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x86架構誕生

?Intel 8086是一個由Intel于1978年所設計的16位微處理器芯片，是x86架構的鼻祖。不久，Intel 8088就推出了，擁有一個外部的8位數據總線，允許便宜的芯片用途。

??? 早在1981年，IBM公司推出了基于Intel 8088處理器的個人電腦（PC）；和8086處理器相比，它是一臺低價格，低性能的處理器。盡管在當時Motorola MC69000處理器的性能也相當不錯，但是IBM這樣選擇的理由是因為8088處理器已經能夠對地址總線進行“復用”，并且總線寬度達到8位，和以往相比，大大減少了整個系統的開銷。由于當時沒有芯片組這一概念，因此數據和指令的存儲和讀取都要依靠主板上的特殊門電路，這些部件也是8位的寬度。如果使用Mortola?MC69000處理器的話，那么在相同功能的情況下，主板需要更多的此類部件，因此大大增加了主板的制造成本。盡管有人建議，Mortola MC69000有助于系統性能的提高，但是IBM固守“簡單就是美”的原則，毅然選擇了8088處理器。

??? IBM的“生死抉擇”卻給軟件開發者帶來災難性的影響（當時沒有充分意識到）。由于處理器采用了808X的架構，因此數據和代碼只能在64KB的范圍內進行訪問。如果某一個程序需要使用超過64KB的內存，那么程序不得不使用16位的段地址和16位的偏移地址組合，來達到20位的數據訪問范圍。當時的程序員就為16位到20位的地址轉化傷透了腦筋。在程序的編譯過程中，也引進了相應的內存使用模式（小型，中型，大型，巨型）。系統集成的匯編語言在程序編寫時，必須指明是近程調用（near?call）還是遠程調用（far call）。如果要把8088處理器的程序移植到如MC68000機時，就必須把地址擴展成32位，這個過程非常繁瑣。

??? 盡管64KB的限制是IBM個人電腦的一個死穴，但是當時IBM PC的市場銷售額非常不錯。8088處理器和DOS操作系統能夠支持大部分的應用軟件，因此IBM的個人電腦推出不久就受到各界的好評；而對于64KB的限制，人們似乎沒有太多的關注。隨著PC的成功推出，IBM著手于X86系統架構標準的制定，并且希望成為全球最大的電腦制造商。Intel和Microsft都參與了此標準的定制，并且攜手進行個人電腦的開發。

??? 第一個x86架構的“嬰兒”便是于1985年推出的32位的80386處理器（386處理器）。當時，大部分的操作系統（或者準操作系統）還是16位模式，因此程序員也必須進行地址的轉化，這個令人厭煩的轉化工作直到Microsoft公司發布了第一款32位的操作系統Windows 95時，才得以解決。Windows 95是第一款使用32位地址的操作系統，它能夠對32位空間的數據進行讀寫操作，并且80386處理器的內部有7個通用寄存器（GPRS）。

??? 從19世紀80年代開始，X86架構快速的發展著。同時，RISC（精簡指令集）架構也受到人們的關注，并且有不少成功的產品，如SPARC ，PA－RISC，MIPS等。從價格上而言，X86架構的PC機最便宜；而那些基于RISC處理器的大型機價格昂貴。但是在架構上，PC機和大型機有非常多的相同點，它們都有著良好的軟件支持，并且集成匯編語言。

??? 它們之間第二個相似點就是PC和大型機的檔次通常用以整體的性價比來決定，而不是只決定于CPU的處理能力。可靠性，可用性，和功能性是用于衡量機器性能的主要標準。PC機和大型機的定位也相當的明確，在1980年，一臺PC機的價格只要幾百美元，而大型機的架構至少要上千美元；在功能上，PC機定位于整數的運算，而大型機卻是以浮點數的運算來衡量性能的高低。

??? 盡管PC機和RISC大型機在價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系統“MicroSPARC”。為了能夠穩固自身的地位，針對Sun公司這個行為，Intel公司不久后就推出了性能和MicroSPARC相當的Pentium Pro處理器，Pentium Pro處理器是X86架構發展過程中的一個里程碑。

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Pentium Pro 處理器首先在x86體系中引入了“微指令”的概念，即一條指令能夠完成原先幾條指令的操作。在256KB二級緩存的協助下，微指令使得系統的整體性能有了突破性的飛躍。當時由0.35微米制成技術制造的Pentium Pro處理器可以和原先任何一款RISC處理器叫板。在當時，Pentium Pro的驚人性能在PC的制造界產生了巨大的影響，那些原先RISC的支持者不得不重新審視起x86架構來。盡管x86架構存在GPRS數量過少，串行的通訊指令過于復雜，內存操作不便等缺點，但是RISC的開發者們不得不承認，當時的RISC架構達不到Pentium?Pro的性能。

揭開X86的真像

??? 隨著經濟的不斷發展，x86處理器的應用范圍越來越廣，但是人們似乎漸漸忘卻x86架構的不足。在x86架構的發展過程中，它微處理器（MPU）或多或少的占據著領先的地位。為了保持領先，個人電腦的發展似乎脫離了IBM原先“簡單就是美”的初衷。CPU的制成技術快速的發展著，集成的晶體管數量也基本按照莫爾定律增加。當CPU集成的晶體管數量超過1百萬后，“制成工藝”和“晶體管集成度”成為衡量系統性能的另一個標準。

??? 同時，基于RISC處理器的大型機也不懈的發展著，盡管在制成技術上不及X86架構，但是它的整數和浮點數性能要高于X86架構。以下是1993年至今，x86性能和RISC的比值。

圖 x86/RISC 性能比 vs制成工藝


上圖分為兩個部分，上半部分是x86/RISC的性能比。可以看出，在整體上，RISC的性能要高于x86（x86/RISC<1）,但是它們之間的差距正在逐漸減少。其中Pentium Pro ，P4/1.5 ，P4/3.06這幾款CPU的性能已經超過了同期RISC處理器的性能。圖的下半部分是x86和RISC制成工藝的對比。

??? Pentium Pro推出時，x86架構系統和RISC處理器系統的分工就相當的明確。

??? RISC系統針對高端的服務器市場，CPU和所有的部件都必須確保系統的“穩定性”，即使降低10％的性能也要盡可能的提高系統的穩定性。因此RISC 處理器必須經過詳細，嚴謹的設計，并且需要通過一系列嚴格的測試。因此大型機的CPU非常昂貴，每一代的CPU一般只推出2～3種不同頻率的產品，因為企業不可能在系統升級上不斷的投入昂貴的費用。

??? 相比之下x86架構系統主要針對個人用戶和小型的商用系統。和RISC相比，x86的價格要低1～2個數量級，它主要是確保系統的性能，或者盡可能的提高系統的性價比。因此針對同一代的CPU，它會推出7～8種不同頻率的產品。例如Intel Northwood Pentium 4的整個推出的過程中，一共發布了7種不同頻率的產品。

圖? 產品推出力度對比


上圖清楚的表明，在同一代產品中，RISC系統一般只會推出2－3種產品，而X86架構會有7－8種的產品。因此后者的粒度要比前者細的多。這也說明RISC系統的CPU一旦設計定型，就會進行制造和測試，在產品最后發布之前，盡可能的改正設計中的錯誤，因為RISC昂貴的價格決定一旦CPU的設計存在問題，那么這就是一款失敗的產品，在市場上就不會有立足之地。而x86的CPU價格較低，因此它不斷推出的產品能夠彌補以往設計中的不足，不同產品在于占領不同的市場。

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X86＝永恒？

??? 隨著X86架構的不斷成熟，人們逐步開始認識到其本身的限制和不足（例如32位的X86架構的尋址空間只有4GB），但是巨大的商業利益和強勁的軟硬件的支持，使得x86的架構難以動搖。盡管在x86的發展歷程中，也有不少的體系設計用于代替x86架構，但是它們都因為得不到廣泛的支持，最終以失敗告終。其中，影響較大的是以下3次“x86革命”。

第一次革命：MIPS/ACE 聯盟

??? 1991年4月，Compaq, Microsoft, DEC, MIPS和一些小型的計算機公司成立了高級計算環境（ACE）小組,他們的目的在于使用基于RISC處理器的MIPS架構來取來現有的x86/IBM個人電腦。 但是由于MPU上市日期的延遲，ACE小組的內部競爭，以及利益分成的問題，使得ACE小組的發展舉步為艱，最后以失敗而告終。



第二次革命：Apple/IBM/Motorola (AIM) 聯盟

????同樣在1994年4月底，Apple Computer, IBM 和 Motorola組成了AIM聯盟，目的在于把RISC處理器用于個人電腦系統。Motorola 和IBM聯手對POWER架構進行重新設計，用于取代原先Macintosh系統中逐漸衰落的680X0?CISC處理器。POWER架構給Mac系統帶來了巨大的成功，它的性能要比原先的Mac大大提高。但是x86架構的發展始終要快于PowerPC ，而且PowerPC沒有任何的性價比優勢，因此不多久，Mac機就在x86架構面前敗下陣來。在Intel和Microsoft巨大的壓力下，1994年8.3%的市場占有率也緊縮到目前的3%。

第三次革命：DEC/Samsung

??? 1996年年底， DEC的芯片制造部門（原先的Digital Semiconductor公司）發布布了21164PC。它是原先高性能處理器21164A（EV56）的PC版，因此價格較低，并且使用了微軟的Windows NT操作系統。由于缺少相應的軟件支持，DEC開發了FX！32模擬器，它能夠把原先X86的軟件無縫的應用到21164PC平臺。盡管CPU的價格低廉，但是支持21164PC的主板卻非常昂貴。而且在當時，人們對NT操作系統并沒有表現出多大的興趣，因此21164PC慢慢的在X86架構發展中退出了歷史舞臺。

??? 上述例子中的MPU制造商失敗的主要原因就是跟不上Intel CPU的發展速度。Intel不斷進行著新型的CPU設計，并且以價格來爭取市場；上述的三種新型CPU架構都是被Intel強大的馬力所拖垮。其中，MIPS/ACE 聯盟主要是資金的問題，而AIM聯盟的失敗歸咎于CPU的設計跟不上Intel的發展速度。

Intel的自我革命

??? 目前的事實告訴我們，當今幾乎不可能有其他的MPU制造商使用其他的系統結構，來挑戰Intel 現下兼容的X86平臺；其他的芯片制造商也沒有雄厚的資金和實力來和Intel公司進行抗衡。人們考慮：是否Intel公司自己會提出一種全新的架構；或者Intel是否會脫離IBM的x86標準來發展自身的Wintel體系架構（Wintel：Windows操作系統和Intel處理器）。近幾年，Intel致力研究的Itanium(安騰)處理器（IPF?Itanium Processor Family）似乎有取代x86的趨勢。Intel也宣布，Itanium會首先使用在服務器上，然后過渡到PC平臺，最終在移動平臺上實現。


??? 安騰處理器是構建在IA-64（Intel Architecture 64）　Itanium是英特爾最初的基于64-位體系的微處理器。Intel?的IPF主要針對RISC處理器原先占有的中高端服務器市場。Intel推出64位的處理器只是一個時間的問題，可能在目前而言，還為時過早；但是Intel的競爭對手AMD公司已經在今年推出了x86架構的擴展―――64的處理器和系統平臺。AMD 64位的架構并不是全新的架構，而是對原先32位的x86架構進行擴展，突破了4GB尋址空間的限制；但是64位的計算環境卻在業界產生了巨大的影響，它成為Intel?IPF技術的挑戰者。姑且不論AMD 64位架構推出時機是否合適，但是業界普遍認為64位的架構會在5年內成為主流的桌面PC架構，同時AMD的這一舉措也加快了IPF處理器的推出。

???IPF技術是由Intel和惠普聯合研制，取得了一定的成績。但是目前的IPF處理器核心尺寸，電源功耗都決定了其不能使用在桌面系統上。IPF采用0.18微米的制成工藝，和Alpha EV（397mm2，125W），POWER4（415 mm2，115W）相比，Itanium 2處理器的尺寸為421 mm2，電源功耗高達130W。

??? 在隨后的，代號為Madison/Deerfield的Intanium 2處理器中，Intel使用了0.13微米的制成工藝。1.3GHz的Itanium 2處理器的最大發熱量和2.66GHz Northwood Pentium 4相當。和2.66GHz Pentium 4相比，1.3GHz Itanium2的整數運算性能有了10%的提高，浮點數性能有了50%的提高。在高級的優化技術下，IPF的性能要比原先同等頻率的處理器高出整整一倍，而且隨著IPF技術的成熟，這種差距會愈加擴大。

??? 盡管在硬件的技術上，AMD和Intel都已經相當成熟；但是AMD 64位的系統和Intel的IPF都不得不面臨一個相同的問題：缺少軟件的支持。目前支持AMD 64位系統和IPF技術的只有Window最新的操作系統。AMD公司和Intel公司對于64位架構的研發上都或多或少面臨“雞生蛋，還是蛋生雞”的尷尬局面。64位的架構必須有軟件的支持才能發揮應有的功效，同樣軟件只有憑借64位的架構才能進行開發。業界人員保守的估計，64位的軟件至少要3－5年才能普及起來。

??? 對于IPF處理器而言，它和原先x86架構下的處理器有什么本質的不同呢？如果不考慮AMD的64位擴展x86架構，在相同的電源功耗，相同的費用，相同的制成工藝下，IPF處理器在整數運算上的性能會高出20%－30%，浮點數和DSP的運算性能會有50%的提高。

結論：革命尚未成功，同志仍需努力

?? “說要比做的容易。”隨著IPF技術的成熟，32位x86架構缺陷的不斷出現，IPF取代x86架構勢在必行。但是一旦真正的進行“改革”。IPF（或者其他架構）必定會受到來自各方面的壓力和阻礙。樂觀的估計，IPF取代x86成為主流的架構至少要在2005年以后。如果考慮到來自AMD 64位的x86的架構阻撓，那么整個改革的之間會更長，甚至有失敗的可能。
我們深知，每一項新技術的應用，都會伴隨著出生時的陣痛；但是對于未來卻是一片光明。Intel的IPF如此，AMD的64位架構也是如此。在PC發展歷程中，正是這些一次又一次的陣痛，不斷推動著整個IT界發展，使IT界保持旺盛的發展力。也許這些陣痛可能會帶來難產，使得嬰兒死于襁褓之中；但是每一次成功的誕生，都會給IT界帶來一個全新的世界。不管X86架構未來如何，我們都期待著會有一個嶄新的明天。

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CPU體系結構CISC與RISC之爭

(轉自pcpro.com.cn)

??? 在PC發展之初，除了成熟的CISC指令架構外，IBM沒有更好的選擇，原因很簡單，更先進的RISC架構在1975年才出現，且只針對超級計算機領域，當時沒有人意識到PC會有如此之大的發展，只是將它作為計算產品的一種補充而已。為圖省事，IBM干脆就選擇了Intel作為微處理器芯片的合作伙伴，而Intel所創立的X86指令系統便屬于CISC架構。

??? 我們有必要對指令架構、CISC、RISC之類的概念作明晰的解釋。眾所周知，微處理器的基本邏輯是運行指令的電路，計算機的任何一個程序都是由或多或少的基本指令組成，而指令本身又是由若干個微操作構成，例如對兩個二進制數進行加減運算，或者將結果送進寄存器中等等。了解匯編語言或機器語言的讀者對此應該比較清楚。這些基本指令被稱為微處理器的微代碼（Microcode），指令數量越多、完成微操作所需的邏輯電路就越多，芯片的結構就越復雜。每個處理器開發商都可以自己定義出一套指令系統，但如果指令系統不相同，構成軟件的指令也不相同，這樣就無法實現軟件兼容。在專用計算機時代，這種情況十分普遍，各個計算機廠商都獨立發展指令系統、微處理器、計算整機和軟件，不同廠商的軟硬件產品無法兼容使用，其原因就在于微處理器的指令系統采用不同的定義。然而，盡管當時指令系統種類甚多，它們卻都歸屬于CISC架構—CISC的英文全稱是Complex?Instruction Set Computer，意為“復雜指令系統計算機”。它的特點是指令數量龐大臃腫，每個指令不管執行頻度高低都處于同一個優先級，程序員的編程工作相對容易。但它的致命弊端是執行效率低下，處理器的晶體管被大量低效的指令所占據，資源利用率頗為低下。當IBM成功發展出RISC系統之后，CISC迅速被超級計算機所拋棄。但機緣巧合，它卻在PC上獲得新生，為了保持軟件兼容，PC必須一直延續X86架構無法脫離（IBM將標準制定權讓給Intel，最終葬送了自己在PC領域的前途）。后來加入微處理器戰團的Cyrix、Rise、AMD、IDT等廠商無一不是如此，PC朝著X86道路漸行漸遠，從8位、16?位、32位一直擴展到現在的64位，雖然它依然有旺盛的生命力，但背后的一系列缺陷也逐漸顯現：芯片設計臃腫不堪，能源利用率低下，性能與晶體管規模相當的RISC產品根本不在一個水平線上。



圖1依據80/20法則劃分的“冷代碼”與“熱代碼”概念——前者占據X86指令總量的80%，后者只占據20%。與之相應，冷代碼執行單元占據絕大多數硬件資源，而高度活躍的熱代碼執行單元所占據的硬件資源反而要少得多。PARROT優化之后，熱代碼執行單元被大大加強，冷代碼單元則被相應縮減，在晶體管規模不變的前提下實現性能的跨越式提升。


??? 相比之下，RISC（全稱Reduced Instruction Set Computer，精簡指令系統計算機）則是一套優化過的指令架構，它是根據著名的80/20法則所訂立。早在上個世紀60年代，計算機科學家們發現，計算機中80%的任務只是動用了大約20%的指令，而剩下20%的任務才有機會使用到其他80%的指令。如果對指令系統作相應的優化，就可以從根本上快速提高處理器的執行效率。IBM公司在1975年成功開發出第一款RISC處理器，從此RISC架構開始走進超級計算機中。由于指令高度簡約，RISC處理器的晶體管規模普遍都很小而性能強大，深受超級計算機廠商所青睞。很快，許多廠商都拿出自己的RISC指令系統，除了IBM的Power和PowerPC?外，還有DEC的Alpha、SUN的SPARC、HP的PA-RISC、MIPS技術公司的MIPS、ARM公司的ARM等等。它的應用范圍也遠比?X86來得廣泛，大到各種超級計算機、工作站、高階服務器，小到各類嵌入式設備、家用游戲機、消費電子產品、工業控制計算機，都可以看到RISC的身影。只不過這些領域同普通消費者較為脫離，故而少為人知。

??? 無論在執行效率、芯片功耗還是制造成本上，選擇RISC都比沿用X86更加英明。我們不妨作一番實際的比較：目前Intel公司最快的處理器是 Prescott核心的Pentium 4 XE系列，它的晶體管總數在1億7800萬個以上，最高功耗達到130W，但它的運算能力不超過20GigaFlops（FLoating point Operations per Second，每秒浮點運算）。而目前最快的RISC處理器是IBM推出的Cell，它的晶體管總數為2.34億個，在采用90納米工藝制造時芯片面積為221平方毫米，但它的運算力高達2560GigaFlops，整整是Pentium?4 XE的128倍。Intel將在年中推出雙核心的Smithfield，性能最多能有80%的提升，而芯片規模將達到與Cell相同的水平。由此可見，二者完全不是一個層面上的對手，X86指令系統的低效性在這里一覽無遺。與此對應，RISC產品在成本上優勢明顯—半導體芯片的制造成本同芯片面積三次方成正比。在工藝相同的情況下，芯片面積大小取決于所集成的晶體管規模。RISC處理器核心精簡、效率更高，只要很少的晶體管就能達到與X86產品媲美的效能，制造成本可大大低于現有的X86處理器。而小晶體管規模亦有助于保持較低的能耗值，RISC處理器在這方面表現相當杰出，現在的嵌入式設備幾乎都采用?RISC產品，原因就在于這類產品的功耗值超低。

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過去，PC鐘情于X86的原因在于軟件兼容，尤其是微軟只為X86 PC開發Windows系統，這也被認為是PC采用RISC架構的最大障礙。這個障礙最終也將被解除，Linux操作系統逐漸發展成熟，Mac OS X的綜合水準更遠在Windows之上，辦公、圖形、網絡、多媒體相關的各類跨平臺應用軟件極大豐富。如果你是一個游戲玩家，RISC平臺一定會令你大呼過癮，于2005-2006年發布的索尼PS3、任天堂Revolution和微軟XBOX等新一代游戲機產品將全面轉入RISC體系（有趣的是，三種游戲機都采用IBM所設計的處理器，指令系統相同），短時間內許多品質一流的配套游戲軟件將會大量涌現。只要指令系統相同，這些游戲完全可以實現平滑移植。

??? 單從技術角度考慮，以RISC取代X86作為PC的主力架構的確是非常英明的選擇，更高的效率、更快的速度、更低的成本以及同樣豐富的軟件支持， RISC PC將展現出勃勃生機。然而，這一切似乎不容易實現，無論Intel、AMD還是微軟，它們的輝煌成就都構建在X86的基礎之上，轉向RISC對它們來說無異于釜底抽薪。目前執著發展RISC PC的只有蘋果公司，它們的全系列PC都基于IBM的PowerPC指令架構。不幸的是，盡管蘋果公司大名鼎鼎，但它對整個市場的影響力極其有限，PC轉向RISC最大的障礙不在于技術或兼容性，而是缺乏一個實質性的領導者，但有跡象表明，藍色巨人(IBM)對此有著強烈的意愿，RISC能否把握住PC的下一個三十年盡皆取決于它。

即便不采用RISC架構，我們仍然可以借助它的思想對X86處理器進行結構性改良。事實上，X86處理器一直都從RISC產品中獲取靈感，包括EV6總線、整合內存控制器、超線程技術、雙核心等等新技術新概念都是首先在RISC產品中得到成功應用，之后才被Intel/AMD引入到X86處理器當中。實踐證明，這種做法往往對X86處理器的性能提升有著決定性的影響，而從RISC汲取營養也就成為X86業界的習慣做法。

??? 不過，上述這些技術改良都只停留在應用層面，指令體系的根本差異成為X86與RISC之間的壁壘，若能借助RISC理念對X86處理器進行結構性改良，也許可獲取更大的效益。Intel在IDF技術峰會上提出的“PARROT”概念便充分體現了這種思想。PARROT的全稱是“Power?AwaReness thRough selective dynamically Optimized Traces”，從其名稱不難得知，PARROT是一項借助“動態優化執行路徑”來提高處理器執行效率的技術。它的理論基礎也是著名的80/20法則，但與RISC不同，X86處理器無法從指令系統層面上實現這一點。，Intel另辟蹊徑，提出了一個全新的發展思路，將20%的常用指令定義為“熱代碼（Hot Code）”，剩余的80%指令使用頻率沒那么高，被定義為“冷代碼（Cold?Code）”。對應的CPU也在邏輯上被劃分為兩個部分：一是熱核（Hot Spot），只針對調用到熱代碼的程序；另一部分則是冷核（Cold?Spot），負責執行20%的次常用任務。由于熱核部分要執行80%的任務，設計者便可以將它設計得較為強大，占據更多的晶體管資源。而冷核部分任務相對簡單，沒有必要在它身上花費同樣的功夫。理論上說，設計者可以將80%的晶體管資源用在熱核上面，使之高效率執行任務，剩余的20%晶體管資源則用于僅完成20%任務的冷核。相比之下，現在的X86處理器完全沒經過結構優化，所有指令地位對等，80%的次常用指令占據了大量的晶體管資源，又沒有創造出相應的價值，芯片內只有20%的區域處于活躍狀態，這顯然不夠科學。

??? “PARROT”創造了一種嶄新的雙核概念，過去我們談論的雙核心指的是在一枚芯片內集成兩個對等的CPU內核，通過并行運算獲得性能增益，我們可以將它看作是橫向維度的對等設計。而“PARROT”則是一種縱向維度的雙核理念，熱核與冷核地位并不對等，且無法獨立運作，只能說是一個CPU內核中的兩部分分立邏輯。它所起到的是提高CPU的硬件資源利用率，以高執行效率達到高效能的目的，這種做法顯然比目前業界鼓吹的“雙核心”更具革命意義。我們不妨深入分析“PARROT”的微架構（圖2所示），處理器執行管道被分為“冷管道（Cold?Pipe）”和“熱管道（Hot Pipe）”兩部分，二者都擁有彼此獨立的取指和執行單元，當處理器讀取程序指令時，會預先對其作分析，以判定它是歸屬于“熱代碼”還是“冷代碼”。若為活躍的“熱代碼”，則將其送入“熱管道”邏輯進行高效處理；如果屬于“冷代碼”，那么將其送入“冷管道”邏輯處理，所得結果最終再作匯總輸出。


圖2 PARROT微架構，CPU被劃分為相對獨立的兩個執行管道。

圖3所示為“PARROT”處理器的詳細執行路徑情況，我們可以看到，“冷管道”部分相對簡單，只有“指令緩存（Instruction Cache）”、“冷執行單元（Cold Execution）”和“分支預測單元（Branch Prediction）”，占據少量的晶體管即可。而“熱管道”部分則顯得相當復雜，它由“追蹤緩存（Trace Cache）”、“追蹤預測單元（Trace Prediction）”、“熱執行單元（Hot Execution）”、“追蹤優化（Trace Optimizer）”以及“追蹤選擇過濾＆構建（Trace?Select Filter&Build）”等幾大邏輯單元共同構成，每個邏輯都被設計得盡可能強大。計算結果生成之后，再由“同步合成單元（Synchronized Commit）”組合匯總，最后才通過前端總線輸出給計算機內存，由此完成整個運算過程。



圖3 基于PARROT思想的X86處理器邏輯結構—冷代碼與熱代碼在執行階段被彼此分離。


??? PARROT的新奇思路令人耳目一新，通過對執行單元的結構性優化，X86處理器可以說是獲得了重生。設計者可以對“熱核”部分進行大大強化，使之擁有更高的效能，在執行多數任務時用戶都可感覺到立竿見影的性能提升，而對于冷核的必要壓縮則大幅度節省了晶體管資源，并可達到明顯降低芯片功耗的目的。設計者可以在晶體管規模不變的前提下，讓X86處理器獲得數倍的效能提升。毫無疑問，PARROT對于深陷困境的X86架構無疑是雪中送炭，X86處理器將因此出現跨越性的技術進步。而換個角度看，PARROT完全可以說是RISC思想的偉大勝利，80/20法則再度成為魔法的關鍵，只不過，上一次?IBM基于此建立了偉大的RISC指令系統，而這次是Intel在保持X86軟件兼容的前提下，成功實現了對微處理器結構的優化，兩種做法可謂是殊途同歸。據悉，PARROT技術將在2007年開始進入實用，“Merom”將成為首款基于PARROT思想的處理器內核。大家一定看過這樣的新聞：2007 年Intel的服務器處理器、桌面處理器和移動處理器都將采用“Merom”內核，無論性能還是功耗都將有出色的表現，我們有足夠的理由對它寄以厚望。

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如何插入一段漂亮的代碼片

去博客設置頁面，選擇一款你喜歡的代碼片高亮樣式，下面展示同樣高亮的 代碼片.

// An highlighted block var foo = 'bar';

生成一個適合你的列表

• 項目
  • 項目
    • 項目

項目1

項目2

項目3

• 計劃任務
• 完成任務

創建一個表格

一個簡單的表格是這么創建的：

項目Value

電腦	$1600
手機	$12
導管	$1

設定內容居中、居左、居右

使用:---------:居中
使用:----------居左
使用----------:居右

第一列第二列第三列

第一列文本居中	第二列文本居右	第三列文本居左

SmartyPants

SmartyPants將ASCII標點字符轉換為“智能”印刷標點HTML實體。例如：

TYPEASCIIHTML

Single backticks	'Isn't this fun?'	‘Isn’t this fun?’
Quotes	"Isn't this fun?"	“Isn’t this fun?”
Dashes	-- is en-dash, --- is em-dash	– is en-dash, — is em-dash

創建一個自定義列表

Markdown

Text-to- HTML conversion tool

Authors

John

Luke

如何創建一個注腳

一個具有注腳的文本。²

注釋也是必不可少的

Markdown將文本轉換為 HTML。

KaTeX數學公式

您可以使用渲染LaTeX數學表達式 KaTeX:

Gamma公式展示 $\Gamma (n)=(n?1)!?n\in \mathbb{N}$ 是通過歐拉積分

$$\Gamma (z)={\int }_0^{\infty }{t}^{z?1}{e}^{?t}dt.$$

你可以找到更多關于的信息 LaTeX 數學表達式here.

新的甘特圖功能，豐富你的文章

ganttdateFormat YYYY-MM-DDtitle Adding GANTT diagram functionality to mermaidsection 現有任務已完成 :done, des1, 2014-01-06,2014-01-08進行中 :active, des2, 2014-01-09, 3d計劃一 : des3, after des2, 5d計劃二 : des4, after des3, 5d

• 關于 甘特圖 語法，參考 這兒,

UML 圖表

可以使用UML圖表進行渲染。 Mermaid. 例如下面產生的一個序列圖：:

張三 李四 王五 你好！李四, 最近怎么樣? 你最近怎么樣，王五？ 我很好，謝謝! 我很好，謝謝! 李四想了很長時間, 文字太長了 不適合放在一行. 打量著王五... 很好... 王五, 你怎么樣? 張三 李四 王五

這將產生一個流程圖。:

鏈接 長方形 圓 圓角長方形 菱形

• 關于 Mermaid 語法，參考 這兒,

FLowchart流程圖

我們依舊會支持flowchart的流程圖：

• 關于 Flowchart流程圖 語法，參考 這兒.

導出與導入

導出

如果你想嘗試使用此編輯器, 你可以在此篇文章任意編輯。當你完成了一篇文章的寫作, 在上方工具欄找到 文章導出 ，生成一個.md文件或者.html文件進行本地保存。

導入

如果你想加載一篇你寫過的.md文件或者.html文件，在上方工具欄可以選擇導入功能進行對應擴展名的文件導入，
繼續你的創作。

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mermaid語法說明 ??

注腳的解釋 ??

總結

以上是生活随笔為你收集整理的逃离x86架构-----CPU体系结构CISC与RISC之争的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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