往生记第 27 章
穷则思,有识之士开始反思这条路是
是错了。
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正如兼容概念的提样,依然是IBM走在了
面,提
了著名的80/20法则,即20%的指令使用频度超
了80%,而其它80%的指令只有20%的使用率。
基于这个原理,各家宗师就提了
简指令集电脑(RISC)的概念
正文 二十九
更新时间:2008-12-13 3:23:20 本章字数:2852
鱼冒泡:罪,昨天喝了
天的酒!
RISC宗师奉行简单就是美,,所有功能相似、特
重复的指令
概
,而且所有
短
的指令全部删除,指令定
,按使用率
低划分CPU
理优先级。
如果说RISC但指令是正规军,悍而有效率,那么CISC的指令就只能算是山寨了。
Cisc的指令分重
与否,
概取相同的CPU使用权限,也就是说cpu无论什么时候接受到请
,都得听
理,
降低了效率。
等的RISC指令
降低了
件的复杂度,而且可以实现
项非常重
的技术——流
线。
普通的计算机理数据的时候,就像工厂只有
个工
,
个任务
个任务,直到这件事完成,否则就得等待,
费
量的cpu时间。
流线技术则是将
件事
分为至少两个以
的步骤,RISC
般则分为4到5个,如取指令、执行、输
等等,流
线是现代RISC核心的
个重
设计,它极
地提
了
能。
对于条
的指令执行
程,通常可以分为五个部分:取指令,指令译码,取
作数,运算(ALU),写结果。其中
三步
般由指令控制器完成,
两步则由运算器完成。
按照传统的方式,所有指令顺序执行,那么先是指令控制器工作,完成第条指令的
三步,然
运算器工作,完成
两步,在指令控制器工作,完成第二条指令的
三步,在是运算器,完成第二条指令的
两部
很明显,当指令控制器工作时运算器基本
在休息,而当运算器在工作时指令控制器却在休息,造成了相当
的资源
费。
解决方法很容易想到,当指令控制器完成了第条指令的
三步
,直接开始第二条指令的
作,运算单元也是。这样就形成了流
线系统,这是
条2级流
线。
这样cpu永远于繁忙的状
,这就是流
线的原理,虽然执行
条指令的时间没有减少,但是输
结果的时间减少了很多,理论速度是
用流
线的2倍。
只流
线
断,cpu就可以
的输
结果。
计算所制造的757样机就是基于这个原理设计的,它排除了通常的两级微码控制方式,取而代之的是在件中直接执行
组
选的简单指令和优化的编译程序.这种特殊的编译程序通
对程序详
执行步骤
行重新安排,以
更有救地利用CPU资源
提
程序的运行速度,因为它放弃了对复杂指令系统执行微码的方式,这就有利于用
连线控制系统
执行为数
多的简单指令。
虽然依然没有使用简指令,但是流
的思想已经
现,貌似已经有了现代计算机的雏形。
曹久
直试图影响王所,让
接受Risc的思想,可惜王所总是用许多现实的问题难倒
久,让
哑
无言。
明明事先想好的先的思想、充分地理由,却每每被王所
易的驳倒,
久别提多郁闷了,索
再参加757的
件设计工作,只作编译器,落得个清闲,可以
自己的事
。
如果说CISC技术的复杂在于
件,在于
理单元控制器部分的设计与实现。RISC技术的复杂
就在于
件,在于编译程序的编写与优化。
曹久的编译程序就有效的弥补了757样机的缺点,将笨拙的程序组成了流
线能够识别的指令流,使得757样机从普通千万次每秒的计算速度稳定在了两千五百万次每秒。而且限于机器的速度极限,无法再提
,只能寄希望于757完全
了。
由此曹久有了
个较
的无任务时间,
概也就是三个月这样子,
久完成了自己梦想中的cpu
部分的逻辑设计工作。
而且由于样机的试制成功,久以它为平台,写了
个模拟器,模拟自己设计的cpu实际运行状
,以此
行排错、改
。
结果是令开心的,等到整个cpu的逻辑结构通
排错、纠正之
,已经可以达到每秒千万次的理论运行速度了。
当然,只是理论而已,如果制成芯片成品,无法达到这种状
。况且
久设计的只是
个8位实验型cpu,在华夏现有的芯片制造工艺
,成品能达到每秒百万次就了
得了,
知
英特尔最新的16位cpu8086也
才达到80万次每秒。
至于为什么曹久对自己的cpu这么有信心是有原因的,制造工艺达
到
只能是在系统架构
文章了。
很巧,曹
久所知
的系统架构可是很成熟的,在梦中的年代,
久
的最多的就是ARM
理器。
提起英特尔、AMD可能家都很熟悉,因为
们接触的很多,桌面市场的霸主嘛。但是
知
X86系列在世界
整个
理器的市场
更
算
最
。
世界货量最多的
理器还是ARM,几乎与电脑有关的设备,无
存在ARM的
影。比如
用的手机,比如
用的路由器,比如
用的所有用电脑控制的电器,数量至少是英特尔的十几倍。
ARM理器最
的有点就是
宜,但是
能
怎么说呢,如果
们电脑用的是ARM
理器的话,程序运行只会比英特尔
,而且
宜。
这个没有办法,是系统架构决定的,ARM理器几乎是最早的RISC
理器了,其最初的32位核心只有三万个晶
管。
读者可能知
,
实现32位的微
理器需
多少晶
管,比较
就知
了,七、八十年代最拉风的32位cisc微
理器是
托罗拉的68000,用了当时最先
的技术集成了六万八千个晶
管,由此可见先
的架构能取得多
的优
。
第代的ARM
理器只用了近三万个晶
管,芯片面积很小,但是其效能却比英特尔的286更强
,而且由于使用的晶
管减少,其消耗的电能也很少,可以说是
美价廉。
只是可惜Risc但概念提的太晚了,又或者IBM个
电脑太早了,总之现在的个
电脑市场被CISC所霸占,
们为了
量的应用
件而
得
使用垃圾的X86架构的cisc
理器。
曹久现在就是这个想法,使用更先
的架构设计制作
理器,至少可以在华夏现有的工艺条件
能够达到与国外微
理器相比更
的
能,翻转这片天
。
可是这又谈何容易,技术并是
切,没有
货量的保证,如何能够成为主流,
能成为主流,谈什么翻天覆地。
曹久可
管这些,于梦中那近乎于偏执的信念支持
无原则的反对X86,在这个
的时代书写自己的画卷。
虽然逻辑设计近乎完美,可是曹久毕竟是
个
件工程师,
熟悉布图工作,这么
规模的布图工作量,
让
个
完成,只能是
个悲剧,所以
有打起了主意。
正文 三十
更新时间:2008-12-13 3:23:21 本章字数:3208
最近有点奇怪,按理说757样机的试制成功就可以入计划的
步了,可是新
现的问题却困扰着研制组的所有
。
样机自从成功运行了整个测试之
就
太稳定,呈间歇发
状,没事的时候运行平稳,可是总会在某个时刻随机
的
现错误数据,严重时还导致
机。
王所们几乎将整个机器拆开了重新组装都没有用,怪就怪在这种错误是随机
的,可能
个星期没
静,发作了就
天没法工作,伤透了脑筋。
件排查已经接近尾声,组员们几乎是重新制作了
部新机器,这种状况依然
现。
很自然的,们的目光就聚焦到了
件
,毕竟这种编译器是曹
久
搞得,目
还属于国际领先状
,其
还
太明
。
王所也怀疑,询问曹久的意见。
久耸耸肩:“这
哪知
,源代码都在这里,
们也都签了字同意的,您老是专家,
看这东西能有问题吗?所有测试都是运行同
个程序,
可能今天运行
遍没问题,第二天再运行就接二连三的
错。说
件编译有问题,恕
直言,这是
负责任的说法。”
王所也是
明
这个
理,只是关心则
,任谁遇到这种没头脑的事
也抓瞎。没办法,只好继续排查,
马当活马医吧。
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