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 全方位了解服务器 CPU

作者:佚名 时间: 2004-11-17 文档类型:转载 来自:相关论坛

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服务器的中央处理器(CPU),在内部结构上是跟台式机的差不多,它们都是由运算器和控制器组成,CPU的内部结构可分为控制单元,逻辑单元和存储单元三大部分。当然工作原理也是一样。随着两者的需求和发展,台式机和服务器的处理器在技术、性能指标等各方面都存在并存的现象,一个最明显的现象,像Intel的奔腾系列产品,一直应用于服务器的低端领域。但不代表着服务器CPU与台式机将会完全一样,下面内容会让你对服务器CPU有个全方位的了解……

一、产品篇

厂商
32bit 64bit
CISC型 VLIM型 RISC型
IA-32 X86-64 IA-64
AMD64 EM64T
Intel Pentium、Xeon Nocona Itanium
AMD Athlon MP Opteron
Transmeta
(全美达) Efficeon
IBM/Apple POWER、POWERPC
HP PA-RISC、Alpha
SGI MIPS
SUN UltraSPARC

上面简单把服务器处理器列了一下表,我们可以很清晰看出,服务器处理器按CPU的指令系统来区分,有CISC型CPU和RISC型CPU两类,后来出现了一种64位的VLIM指令系统的CPU,这种架构也叫做“IA-64”。目前基于这种指令架构的MPU有Intel的IA-64、EM64T和AMD的x86-64。RISC型的CPU是我们比较不熟悉的类型,下面一一介绍;

IBM:

IBM 的四条处理器产品线 —— POWER 体系结构,PowerPC 系列的处理器,Star 系列(很少用于服务器中),以及 IBM 大型机上所采用的芯片

POWER 是 Power Optimization With Enhanced RISC 的缩写,是 IBM 的很多服务器、工作站和超级计算机的主要处理器。POWER 芯片起源于 801 CPU,是第二代 RISC 处理器。POWER 芯片在 1990 年被 RS 或 RISC System/6000 UNIX 工作站(现在称为 eServer 和 pSeries)采用,POWER 的产品有 POWER1、POWER2、POWER3、POWER4,现在最高端的是 POWER5。POWER5 处理器是目前单个芯片中性能最好的芯片。POWER6计划 2006 年发布。

PowerPC 是 Apple、IBM 和摩托罗拉(Motorola)联盟(也称为 AIM 联盟)的产物,它基于 POWER 体系结构,但是与 POWER 又有很多的不同。例如,PowerPC 是开放的,它既支持高端的内存模型,也支持低端的内存模型,而 POWER 芯片是高端的。最初的 PowerPC 设计也着重于浮点性能和多处理能力的研究。当然,它也包含了大部分 POWER 指令。很多应用程序都能在 PowerPC 上正常工作,这可能需要重新编译以进行一些转换。从 2000 年开始,摩托罗拉和 IBM 的 PowerPC 芯片都开始遵循 Book E 规范,这样可以提供一些增强特性,从而使得 PowerPC 对嵌入式处理器应用(例如网络和存储设备,以及消费者设备)更具有吸引力。PowerPC 体系结构的最大一个优点是它是开放的:它定义了一个指令集(ISA),并且允许任何人来设计和制造与 PowerPC 兼容的处理器;为了支持 PowerPC 而开发的软件模块的源代码都可以自由使用。最后,PowerPC 核心的精简为其他部件预留了很大的空间,从新添加缓存到协处理都是如此,这样可以实现任意的设计复杂度。IBM 的 4 条服务器产品线中有两条与 Apple 计算机的桌面和服务器产品线同样基于 PowerPC 体系结构,分别是 Nintendo GameCube 和 IBM 的“蓝色基因(Blue Gene)”超级计算机。现在,三种主要的 PowerPC 系列是嵌入式 PowerPC 400 系列以及独立的 PowerPC 700 和 PowerPC 900 系列。而PowerPC 600 系列,是第一个 PowerPC 芯片。它是 POWER 和 PowerPC 体系结构之间的桥梁。现在的PowerPC970,采用0.13微米SOI工艺制造,其内只有一颗CPU核心,带有512K 芯片内L2 cache。

HP:

HP(惠普)公司自已开发、研制的适用于服务器的RISC芯片——PA-RISC,于1986年问世。目前,HP主要开发64位超标量处理器PA-8000系列。第一款芯片的型号为PA-8000,主频为180MHz,后来陆续推出PA-8200、PA-8500、PA-8600、PA-8700、PA-8800型号。还有一个就是HP的“私生子”Alpha。(Alpha处理器最早由DEC公司设计制造,在Compaq公司收购DEC之后,Alpha处理器继续得到发展,后来又被惠普公司收购)

HP于2002年开始就公布了其两大RISC处理器——PA-RISC和Alpha的发展计划,其中PA-RISC与Alpha处理器至少要发展到2006年,对基于其上的服务器的服务支持将至少持续到2011年。2006年,HP将会推出PA-8900。而对于Alpha的发展,惠普公司于已经于2004年八月份发布了其面向AlphaServer Unix服务器的最后一款处理器产品——EV7z。

SUN:

1987年,SUN和TI公司合作开发了RISC微处理器——SPARC。Sun公司以其性能优秀的工作站闻名,这些工作站的心脏全都是采用Sun公司自己研发的Sparc芯片。SPARC微处理器最突出的特点就是它的可扩展性,这是业界出现的第一款有可扩展性功能的微处理。SPARC的推出为SUN赢得了高端微处理器市场的领先地位。

1999年6月,UltraSPARC III首次亮相。它采用先进的0.18微米工艺制造,全部采用64位结构和VIS指令集,时钟频率从600MHz起,可用于高达1000个处理器协同工作的系统上。UltraSPARC III和Solaris操作系统的应用实现了百分之百的二进制兼容,完全支持客户的软件投资,得到众多的独立软件供应商的支持。

根据Sun公司未来的发展规划,在64位UltraSparc处理器方面,主要有3个系列,首先是可扩展式s系列,主要用于高性能、易扩展的多处理器系统。目前UltraSparc Ⅲs的频率已经达到750GHz。将推出UltraSparc Ⅳs和UltraSparc Ⅴs等型号。其中UltraSparc Ⅳs的频率为1GHz,UltraSparc Ⅴs则为1.5GHz。其次是集成式i系列,它将多种系统功能集成在一个处理器上,为单处理器系统提供了更高的效益。已经推出的UltraSparc Ⅲi的频率达到700GHz,未来的UltraSparc Ⅳi的频率将达到1GHz。最后是嵌入式e系列,为用户提供理想的性能价格比,嵌入式应用包括瘦客户机、电缆调制解调器和网络接口等。Sun公司还将推出主频300、400、500MHz等版本的处理器。

SGI

MIPS技术公司是一家设计制造高性能、高档次及嵌入式32位和64位处理器的厂商,在RISC处理器方面占有重要地位。1984年,MIPS计算机公司成立。1992年,SGI收购了MIPS计算机公司。1998年,MIPS脱离SGI,成为MIPS技术公司。

MIPS公司设计RISC处理器始于二十世纪八十年代初,1986年推出R2000处理器,1988年推R3000处理器,1991年推出第一款64位商用微处器R4000。之后又陆续推出R8000(于1994年)、R10000(于1996年)和R12000(于1997年)等型号。

随后,MIPS公司的战略发生变化,把重点放在嵌入式系统。1999年,MIPS公司发布MIPS32和MIPS64架构标准,为未来MIPS处理器的开发奠定了基础。新的架构集成了所有原来NIPS指令集,并且增加了许多更强大的功能。MIPS公司陆续开发了高性能、低功耗的32位处理器内核(core)MIPS324Kc与高性能64位处理器内核MIPS64 5Kc。2000年,MIPS公司发布了针对MIPS32 4Kc的版本以及64位MIPS 64 20Kc处理器内核。

MIPS技术公司是一家设计制造高性能、高档次及嵌入式32位和64位处理器的厂商。1986年推出R2000处理器,1988年推出R3000处理器,1991年推出第一款64位商用微处理器R4000。之后,又陆续推出R8000(于1994年)、R10000(于1996年)和R12000(于1997年)等型号。1999年,MIPS公司发布MIPS 32和MIPS 64架构标准。2000年,MIPS公司发布了针对MIPS 32 4Kc的新版本以及未来64位MIPS 64 20Kc处理器内核

出处:相关论坛
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