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    AG集团与CPU有关的技术的文章
     

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      Intel 8086是一个由Intel于1978年所设计的16位微处理器芯片,是x86架构的鼻祖。不久,Intel 8088就推出了,拥有一个外部的8位数据总线,允许便宜的芯片用途。

      早在1981年,IBM公司推出了基于Intel 8088处理器的个人电脑(PC);和8086处理器相比,它是一台低价格,低性能的处理器。尽管在当时Motorola MC69000处理器的性能也相当不错,但是IBM这样选择的理由是因为8088处理器已经能够对地址总线进行“复用”,并且总线位,和以往相比,大大减少了整个系统的开销。由于当时没有芯片组这一概念,因此数据和指令的存储和读取都要依靠主板上的特殊门电路,这些部件也是8位的宽度。如果使用Mortola MC69000处理器的话,那么在相同功能的情况下,主板需要更多的此类部件,因此大大增加了主板的制造成本。尽管有人建议,Mortola MC69000有助于系统性能的提高,但是IBM固守“简单就是美”的原则,毅然选择了8088处理器。

      IBM的“生死抉择”却给软件开发者带来灾难性的影响(当时没有充分意识到)。由于处理器采用了808X的架构,因此数据和代码只能在64KB的范围内进行访问。如果某一个程序需要使用超过64KB的内存,那么程序不得不使用16位的段地址和16位的偏移地址组合,来达到20位的数据访问范围。当时的程序员就为16位到20位的地址转化伤透了脑筋。在程序的编译过程中,也引进了相应的内存使用模式(小型,中型,大型,巨型)。系统集成的汇编语言在程序编写时,必须指明是近程调用(near call)还是远程调用(far call)。如果要把8088处理器的程序移植到如MC68000机时,就必须把地址扩展成32位,这个过程非常繁琐。

      尽管64KB的限制是IBM个人电脑的一个死穴,但是当时IBM PC的市场销售额非常不错。8088处理器和DOS操作系统能够支持大部分的应用软件,因此IBM的个人电脑推出不久就受到各界的好评;而对于64KB的限制,人们似乎没有太多的关注。随着PC的成功推出,IBM着手于X86系统架构标准的制定,并且希望成为全球最大的电脑制造商。Intel和Microsft都参与了此标准的定制,并且携手进行个人电脑的开发。

      第一个x86架构的“婴儿”便是于1985年推出的32位的80386处理器(386处理器)。当时,大部分的操作系统(或者准操作系统)还是16位模式,因此程序员也必须进行地址的转化,这个令人厌烦的转化工作直到Microsoft公司发布了第一款32位的操作系统Windows 95时,才得以解决。Windows 95是第一款使用32位地址的操作系统,它能够对32位空间的数据进行读写操作,并且80386处理器的内部有7个通用寄存器(GPRS)。

      从19世纪80年代开始,X86架构快速的发展着。同时,RISC(精简指令集)架构也受到人们的关注,并且有不少成功的产品,如SPARC ,PA-RISC,MIPS等。从价格上而言,X86架构的PC机最便宜;而那些基于RISC处理器的大型机价格昂贵。但是在架构上,AG集团,PC机和大型机有非常多的相同点,它们都有着良好的软件支持,并且集成汇编语言。

      它们之间第二个相似点就是PC和大型机的档次通常用以整体的性价比来决定,而不是只决定于CPU的处理能力。可靠性,可用性,和功能性是用于衡量机器性能的主要标准。PC机和大型机的定位也相当的明确,在1980年,一台PC机的价格只要几百美元,而大型机的架构至少要上千美元;在功能上,PC机定位于整数的运算,而大型机却是以浮点数的运算来衡量性能的高低。

      尽管PC机和RISC大型机在价格和功能上定位不同,但是在1990年初,Sun Microsystems公司推出了桌面的微型RISC系统“MicroSPARC”。为了能够稳固自身的地位,针对Sun公司这个行为,Intel公司不久后就推出了性能和MicroSPARC相当的Pentium Pro处理器,Pentium Pro处理器是X86架构发展过程中的一个里程碑。

      Pentium Pro 处理器首先在x86体系中引入了“微指令”的概念,即一条指令能够完成原先几条指令的操作。在256KB二级缓存的协助下,微指令使得系统的整体性能有了突破性的飞跃。当时由0.35微米制成技术制造的Pentium Pro处理器可以和原先任何一款RISC处理器叫板。在当时,Pentium Pro的惊人性能在PC的制造界产生了巨大的影响,那些原先RISC的支持者不得不重新审视起x86架构来。尽管x86架构存在GPRS数量过少,串行的通讯指令过于复杂,内存操作不便等缺点,但是RISC的开发者们不得不承认,当时的RISC架构达不到Pentium Pro的性能。

      随着经济的不断发展,x86处理器的应用范围越来越广,但是人们似乎渐渐忘却x86架构的不足。在x86架构的发展过程中,它微处理器(MPU)或多或少的占据着领先的地位。为了保持领先,个人电脑的发展似乎脱离了IBM原先“简单就是美”的初衷。CPU的制成技术快速的发展着,集成的晶体管数量也基本按照莫尔定律增加。当CPU集成的晶体管数量超过1百万后,“制成工艺”和“晶体管集成度”成为衡量系统性能的另一个标准。

      同时,基于RISC处理器的大型机也不懈的发展着,尽管在制成技术上不及X86架构,但是它的整数和浮点数性能要高于X86架构。以下是1993年至今,x86性能和RISC的比值。

      上图分为两个部分,上半部分是x86/RISC的性能比。可以看出,在整体上,RISC的性能要高于x86(x86/RISC1),但是它们之间的差距正在逐渐减少。其中Pentium Pro ,P4/1.5 ,P4/3.06这几款CPU的性能已经超过了同期RISC处理器的性能。图的下半部分是x86和RISC制成工艺的对比。

      核心技术例如,如何实现光浊雕刻...是看不到了。去各大电脑网,没事翻翻,AG集团还是不错的。


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