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发信人: nannanjo (王水&水王ed·水盆洗手 淡出水坛), 信区: METech
标  题: 未来64位处理器瞻望
发信站: 哈工大紫丁香 (Sat Jun 19 19:32:30 2004), 转信

多年以来，处理器领域一直存在着CISC和RISC两大阵营，CISC架构的处理器霸占了PC市
场，Intel是霸主，AMD紧随其后，VIA分一杯羹；高端服务器的企业级运算市场，则是R
ISC架构处理器的天下，IBM、SUN、Compaq在这里叱咤风云。与RISC相比，CISC虽然节省

内存，但RAM的发展趋势是容量越来越大、价格越来越便宜，所以这种优点毫无意义，而

且对变长指令和长指令处理的复杂化也使得CISC前途渺茫；RISC因为采用数量较少、相
对简单的定长指令，使得它执行命令灵活，速度很快，以灵活和快速而闻名；这两种架
构的处理器，各有优势，而且双方的界限现在是越来越模糊，如今的CISC处理器（例如
Intel PIII），往往吸取RISC的优点，采用CISC的外围，在内部加入RISC的特性。
难道CPU市场就这样被分成CISC和RISC两块大饼？高端企业级运算市场，从来就是一块诱

人的大饼，Intel觊觎高端服务器市场多年，早在几年前，为了迎击SUN等公司RISC技术
的挑战，Intel也开发了一个RISC处理器860，但是因为严重缺乏软件和外围设备的支持
而被迫停产，Intel只好安慰说通过这次开发真正搞清楚了CISC和RISC的优缺点。本来C
ISC和RISC在各自的市场领域相安无事，但是由于目前使用的32位处理器已经不能满足技

术进步的要求，无论是系统还是应用都需要推出64位处理器，而且这种呼声是越来越高
，这就要求CISC和RISC都必须进步，于是CISC就进化出IA-64和x86-64，RISC也有了Alp
ha等芯片，而如今这两种截然不同的处理器倒是有可能走到一起，共同进化到VLIW架构
，例如日前相继公布的64位处理器Intel IA-64和AMD X86-64，都是VLIW架构的。
VLIW架构横空出世
VLIW架构即超长指令集架构，采用了先进的EPIC（清晰并行指令）设计，每时钟周期例
如IA-64可运行20条指令，而CISC通常只能运行1到3条指令，RISC是4条指令，可见VLIW
要比CISC和RISC强大得多。VLIW的最大优点是简化了处理器的结构，删除了处理器内部
许多复杂的控制电路，这些电路通常是超标量芯片（CISC和RISC）协调并行工作时必须
使用的，VLIW将所有的这类工作交给编译器去完成。VLIW的结构简单，也能够使其芯片
制造成本降低，价格低廉，能耗少，而且性能也要比超标量芯片高得多。VLIW的优势，
将会促使CISC和RISC转移到VLIW架构，这种转移将是"历史发展的必然趋势"。
Intel:用IA-64一统天下
VLIW架构的64位处理器IA-64，是Intel和Hp共同开发了6年的产物，而且得到蓝色巨人I
BM的支持，IBM当然不会放弃AIX，但它需要用IA-64来一统UNIX江山，在开发64位的进程

中，Intel实际上是一直拉着众多合作伙伴来共同丰富和完善IA-64的。
如今IA-64可以运行在Unix、Windows等三种不同的操作系统上，能够运行多种电子商务
应用程序，在软硬件方面得到业界最广泛的支持。已有6000多台服务器样机和服务器系
统交付使用，基于IA-64的应用程序优化工作也正在进行中，预计到2004年，IA-64对服
务器市场的占有量将全面超过RISC，要不了多久，IA-64标准也会形成，Intel将会主导
这个标准。
Intel计划用IA-64来一统天下，全面占领PC和服务器两大处理器市场，32位的IA-32奔腾

4在PC市场上也只不过是个过渡产品，只能应付工作站及前端应用，最终将会被IA-64的
安腾（64位）所取代；服务器市场当然也是IA-64独霸天下。IA-64虽然性能比AMD 的x8
6-64要强大，但它也有缺点，因为是一个全新的架构，它对32位软件的兼容性方面就不
如x86-64，为了兼容32位，IA-64嵌入了32位计算模块，数据进入时先要判断，以便进入

64位或32位计算模块，CPU速度因此会受到影响。
INTEL日前发布了所有系列CPU的64位产品：32位Xeon（至强）系列CPU的升级产品--64位

处理器McKinley、Gallatin ；32位Pentium III系列CPU的升级产品--64位处理器Itani
um（安腾）。
用于服务器的64位处理器McKinley、Gallatin，是Xeon（至强）系列CPU的升级产品，预

计在明年推出，将采用小于0.18微米的制造工艺，支持的芯片组是870，该芯片组将支持

RAMBUS与DDR SDRAM内存，预计在2001年底或2002年初问世；另一种更新的支持芯片组P
lumas正在开发中，它们将采用Infiniband的新技术，该技术是一种可交换的光纤数据交

换解决方案，预计在明年初发表，可能将形成最终的工业规范。
8月22日Intel在"2000年秋季Intel开发者论坛"上展示了64位处理器Itanium，使人们终
于一睹其"庐山真面目"。
这种IA-64处理器是Pentium III的64位升级产品，于今年第四季度面世，主要用于PC市
场，其功能包括平行执行指令，大型内存寻址、检纠错，2/4M的L3 Cache（三级内置缓
存），高带宽，2.1GB/S的总线速度，目前最强大的浮点运算性能等。不过其初期产品的

工作频率却仍然较低，只有733MHZ和800MHZ，采用0.18微米制造工艺，与使用同一技术
制造的32位Pentium III的最高工作频率相比，工作频率只有后者的70 。
AMD的x86-64：32位架构的新扩展
最近，AMD公布了64位处理器x86-64的全部技术规格和"x86-64架构程序员概要"，x86-6
4也采用VLIW架构，AMD打算用它来打进高端服务器市场。不同于IA-64，x86-64是当前业

界普遍采用的32位架构的扩展，而不是一种全新的结构。采用这种结构的最大优点是：
x86-64可以向下兼容，能兼容目前所有的16位和32位软件，使企业在使用64位处理器的
同时，还能继续运行原来的软件。在浮点运算方面x86-64比不上IA-64和RISC内核的ALP
HA、SUN芯片，所以x86-64的定位应该是IA-64和RISC覆盖不到的地方，主要是工作站和
PC市场。
x86-64采用了全新的LDT（闪电数据传输总线），能提供高达6.4GB/S的数据传输率，而
且兼容当今的外围设备和输入/输出装置，在原x86指令集的基础上，增加了长模式，即
64位扩展，把寄存器也扩展到了64位。长模式包括64位模式和兼容模式。其中64位模式
新增了8个通用寄存器，8个128位的浮点寄存器，加上指令指针，能够扩大寄存器的容量

，轻松支持全新的64位代码；兼容模式支持如今的16位和32位应用程序，保证它们能运
行在未来64位操作系统上。在E3Dnow!指令集中，x86-64还新增19条DSP指令，使64位的
x86-64 K8将具备通讯功能。
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