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重生时空门-第37部分
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嗯，就做RISC了，目标施乐！
决定了做RISC，接下来就是选择哪款RISC处理器了，历史上RISC处理器有很多种，但基本上市场只流行三种RISC处理器，它们分别是MIPS的R系列，ARM公司的ARM系列和SUN公司的SPARC，除此之外，还有IBM、苹果和摩托罗拉联合推出的PowerPC，至于INETE公司推出的至强处理器，完全属于ARM范畴。
这几款处理器各有优点，也各有缺点，ARM公司的RISC处理器是为了提高处理器运行速度而设计的芯片体系，它的关键技术在于流水线操作即在一个时钟周期里完成多条指令。
相较复杂指令集CISC而言，以RISC为架构体系的ARM指令集的指令格式统一、种类少、寻址方式少，简单的指令意味着相应硬件线路可以尽量做到最佳化，从而提高执行速率。因为指令集的精简，所以许多工作必须组合简单的指令，而针对复杂组合的工作便需要由编译程序来执行。
因此ARM处理器的特点是体积小、低功耗、低成本、高性能；二是大量使用寄存器且大多数数据操作都在寄存器中完成，指令执行速度更快；三是寻址方式灵活简单，执行效率高；四是指令长度固定，可通过多流水线方式提高处理效率。
但ARM缺点也很明显，它只适合移动终端的嵌入式CPU解决方案，如果要作为服务器CPU，它充其量也只能算是个中低端CPU，比如说INTEL的至强处理器就是这种类型。
相比之下，MIPS和SPARC就不同了。
MIPS是超高效精简指令集计算机体系结构中的一种，与当前商业化最成功的ARM架构相比，MIPS的优势主要有五点：一是早于ARM支持64bit指令和操作，像MIPS面向高中低端市场先后发布了P5600系列、I6400系列和M5100系列64位处理器架构，其中P5600、I6400单核性能分别达到3。5和3。0DMIPS/MHz，即单核每秒可处理350万条和300万条指令，超过ARMCortex－A53230万条/秒的处理速度。
二是MIPS有专门的除法器，可以执行除法指令；三是MIPS的内核寄存器比ARM多一倍，在同样的性能下MIPS的功耗会比ARM更低，同样功耗下性能比ARM更高；四是MIPS指令比ARM稍微多一些，执行部分运算更为灵活，更主要的是MIPS的指令集源代码相比于ARM来说，中国人更加容易理解，不像ARM和SPARC，只适合西方人，不适合东方人，中国人看到它，有时候会崩溃。
五是MIPS在架构授权方面更为开放，允许授权商自行更改设计，如更多核的设计。
同时，MIPS架构也存在一些不足之处：一是MIPS的内存地址起始有问题，这导致了MIPS在内存和CACHE的支持方面都有限制，即MIPS单内核无法面对高容量内存配置；二是MIPS技术演进方向是并行线程，类似INTEL的超线程，而ARM未来的发展方向是物理多核，从目前核心移动设备的发展趋势来看物理多核占据了上风。
三是MIPS虽然结构更加简单，但是到现在还是顺序单/双发射，ARM则已经进化到了乱序双/三发射，执行指令流水线周期远不如ARM高效。
从以上几点可以看出，MIPS相比ARM具有更大的优势和更大的发展潜力，MIPS的应用范围比ARM更加地广阔，MIPS不但可以作为服务器的高端CPU，由于MIPS比ARM拥有更多的寄存器，使得MIPS比ARM更加省电和节能（比ARM节能25％），因此它比ARM更加适合作为移动终端的嵌入式CPU方案。
而且MIPS结构是所有RISC处理器中最简单的，因此CPU设计师在设计时，因为它构架简单，因此它的设计周期很短，可以应用更多先进的技术，开发更快的下一代处理器。
更加重要的是，MIPS是所有RISC处理器中是兼容性和通用性最好的处理器，他不但具有向下兼容能力，甚至还有良好的向上兼容能力，通用性也一点不比X86差，因此它完全可以作为桌面电脑的处理器。
事实上历史上RISC与CISC之争，其实就是MIPS与X86之争。
既然MIPS被你说得那么好，那为什么MIPS在与ARM竞争中，反而是ARM最终赢得了胜利，以至于MIPS呢？最后反而还被ARM给收购了呢？
其实MIPS失败，不是失败在技术上，而是失败在商业上，因为MIPS是几个大学教授搞出来的，因此MIPS身上有着浓厚的学院派发展风格，众所周知让教授搞研究可以，但要让教授搞商业，我只能呵呵了……当然不排除教授里面有极高商业天赋的，但显然这几位教授不在这个范围之内。
由于教授不会搞商业，这就导致其MIPS的商业进程远远滞后于ARM，当ARM与高通、苹果、NVIDIA等芯片设计公司合作大举进攻移动终端的时候，MIPS还停留在高清盒子、打印机等小众市场产品中。MI商业进程的远远滞后，从而又导致自身系统的软件平台也相对落后，应用软件与ARM体系相比要少很多的连锁式反应。
除了ARM和MIPS外，还有第三种RISC处理器，那就是赫赫有名的SPARC。
SPARC全称ScalableProcessorARChitecture即“可扩充处理器”构架，他是专业的服务器CPU。
为什么用专业这个词？这么说吧，如果把ARM比喻为普通的大众车，MIPS是奔驰迈巴赫的话，那么SPARC就是劳斯莱斯幻影或者就是布加迪威龙，它是CPU中战斗机，是CPU中的苏－35，是CPU里的F－22。
SPARC就是这么牛X，它是超级计算机最理想的处理器，是超级计算机最顶级的处理器，SPARC微处理器最突出的特点就是它的可扩展性，就好比一台航空发动机加了加力燃烧室，一下子就让CPU的性能大幅提高。
没错！可扩展性，就是我们通常所说的超频！不过我们一般所用的超频处理器，是X86构架的CISC处理器，但CISC处理器的超频非常有限，真正能把超频技术发挥至极致的还要数RISC。
而SPARC就是这么一款处理器，它所有的设计都是围绕可扩展来设计的，由于SPARC特殊的设计构架，使得SPARC在同等技术，同等制成工艺下，就因为它的扩展，使得SPARC的性能一下次比给提升了好几倍，这就导致SPARC非常的耗电。
由于SPARC是定位于服务器和超级计算机最顶级的专业处理器，因此这就对SPARC的可靠性和稳定性，以及极端环境的适应性上提出了非常苛刻的要求，要求之高远非MIPS和ARM能比的。
这也是为什么在航空航天领域，以及军用计算机领域，会把SPARC作为首选。
SPARC如此优秀，起缺点也是同样明显，它的缺点正是由SPARC的超高性能所带来的，SPARC太高大上了，这就导致SPARC的设计难度，是所有处理器中最难设计的，不管是RISC还是CISC。
同时，SPARC也是所有处理器中制造成本最高的处理器，它的研发成本也是巨大，SUN公司在后来之所以破产就是因为他们在SPARC的开发上投入了太多的金钱而导致。
SUN投入了多少？说出来吓死你。
2008年，SUN公司研制决定研制新一代的SPARC处理器“Rock”，该处理器采用45纳米工艺，处理器有16个核心，每个核心具备16个线程，每个处理器的线程数量将达到惊人的256个。
16个核心又被分成四个部分，每4个核心构成一个“簇”，4个核心共享一个I－cache、2个FPU和2个数据缓存。每个核心支持2个线程，总共支持32个线程，同时Rock还具备“Scout预取”功能，实现指令的预取，提升处理器性能。
除了这些以外，由于SPARC特殊的使用环境，因此你还要保证它的高可靠性和高稳定性，想想这难度会有多大！
Sun对这款高端处理器寄以厚望，经历5年的研发时间并投入了六十多亿美元的研发资金，不过遗憾的是，我们今后可能根本看不到这款处理器的身影。
在研发过程中“Rock”出现了比较严重的性能问题，并没有达到当初Sun的预期，并且连续的财政赤字让Sun无力再继续负担高昂的研发费用……
2013年4月，SUN被甲骨文公司收购，这个新东家也似乎不打算支持这个耗资巨大的项目，6月中旬，纽约时报披露“Rock”已经被Sun废止，这个投入大量时间和资金的处理器最终出师未捷。
最让人遗憾的是，甲骨文将会彻底放弃SUN的硬件业务，从而把目光转向软件领域，因此，除中国还在继续发展SPARC外，我们以后再也看不到SUN公司性能超高的的SPARC处理器了。
至于中国版的SPARC？不提也罢，那只不过是超级简化版本的SPARC，其综合性能不要说跟SUN公司的比，甚至还比不上同时期的MIPS和ARM，唯一可比的只有可靠性和稳定性完全不输于SUN原版。
第75章 Alpha（）
除了以上三种非常着名的RISC处理器外，还有一种RISC处理器也不能不提到，那就是212XX系列芯片。
212XX系列全称叫Alpha处理器，是由DEC公司设计制造。Alpha处理器计划于80年代的中后期，它的诞生并不是为了在专业领域极强的服务器或者超级计算机而设计的，更不是为了占领嵌入式CPU市场，DEC开发Alpha的原因，是为了于英特尔公司在桌面电脑领域，也就是在个人电脑上一挣长短。
只要对国际半导体芯片发展史有所了解的人都知道，RISC处理器诞生后，如同一颗巨大而耀眼的彗星撞向了地球，RISC的诞生让半导体界很快分成了两派，一派就是传统的CISC支持者，他们坚定的站在CISC一边，拥护着CISC的一切，这里面最典型的代表就有INTEL和AMD，以及当初的摩托罗拉。
这三家公司之所以坚定的站在CISC阵营上，是因为他们已经建立一条以CISC为基础的商业利益。
INTEL和AMD公司都是以存储器芯片起家的，但自日本掌握的存储器技术后，很快就向美国发起了冲击，国际上存储器的价格是一降再降，很快以INTEL和AMD为首的半导体存储器制造商很快就支撑不住了，于是纷纷开始谋求转型，1970年，INTEL公司推出世界上第一款CISC处理器C－4004，从而开创了历史上着名的X86构架，经过多年的发展X86构架技术已经成熟，从而形成了一系列的以CISC为核心的商业利益体系，特别是在桌面电脑上更是如此。
RISC相比CISC在技术上虽然有更多的优势，但这个时候的INTEL不可能把它多年建立起来的CISC体系给推翻，然后加入到RISC当中来。
但DEC公司则不同，六七十年代DEC公司一直是IBM最强劲的竞争对手，其推出的中型机一直在中小企业中占有垄断地位。
可PC的诞生，则终结了DEC公司的神话，大量的PC微机涌入市场，占据了原本属于DEC的市场，更何况PC相比DEC的中型机来说，它的价格更加便宜，更何况PC还是个全开放的电脑，大量的第三方兼容机的涌入，使得DEC的市场极度萎缩。
面对种种不利的局面，DEC公司开始反思自己未来的路，经过详细的调查，他们发现在未来，个人电脑计算机前途无量，DEC想要存活下去，就必须加入个人计算机的发展潮流中。
可要加入个人计算机潮流，DEC将不得不面对一个现实问题，那就是如果加入PC阵营，那就是DEC向IBM认输，在情感上会让DEC难以接受，更何况PC阵营中有许多的兼容机厂商，这些兼容机厂商没有任何的技术基础，他们的生存法则是，从市场买来各个电子元器件，再把他们组装在一起，然后就买给了客户。
如果DEC加入他们，岂不是说DEC跟这些不入流的兼容机厂商是一个水准，这让DEC这样的技术贵族更是无法接受。
于是DEC决定另起炉灶，重新制定一个个人计算机标准，这个时候市面上闹的红火的RISC进入了DEC的法眼，于是DEC决定开发一款精简指令集技术的个人计算机——alpha处理器就是在这样的历史背景下诞生。
Alpha架构于1992年2月25日，DEC公司在东京召开的一次会议上面被正式推介，新处理器采用完全64－bitRISC设计，执行固定长度指令（32bits）。
有32个64bit整数寄存器，操作43－bit的虚拟地址（在后来能够扩充到64－bit）。和VAX相同，使用little－endian字节顺序，即低字节的寄存器占用低内存地址线。
而不像如摩托罗拉等大多数处理器所使用的big－endian字节顺序，即低字节寄存器占用高内存地址线。除此之外，处理器还内建一个算术协处理器，有32个浮点64－bit寄存器，采用随机存取，而不是在intelx86协处理器上使用的堆栈存取方式。整个Alpha的生命周期被设计为至少25年。
Alpha虽然是一款RISC处理器，但它主要是作为桌面电脑的CPU，因此Alpha上面拥有明显的桌面CPU特征，Alpha保持了可以运行多种操作系统的特点，其中包括Tru64UNIX、OpenVMS和Linux等，而在这些系统中，已经有许多成熟的应用程序，这也是Alpha处理器相比X86的一个优势。
对于追求性能的用户，DEC公司的Alpha处理器对骨灰级玩家来说也是一款非常具有诱惑力的CPU，因为Alpha是RISC处理器中运行速度最快的一种，而且是唯一得到了WindowsNT继续支持的RISC处理器，而与此同时微软且在1995年中断了对MIPS和PowerPC的支持。
除了上述这些优点外，Alpha也是世界上第一款支持多媒体协议的CPU，比英特尔的多媒体处理器奔腾早于三年问世。
虽然Alpha有如此多的优点，但也掩不住它在商业上的失败，Alpha诞生的太晚了，90年代围绕在CISC为中心的各种应用软件多得是数不胜数，刚刚诞生的Alpha处理器面临PC市场的最大挑战就是缺乏足够多的应用软件。
虽然后来Digital虽然尽力吸引软件开发人员而且有一个很惊人的应用列表，但这些应用主要是面向工程师和创作人员的，而不是面向主流的PC个人应用领域，这就为Alpha在个人电脑市场上推广更是难上加难。
另外在价格上Alpha相比X86也不具备任何的优势，Alpha的生产成本很高，单颗CPU的价格高达495美元（500MHz的型号），而533MHz的21164售价更是高达1450美元。与之相比，INTEL的233MHz的PentiumII处理器且只需要386美元。
在追求高性价比的个人电脑用户来说，用户最终会选择谁，是不言而喻的事情。
从这里就可以看出，在性能和成本之间，DEC公司没有做好两者间的平衡，Alpha太过于追求高性能，从而忽视了普通用户的经济承受能力，这也是Alpha最终失败的根本原因之一。
虽然Alpha失败了，但作为当初桌面CPU的绝对王者，Alpha却深深的影响了后来CPU的设计潮流，比如说Alpha是世界第一款支持多媒体协议的处理器，后来的INTEL公司发布的Pentium、赛扬以及后来的酷睿系列，都加入了支持多媒体的技术协议，甚至就连ARM、MIPS和SPARC都支持多媒体协议技术，如果哪款处理器不对多媒体协议进行支持，那么这款处理器在市场上就根本卖不出去。
Alpha也是第一款符合80/20法则的CPU，所谓的80/20法则（二八法则）是由意大利经济家帕累托提出的，也就是大家所熟悉的帕累托定律。
即，80％的结果，来自20％的原因；20％的努�
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