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四国鏖战 各显神通——64位处理器浮出水面



作者:yj01    转贴自:本站整理    点击数:2362


  当Pentium 4与Athlon XP争得死去活来之际,眼光长远的Intel公司又向处理器市场投下一枚重型炸弹——“Itanium(安腾)”。这是一个具有划时代意义的产品,因为它将结束处理器的32位竞争,进入新的系统架构——64位。目前已有Intel、AMD、IBM和SUN这四家公司准备投入64位处理器的战场,我们已经能清晰地嗅到64位大战的火药味。 

64位,是何许人也?
CPU最初从4位计算开始,如当初Intel的4004等,后逐渐发展到8位、16位。当用32位计算的386机型取代16位计算的286时,PC的一次重大革命开始了,也就是从DOS操作系统进化到了Windows系统。虽然这样,但这一系列的处理器都采用x86-32位微处理器的架构和指令集,20多年没有变过,有的只是对x86的改进和增强。而如今当64位横空出世时,x86-32系统结构只有丢盔弃甲,落荒而逃的份了。

1.Intel公司
Intel早在2001年就宣布要推出第一款64位的Itanium处理器,采用IA-64u架构,最大支持16GB内存(远远超过了先前4GB的限制),提供4.2GB/s内存峰值带宽,此外还具备新的性能强大的浮点单元、极大的内存寻址能力、更精确且更快的分支预测单元等优点。接着,Intel又准备推出Itanium 2处理器(开发代号为McKinley),使用0.18微米技术生产,晶体管数量为2.2亿个,内置4.5MB三级缓存。
今年夏季,Intel又将开始开发第三代Itanium处理器(开发代号为Madison)●,它将采用0.13微米制造工艺,在374mm2的核心中集成了4.1亿个晶体管,内置6MB三级缓存。
据悉,Intel将在2004年推出下一代64位处理器Madison 9M和Deerfield。其中,Madison 9M具有9MB的三级缓存,工作频率达到1.5GHz以上,超过5亿个晶体管;而Deerfield系列则是低功耗版。随后在2005年,Intel将投放64位的开发代号为Montecito的处理器。
2.AMD公司
AMD的第八代处理器是采用x86-64v架构,其面向工作站和服务器的CPU产品命名为Opteron(开发代号为SledgeHammer)●,面向台式机的产品命名为Athlon 64(开发代号为ClawHammer)●。
从AMD构想得知,基于Opteron的系统不但能运行32位软件,同时也具有64位系统优秀的扩展能力。并且AMD在Opteron的设计上充分发挥了独创才智,在处理器内部集成内存控制器,这样不但解决了前端总线的性能瓶颈、提高内存的存取速度,而且使内存容量可随处理器数量的增加而增加。面对普通用户的Athlon 64处理器,采用0.13微米制造工艺,内置的单内存控制器可支持DDR333内存,最大支持4GB内存,集成128KB一级缓存,256KB或512KB二级缓存。
3.IBM公司
IBM作为高端服务器处理器的最大制造商,为捍卫其霸主地位,设计了Power4。该处理器采用0.13微米制造工艺,主频速度将超越1.3GHz,每块Power4中集成了两个完整的子CPU(后续版本可能集成4到8个CPU),还有1.5MB二级缓存。它可以让两个子CPU同时执行自己的线程,而每个线程内部照样使用目前最先进的超标量、流水线等结构。可以这样说,Power 4是目前最强的64位CPU了。
除此而外,IBM最近又推出一款Power 4服务器处理器演变产品——PowerPC 970●。它采用超薄的0.13微米制造工艺及IBM独特的铜线连接技术和高效的绝缘硅(SOI)技术,实现了更高性能和更多新功能,运行速度可达到1.8GHz,能处理64位的较大数据块。IBM PowerPC 970不仅支持64位计算,对于传统的32位应用仍提供支持,这样大大提高其兼容性。当然,IBM是不会满足现状,它将在2004年推出支持64路(32个双核心处理器)Power 5微处理器。
4.SUN公司
SUN公司一直关注高端服务器和工作站市场,其UltraSparcⅢ●是64位处理器,采用0.13微米制造工艺,主频为1.2GHz。
接下来,SUN将推出UltrasparcⅢ的升级版本——UltrasparcⅣ,它采用0.13微米制造工艺,将进一步缩减核心面积。未来两、三年内,SUN将推出采用0.09微米制造工艺的UltrasparcⅤ处理器,SUN想借此产品与IBM和Intel等公司一决高下。

目前,IBM公司和SUN公司推出的高端64位处理器采用RISC指令体系(精简指令集)。它与传统的CISC(复杂指令集)相对。相比而言,RISC的指令格式统一,种类比较少,寻址方式也比复杂指令集少。当然处理速度就提高很多了。不过由于RISC体系简化了CPU结构设计,使编程变得比较复杂。

5.结语
64位处理器的诱人性能早已耳熟能详,但为什么我们还一直在32位处理器面前停止不前?其中最主要的原因在于32位计算和64位计算之间的那道“隔离墙”——64位架构不能运行32位软件。所以大部分用户对64位技术也持有一种漠不关心的态度。事实上,64位计算必将影响未来10年PC的发展方向,64位计算的时刻必将来到。为早日进入64位计算的魔幻世界,目前急需解决的就是使64位解决方案同样高性能地运行在64位和32位两种平台之上,同时,在64位操作系统上能非常稳定地运行32位应用软件。