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数据中心系统用RISC还是CISC?

时间:2014-03-10 10:14来源:IOK服务器机箱转载 作者:eNet硅谷动力 点击:

如果一个x86 CISC处理器能做任何事,其实它已经不是最佳选择。专为简化与高集成设计的RISC处理器可提升数据中心里的效率与能耗。

  出于高计算性能与低功耗使用的需求,系统设计者意识到包罗万象的x86处理器及其负责的指令集使得构建功能与效率都不高。为性能设计的处理器能解决服务器、存储阵列、网络设备与其他系统的计算需求。

  RISC vs.CISC处理器

  如今的x86处理器设计是之前30年的功能融合,达到目前的Intel-VT与AMD-V指令,支持硬件辅助虚拟化。

  但这种复杂指令集计算(CISC)方式存在问题。每个新指令或功能需要添加成百上千的晶体管给处理器,增加了能耗需求与延迟,就算该指令不用也会如此。芯片非常通用,但随着不断增长的时钟频率,使得运行起来非常热,能耗也高。

  为特殊任务量身定做处理器更有效率。精简指令集计算(RISC)剥离不需要的功能,打造任务专用功能。简单的,更多可靠的RISC处理器以更好的能耗与冷却提供相同效率的计算吞吐量。

  对于CISC vs.RISC争论的疑问在于多功能 vs.效率。传统x86 CISC处理器能使用非常广泛的指令集处理几乎所有计算任务。所以在通用平台上,CISC是广为推崇的芯片设计:企业服务器、桌面PC与笔记本系统。

  专业打造的RISC处理器牺牲通用性获取效率。移除不需要的指令显着降低了处理器的晶体管数量。将少数任务让硬件执行意味着这些任务执行得更快,比满载的x86 CISC的时钟频率更低,能耗更少。

  打印机、家用路由器,甚至多功能电话与远程控制使用RISC处理器,这种理念在功能丰富的计算平台上也明显增长。平板或智能手机的RISC处理器能交付流畅的视频播放、更快的网页显示与灵敏的用户接口,并且续航时间长,无需冷却设备。同样的芯片设计范例有条不紊的在数据中心系统里进行着。

  RISC处理器例子

  芯片设计大拿,如英特尔,在数据中心与终端采用RISC处理器已取得进展。英特尔的Atom处理器家族使用主要部分产生了为各种任务而生的不同变体,它们都不需要完整的x86指令集。

  Atom单核Silverthorn家族用于移动互联设备MID市场,支持MMX、SSE、SSE2、SSE3、SSSE3与Enhanced SpeedStep技术,但不是所有模式都支持Hyper-Threading或Intel-VT。虽然基于Atom的系统将支持最基本的x86应用,但不会支持虚拟化。

  Atom S12x9家族支持完整片上系统(SoC),有40线PCIe 2.0实现高I/O容量。主要用于存储系统。Atom Avoton是款64位SoC处理器,包含以太网控制器,专为微型服务器而打造。Atom Rangeley SoC处理器旨在处理网络流量,用于入口转中层服务器、交换机与安全设备。

  基于Linux的多核SoC RISC处理器,如Tilera TILE Gx-8072在一个包中提供72颗互联RISC核心。可以在低功耗服务器上发现这种配置,允许处理器核心的巨大组件处理诸如网络数据操作与视频转换任务。

  RISC处理器的通用模式是Advanced RISC Machines (ARM)的ARMv8参考设计。平板处理器如苹果的A6与NVIDIA的Tegra 3都是基于ARM的Cortex A9 RISC处理器。64位Cortex-A57设计支持采用Linux、Linaro与其他开源语言编写的应用。AMD将开发基于Cortex-A57设计的RISC SoC处理器,打造企业服务器。