批量的扩大,导致其成本居高不下。
张报昌还指出,从技术上来讲,无序执行技术使得64位RISC芯片取得了很大的成功,但其缺点也逐渐暴露,首先,无序执行技术要求处理器具有较高的智能和复杂的逻辑,使得芯片的结构越来越复杂,妨碍了主频和性能的提高;其次,设计难度和成本越来越大,使得许多RISC芯片的设计周期越来越长,经常不能按期上市,难以满足应用发展的需要;第三,处理器在运行时没有能够充分利用编译程序所产生的许多有用信息来提高指令并行度,即没有充分发挥硬件和软件相结合的合力。
EPIC另辟蹊径
针对RISC微处理器所面临的市场和技术挑战,Intel和HP联合为高端服务器和工作站市场开发出全新的、开放性的64位体系结构——EPIC(Explicitly Parallel Instruction Computing,显性并行指令计算)。
IA-64体系结构在吸收RISC体系结构经验教训基础上另辟蹊径,从一开始就走开放性的道路。IA-64体系结构的基本设计思想是提供一种新的机制,充分利用软硬件协同能力来提高指令并行度:大力开发先进的编译程序,使编译程序通过发现、重新调度把原始源代码转换成一个由机器代码组成的可执行记录;可执行记录中的指令字包含编译程序所产生的各种调度信息,允许全面控制处理器的整个操作过程;处理器硬件以丰富的资源、简捷的机制、高主频、低延迟,最终实现高并行度和高性能,并利用先进的编译技术、生产工艺、设计思想来提高性能留有充分的余地。
张报昌认为,无论从设计思想、制造工艺、开放性、批量生产能力、推广力度以及OEM和ISV支持程度等方面来分析,IA-64 EPIC体系结构发展成为高端应用的主流平台已是大势所趋。
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