第75章 Alpha-《航空之王》


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    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,这种做法往往对x86处理器的性能提升有着决定性的影响,而从risc汲取营养也就成为x86业界的习惯做法。

    alpha创造了一种崭新的双核概念,过去我们谈论的双核心指的是在一枚芯片内集成两个对等的cpu内核,通过并行运算获得性能增益,我们可以将它看作是横向维度的对等设计。

    而alpha则是一种纵向维度的双核理念,热核与冷核地位并不对等,且无法独立运作,只能说是一个cpu内核中的两部分分立逻辑。它所起到的是提高cpu的硬件资源利用率,以高执行效率达到高效能的目的,这种做法显然比目前业界鼓吹的“双核心”更具革命意义。

    后来intel的酷睿系列基本上沿袭了alpha的设计思路,由此可见,alpha对后来的cpu发展带来了多么广泛的影响。

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