计算机架构除了SPARC, x86 x64.还有哪些？各自技术有什么特点？

发布网友发布时间：2022-04-21 03:35

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热心网友时间：2023-11-05 01:56

市场的竞争是残酷的，优胜劣汰是必然的发展方向。目前，在桌面型CPU市场，已形成Intel、AMD、VIA三国鼎立的局面。随着Transmeta介入笔记本CPU市场，而Intel与AMD也雄心勃勃地将触角延伸到高端服务器市场，使服务器和笔记本CPU市场的竞争更加白热化。服务器用处理器几乎都是清一色的RISC（精简指令集）架构，用在高端的工作站或服务器中。据市场分析机构IDC报告，2000年的美国服务器市场，Sun荣居榜首，IBM屈居老二，Compaq名列第三。随着Intel与AMD纷纷介入这块获利市场，使高端服务器市场形成百花齐放、百家争鸣的新格局。下面我们就来认识这些真正的服务器CPU。一、Compaq Digital Alpha Alpha处理器原先是DEC公司的产品，后来被Compaq归入旗下，而Compaq又与Digital进行合并。Alpha最早在1992年现身市场，领先其它RISC处理器厂商达二、三年之久。在Alpha推出时，当时的个人电脑正从386时代转移到486而已。Alpha的最大特色其实是在时钟速度上取得领先地位，例如，1995年推出300MHz的Alpha 21164就是当时时钟速度最快的CPU。 Alpha 21164是Alpha的第二代处理器，它有两种版本，一种是原本的21164，另一种则是去掉部份Cache的21164PC，希望进攻较低端的市场。此外，1998年初DEC发表了第三代的Alpha 21264。Alpha可以运行在UNIX、OpenVMS，以及Windows NT中，这是Alpha跟其它几个RISC处理器比较不同的地方。未来Compaq Digital Alpha将会开发出Alpha 21364与EV8处理器。二、SGI MIPS MIPS处理器是RISC架构的开山鼻祖，SGI在并购MIPS后，将MIPS处理器分成两个市场进攻：一方面强调高性能，继续向高端方向发展；另一方面着重高产量，转向市场庞大的嵌入式及消费电子产品领域。其实SGI只负责处理器的研发设计，产品的生产与销售是授权其它半导体大厂进行。目前最高端的MIPS处理器是R10000，用在SGI公司的全系列产品，包括从单一处理器的O2工作站，直到高达128颗处理器的Origin高端服务器等。SGI的专长是图形运算，拥有很强的系统I/O及内存总线，MIPS处理器并不单独强调时钟频率，而是着重整体性能的提升。SGI MIPS处理器主要运行在自身的64位操作系统IRIX（与UNIX同一族系的操作系统）；此外，MIPS也作为一些掌上电脑的处理器，因此也可以运行在Windows CE上。为了能够继续在高端市场站稳脚跟，SGI不得不全力以赴发展更先进的MIPS处理器，包括R12000与R14000等。三、SUN SPARC Sun是世界上第一个将RISC架构给以量产的厂商。为了推动SPARC成为业界标准，并提高全球广泛供应来源，SUN也授权多家半导体厂生产自己的SPARC芯片。SPARC的性能超强，价格也较高，公认在UNIX上的表现杰出。早期的RISC处理器也是32位，直到六年多前的Alpha诞生后，才把RISC推进64位。就SUN的SPARC而言，其64位处理器是1995年的SPARC-v9架构，产品则称为Ultra SPARC。目前最高端的SPARC产品是64位的Ultra SPARC III，采用了Uptime Bus的技术。Ultra SPARC III的工作频率有900MHz、750MHz和600MHz三种。与以前的UltraSPARC II相比，UltraSPARC III运行程序的速度要快一倍。近几年来，Intel进军高端市场的企图明显，一些拥有RISC处理器大厂已逐渐向Intel的IA-64方向发展，而SUN仍坚持发展自己的Ultra SPARC处理器，成为阻挡Intel来犯的中流砥柱。Sun公司还将在今年推出基于MAJC架构设计的1.2GHz的Ultra Space 4处理器，它将是Sun公司在高端服务器市场竞争中的希望所在。四、HP PA-RISC HP也有自己的RISC处理器，称为PA-RISC（精准架构的RISC）。PA-RISC于1986年现身，HP也是当时全球第一家将系统架构全面由CISC移转到RISC的计算机厂商，随后HP就荣登市场销售第一的宝座。目前PA-RISC处理器的版本是PA-8200，主要用在HP的企业服务器（例如最高端的HP9000系列）。在PA-8200之后，HP还将推出PA-8500与PA-8700处理器。HP PA-RISC把Alpha当成性能表现的主要对手，例如PA-8500的对手就锁定Alpha-21264。惠普在产品上采取双向并进策略，为了两种芯片都能用在电脑上，一边发展PA-RISC 8700，一边与Intel共同开发IA-64处理器。IA-64融合了x86与RISC架构，x86源自Intel本身的架构，而RISC部份就是HP的PA-RISC架构。五、IBM PowerPC 虽然RISC这个名词是80年初由柏克莱大学Patterson教授所创造并率先使用，并成为后来的统称。其实RISC的真正先驱，是70年代就悄悄展开实验计划的蓝色巨人IBM公司。IBM于1975年开始进行一项801计划，希望设计出新的计算机架构。但是801计划最终并没有成功的产品推出，不过，IBM另一条与801平行的发展线，在80年代中期成为America计划，这个计划就成功地发展出新的架构产品，它就是1990年出现的Power架构，IBM并以此建构了RS6000处理器与工作站产品。1991年，IBM再推出第二代的Power架构，并与Motorola、Apple共组一个"PowerPC"联盟，发展新的PowerPC处理器架构。这个PowerPC架构就是以IBM的Power架构为基础。 1992年，IBM发表第一颗PowerPC处理器PowerPC-601，它是一颗32位的RISC架构处理器，Apple旋即进行架构更替，采用PowerPC-601作为新一代Mac电脑的核心处理器。随后，IBM又陆续发表了603、604等系列的PowerPC处理器，目前最新版是PowerPC 750（G3实际上就是PowerPC 750的商标）和740系列。另外，新一代64位Power 4（G4）处理器也已推出。六、Intel Itanium Intel公司于3月29日公布了IA-64结构的Intel Itanium（安腾）的软硬件开发状况。Itanium最早的芯片（即所谓的First Silicon）是在1999年8月完成加工的，并在紧接着于8月底举行的IDF上进行Windows和Linux的启动演示，但其进程不能称之为顺利。几度历经出货延期的磨难，现在Intel终于决定在2001年6月30日之前一定推出配备Itanium的服务器和工作站。以服务器及工作站为基础的Intel Itanium处理器要在性能上战胜竞争对手RISC处理器，关键在于运用创新的合并功能EPIC（Explicitly Parallel Instruction Computing：明确平等指令运算）。IA-64结构是基础于EPIC（明确平行指令计算机），EPIC的性能超过了RISC和CISC，它可与具智能编辑器的大型处理源媲美，将平行指令明确通知处理器。测试结果显示，Itanium已超过单一RISC处理器的速度，英特尔表示，Itanium正式投产时，其工作计算频率可达每秒20亿，与Sun Ultra SPARC III比较快足十倍。Intel除了Itanium处理器外，新一代IA-64架构的McKinley处理器也将亮相。七、AMD SledgeHammer处理器由于Intel和IBM策略联盟，提前在64位处理器、高端服务器市场卡位，这招策略迫使AMD也要加把劲。AMD准备发布下一代x86-64架构SledgeHammer处理器。AMD的这款64位处理器将针对服务器和高端应用程序。AMD准备发布两种SledgeHammer处理器：即用于1~2个CPU服务器的ClawHammer芯片和用于3~4个CPU服务器SledgeHammer芯片。AMD准备用他们来与英特尔的Itanium相抗衡。AMD公司计划在2002年第一季度推出ClawHammer和SledgeHammer处理器的工业样品，并将在同年第二季度投入批量生产。如果AMD公司这两种芯片的研制和生产比较顺利，AMD将有能力在从桌面电脑、笔记本电脑到企业服务器的所有市场与Intel公司展开竞争。

热心网友时间：2023-11-05 01:56

CPU架构是CPU厂商给属于同一系列的CPU产品定的一个规范，主要目的是为了区分不同类型CPU的重要标示。目前市面上的CPU指令集分类主要分有两大阵营，一个是intel、AMD为首的复杂指令集CPU，另一个是以IBM、ARM为首的精简指令集CPU。两个不同品牌的CPU，其产品的架构也不相同，例如，Intel、AMD的CPU是X86架构的，而IBM公司的CPU是PowerPC架构，ARM公司是ARM架构。
发展简述
1、X86
虽然上面说了按处理器架构分的话，目前就术语本身来说主要有四种说法，即IA－32、IA－64、x86－32、x86－64，但是其实它们分属于两类，IA－32、x86－32都属于x86，即英特尔的32位x86架构，x86－64是AMD在其最新的Athlon 64处理器系列中采用的新架构，但这一处理器基础架构还是IA－32（因英特尔的x86架构并未申请专利保护，所以绝大多数处理器厂商为了保持与Intel的主流处理器兼容，都不得不采用这一x86架构），只是在此架构基础之上作了一些扩展，以支持64位程序的应用，进一步提高处理器的运算性能。x86－64相比Intel的64位服务器处理器产品Itanium和 Itanium 2系列处理器产品来说最大的优点就是可以全面兼容以前的32位x86架构的应用程序，以保护用户以前的投资；而Intel的Itanium和Itanium 2系列处理器需要另外通过软件或硬件来实现对以前32位程序的兼容。
正因如此，以后我们看到诸如IA－32、x86－32、x86－64要清楚，其实它们都是一类型的，都属于x86架构的。如Intel的32位服务器Xeon（至强）处理器系列、AMD的全系列，还有VIA的全系列处理器产品都属于x86架构的。
2、IA64
IA－64架构是英特尔为了全面提高以前IA－32位处理器的运算性能，是Intel和Hp共同开发了6年的64位CPU架构，是专为服务器市场开发的一种全新的处理器架构，它放弃了以前的x86架构，认为它严重阻碍了处理器的性能提高。它的最初应用是英特尔的Itanium（安腾）系列服务器处理器，2009年最新的Itanium 2系列处理器也是采用这一架构的。由于它不能很好地解决与以前32位应用程序的兼容，所以应用受到较大的*，尽管目前Intel采取了各种软、硬方法来弥补这一不足，但随着AMD Operon处理器的全面投入，Intel的IA－64架构的这两款处理器前景不容乐观。
3、RISC
除了以上所介绍的两类IA架构的服务器处理器外，还有一种主流的处理器架构，也可称之为“RISC”（其实它是一种按处理器指令执行方式划分的类型）。采用这一架构的仍是IBM、SUN和HP等。不过近几年由于这一处理器架构标准没有完全统一、处理器的发展和应用非常缓慢，使得原来本占有的绝大多数中高档服务器市场被IA架构瓜分了大部分江山，已是日趋衰落。目前连这几家服务器厂商也开始了自己放弃，转投IA旗下，推出越来越多的IA架构服务器，以保生存。
目前采用这一架构的主要服务器处理器有IBM的Power4、Compaq Alpha213 64、HP PA－8X00、Sun的UltraSPARC III、SGI的MIPS 64 20Kc等。
4、Intel
简介
Intel 常见服务器CPU分类。处理器技术发展真是日新月异，上一代产品还没被大家分清，马上就要被下一代产品替代了。在这里根据个人的一些了解，帮大家做个划分。
一，Xeon（至强）
目前全部Intel IA架构的双路，四路服务器，全部在采用Xeon(至强)CPU，它是基于X86架构的一种服务器专用的CPU 。早期的处理器名称是以数字来表示，并以“86”作为结尾，包括Intel 8086、80186、80286、80386、80486、80586、奔腾系列等等，因此其架构被称为“x86”，至今全部Xeon，包括双核、四核的，全部是基于X86架构的产品。
二，Itanium（安腾）
安腾处理器也常被称为IA-64位处理器，是Intel公司面向最顶级的高端应用开发一款纯64位处理器产品，具有64位寻址能力和64位宽的寄存器，它所具备的一系列特性，如EPIC指令等，都是为要求最苛刻的计算及企业级需求而设计的。对于最苛求性能的企业或者需要高性能运算功能支持的应用(包括电子交易安全处理、超大型数据库、电脑辅助机械引擎、尖端科*算等)而言，Itanium处理器很好的满足了用户的要求。
参考资料：（ke.baidu.com/view/2656836.htm）