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第74章 ARM、MIPS和SPARC之

能不能與傑克.特拉梅爾聯絡,向他推銷RISC處理器呢?點開傑克.特拉梅爾的個人履歷,李怡炫很快就放棄了。

這個傑克.特拉梅爾性格很怪,不是一個好打交道的一個人,特別是他有嚴重的種族歧視傾向,還有他參過軍,在朝鮮與志願軍打過仗,因此他骨子裡非常的厭惡中國人,李怡炫找上門去只能是自取其辱。

他之所以進入個人電腦這一行,是他在76年參觀參觀了蘋果公司推出的蘋果1型電腦,當時喬布斯是極力勸說傑克.特拉梅爾買下蘋果公司,可聽到喬布斯喊出100萬美元的報價把傑克.特拉梅爾給嚇跑了,於是康懋達決定自己開發個人電腦。

而且還有更加重要的一點,就是康懋達有自己的半導體工廠——MOSTechnology,Inc,歷史上大名鼎鼎的6502處理器就是這家公司生產的。

有自己的CPU,康懋達當然不會採購李怡炫的處理器,因此向傑克.特拉梅爾推銷RISC處理器的想法,只能是異想天開。

找蘋果,更不可能,這時候的AppleI電腦都已經出來了,AppleII也進入到了開發開發階段,從谷歌上瞭解,AppleII都已經完成了一半,因此蘋果公司也不可能購買RISC處理器。

這兩家不行,那麼剩下的公司呢?IBM、HP、DEC?也不可能,他們都有自己的半導體工廠,每家公司的計算機都是自成技術體系,以RISC處理器為核心的計算機與傳統的CISC計算機相比,是兩種完全不同的技術體系,如果他們生產RISC計算機,那麼就會出現一個問題,那就是與他們以前生產計算機沒有任何的共通性。

這一點非常的關鍵,80年代RISC處理器別看很流行,但這三家公司沒有一家選用RISC,但RISC畢竟是未來發展的趨勢,特別是高性能伺服器上面,更加離不開RISC,於是在1991年,IBM聯合APPLE和摩托羅拉搞出了個PowerPC。

因此這三家公司可以排除再外了。

那麼除了這五家,難道就沒有其他電腦公司了嗎?有,還有唐迪電腦公司,這家公司以前也是生產電子計算器的,自計算器市場垮了之後,唐迪遍是陷入了嚴重的債務危機,後來在1977年,推出了TRS-80電腦才轉危為安。

不過,這家公司好景不長,公司的創始人查克.佩德爾極度的剛愎自用,聽不進任何人的意見,在事關公司的重大決策上,犯了一系列的重大失誤,最終在1984年宣佈破產,因此唐迪公司不是一個好的合作物件。

另外還有一家做個人電腦的公司,那就是MITS,這家公司在1974年推出了世界上第一個8位個人計算機——Altair8800,這家公司倒是可以試一試,不過現在是MITS最風光的時候,想必MITS的創始人愛德華.羅伯茨會不會選用RISC處理器還是個未知數。

可能大家要問了,既然這些公司都不會選擇RISC處理器,那為什麼RISC一誕生就在市場上快速流行了呢?說起來有點好笑,RISC之所以能流行起來,不是作為計算機CPU流行起來的,而是在嵌入式應用處理器市場流行起來的,最早採用RISC處理器的是美國的施樂公司,70年代中後期,施樂公司決定研發一款鐳射噴墨複印機,可一直找不到一款功能足夠強大的處理器,直到世界第一款RISC處理器——MIPS公司R1000誕生後,鐳射噴墨複印機才被開發成功。

鐳射噴墨複印機一經釋出,就在全球市場受到了熱烈的歡迎,施樂公司一度賣斷了貨,直到這時RISC處理器才進入了計算機廠商的視線。

現在施樂公司正在為他的鐳射噴墨複印機找不到一款功能足夠強大的CPU而痛苦萬分吧,如果這個時候李怡炫把RISC給提前推出市場,想比施樂公司的鐳射噴墨複印機很有可能會提前七年誕生,有了施樂公司做榜樣,那麼後面一系列的推廣也會方便很多。

嗯,就做RISC了,目標施樂!

決定了做RISC,接下來就是選擇哪款RISC處理器了,歷史上RISC處理器有很多種,但基本上市場只流行三種RISC處理器,它們分別是MIPS的R系列,ARM公司的ARM系列和SUN公司的SPARC,除此之外,還有IBM、蘋果和摩托羅拉聯合推出的PowerPC,至於INETE公司推出的至強處理器,完全屬於ARM範疇。

這幾款處理器各有優點,也各有缺點,ARM公司的RISC處理器是為了提高處理器執行速度而設計的晶片體系,它的關鍵技術在於流水線操作即在一個時鐘週期裡完成多條指令。

相較複雜指令集CISC而言,以RISC為架構體系的ARM指令集的指令格式統一、種類少、定址方式少,簡單的指令意味著相應硬體線路可以儘量做到最佳化,從而提高執行速率。因為指令集的精簡,所以許多工作必須組合簡單的指令,而針對複雜組合的工作便需要由編譯程序來執行。

因此ARM處理器的特點是體積小、低功耗、低成本、高性能;二是大量使用暫存器且大多數資料操作都在暫存器中完成,指令執行速度更快;三是定址方式靈活簡單,執行效率高;四是指令長度固定,可透過多流水線方式提高處理效率。

但ARM缺點也很明顯,它只適合移動終端的嵌入式CPU解決方案,如果要作為伺服器CPU,它充其量也只能算是個中低端CPU,比如說INTEL的至強處理器就是這種型別。

相比之下,MIPS和SPARC就不同了。

MIPS是超高效精簡指令集計算機體系結構中的一種,與當前商業化最成功的ARM架構相比,MIPS的優勢主要有五點:一是早於ARM支援64bit指令和操作,像MIPS面向高中低端市場先後釋出了P5600系列、I6400系列和M5100系列64位處理器架構,其中P5600、I6400單核效能分別達到3.5和3.0DMIPS/MHz,即單核每秒可處理350萬條和300萬條指令,超過ARMCortex-A53230萬條/秒的處理速度。

二是MIPS有專門的除法器,可以執行除法指令;三是MIPS的核心暫存器比ARM多一倍,在同樣的效能下MIPS的功耗會比ARM更低,同樣功耗下性能比ARM更高;四是MIPS指令比ARM稍微多一些,執行部分運算更為靈活,更主要的是MIPS的指令集原始碼相比於ARM來說,中國人更加容易理解,不像ARM和SPARC,只適合西方人,不適合東方人,中國人看到它,有時候會崩潰。

五是MIPS在架構授權方面更為開放,允許授權商自行更改設計,如更多核的設計。

同時,MIPS架構也存在一些不足之處:一是MIPS的內存地址起始有問題,這導致了MIPS在記憶體和CACHE的支援方面都有限制,即MIPS單核心無法面對高容量記憶體配置;二是MIPS技術演進方向是並行執行緒,類似INTEL的超線程,而ARM未來的發展方向是物理多核,從目前核心移動裝置的發展趨勢來看物理多核佔據了上風。

三是MIPS雖然結構更加簡單,但是到現在還是順序單/雙發射,ARM則已經進化到了亂序雙/三發射,執行指令流水線週期遠不如ARM高效。

從以上幾點可以看出,MIPS相比ARM具有更大的優勢和更大的發展潛力,MIPS的應用範圍比ARM更加地廣闊,MIPS不但可以作為伺服器的高階CPU,由於MIPS比ARM擁有更多的暫存器,使得MIPS比ARM更加省電和節能(比ARM節能25%),因此它比ARM更加適合作為移動終端的嵌入式CPU方案。

而且MIPS結構是所有RISC處理器中最簡單的,因此CPU設計師在設計時,因為它構架簡單,因此它的設計週期很短,可以應用更多先進的技術,開發更快的下一代處理器。

更加重要的是,MIPS是所有RISC處理器中是兼容性和通用性最好的處理器,他不但具有向下兼容能力,甚至還有良好的向上相容能力,通用性也一點不比X86差,因此它完全可以作為桌面電腦的處理器。

事實上歷史上RISC與CISC之爭,其實就是MIPS與X86之爭。

既然MIPS被你說得那麼好,那為什麼MIPS在與ARM競爭中,反而是ARM最終贏得了勝利,以至於MIPS呢?最後反而還被ARM給收購了呢?

其實MIPS失敗,不是失敗在技術上,而是失敗在商業上,因為MIPS是幾個大學教授搞出來的,因此MIPS身上有著濃厚的學院派發展風格,眾所周知讓教授搞研究可以,但要讓教授搞商業,我只能呵呵了……當然不排除教授裡面有極高商業天賦的,但顯然這幾位教授不在這個範圍之內。

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由於教授不會搞商業,這就導致其MIPS的商業程序遠遠滯後於ARM,當ARM與高通、蘋果、NVIDIA等晶片設計公司合作大舉進攻移動終端的時候,MIPS還停留在高畫質盒子、印表機等小眾市場產品中。MI商業程序的遠遠滯後,從而又導致自身系統的軟件平臺也相對落後,應用軟件與ARM體系相比要少很多的連鎖式反應。

除了ARM和MIPS外,還有第三種RISC處理器,那就是赫赫有名的SPARC。

SPARC全稱ScalableProcessorARChitecture即“可擴充處理器”構架,他是專業的伺服器CPU。

為什麼用專業這個詞?這麼說吧,如果把ARM比喻為普通的大眾車,MIPS是賓士邁巴赫的話,那麼SPARC就是勞斯萊斯幻影或者就是布加迪威龍,它是CPU中戰鬥機,是CPU中的蘇-35,是CPU裡的F-22。

SPARC就是這麼牛X,它是超級計算機最理想的處理器,是超級計算機最頂級的處理器,SPARC微處理器最突出的特點就是它的可擴展性,就好比一臺航空發動機加了加力燃燒室,一下子就讓CPU的效能大幅提高。

沒錯!可擴展性,就是我們通常所說的超頻!不過我們一般所用的超頻處理器,是X86構架的CISC處理器,但CISC處理器的超頻非常有限,真正能把超頻技術發揮至極致的還要數RISC。

而SPARC就是這麼一款處理器,它所有的設計都是圍繞可擴充套件來設計的,由於SPARC特殊的設計構架,使得SPARC在同等技術,同等製成工藝下,就因為它的擴充套件,使得SPARC的效能一下次比給提升了好幾倍,這就導致SPARC非常的耗電。

由於SPARC是定位於伺服器和超級計算機最頂級的專業處理器,因此這就對SPARC的可靠性和穩定性,以及極端環境的適應性上提出了非常苛刻的要求,要求之高遠非MIPS和ARM能比的。

這也是為什麼在航空航天領域,以及軍用計算機領域,會把SPARC作為首選。

SPARC如此優秀,起缺點也是同樣明顯,它的缺點正是由SPARC的超高性能所帶來的,SPARC太高大上了,這就導致SPARC的設計難度,是所有處理器中最難設計的,不管是RISC還是CISC。

同時,SPARC也是所有處理器中製造成本最高的處理器,它的研發成本也是巨大,SUN公司在後來之所以破產就是因為他們在SPARC的開發上投入了太多的金錢而導致。

SUN投入了多少?說出來嚇死你。

2008年,SUN公司研製決定研製新一代的SPARC處理器“Rock”,該處理器採用45奈米工藝,處理器有16個核心,每個核心具備16個執行緒,每個處理器的執行緒數量將達到驚人的256個。

16個核心又被分成四個部分,每4個核心構成一個“簇”,4個核心共享一個I-cache、2個FPU和2個資料快取。每個核心支援2個執行緒,總共支援32個執行緒,同時Rock還具備“Scout預取”功能,實現指令的預取,提升處理器效能。

除了這些以外,由於SPARC特殊的使用環境,因此你還要保證它的高可靠性和高穩定性,想想這難度會有多大!

Sun對這款高階處理器寄以厚望,經歷5年的研發時間並投入了六十多億美元的研發資金,不過遺憾的是,我們今後可能根本看不到這款處理器的身影。

在研發過程中“Rock”出現了比較嚴重的效能問題,並沒有達到當初Sun的預期,並且連續的財政赤字讓Sun無力再繼續負擔高昂的研發費用……

2013年4月,SUN被甲骨文公司收購,這個新東家也似乎不打算支援這個耗資巨大的專案,6月中旬,紐約時報披露“Rock”已經被Sun廢止,這個投入大量時間和資金的處理器最終出師未捷。

最讓人遺憾的是,甲骨文將會徹底放棄SUN的硬體業務,從而把目光轉向軟體領域,因此,除中國還在繼續發展SPARC外,我們以後再也看不到SUN公司效能超高的的SPARC處理器了。

至於中國版的SPARC?不提也罷,那只不過是超級簡化版本的SPARC,其綜合性能不要說跟SUN公司的比,甚至還比不上同時期的MIPS和ARM,唯一可比的只有可靠性和穩定性完全不輸於SUN原版。