第四十四章 走英特尔为我们指明的路第2/3段

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  一块精简指令的核心微处理器,一块包含大部分复杂指令的协处理器,两者采用并行计算电路合二为一,才构成一个完整的处理器系统。

  这种天马行空的想象力,就是领受郭逸铭指示,负责具体开发的彭之旭等人也是赞不绝口。

  这种思路,真是……

  真是怎样,他们一时想不出,但他们隐约觉得,在当前复杂架构和精简指令激烈冲突的时候,这种混合架构或许确实才是最佳解决办法。这种解决方法看似是在和稀泥,但实际仔细分析下来,才可以看出,它确实做到了采两家之长的设计意图,将处理器硬件性能发挥到了极致!

  复杂架构和精简指令争执的核心,在于指令长短。

  早期核心指令功能不复杂,所以指令本身也很简短精炼,就例如一个加法指令,再长也有限。但随着半导体发展,各领域又热衷于开发自己的专用指令,将一个个原本精炼的指令组合起来,形成了一个庞大的复杂函数体系。(www.wx.l)

  复杂指令,为它设计的名称代号同样简单,但这只是为了编写程序的人方便识别,其本身运算内容却极其浩大繁杂。

  现行的处理器,都是处理完一条指令,才能处理第二条,后面待处理指令只能排队等待。如果每一条指令都超长,那后面等待的时间就会很久。等久点也没关系,关键是每条指令调用的电路并不一致,有些运算同时调用不同功能电路,这很好,不占用时间。但有些复杂指令反复调用某一热点电路,热点电路超负荷运转,其他电路却空自等待,不能做其他事情,白白浪费了处理器硬件架构。

  打个比方。

  全校集合,一个班级的同学从大门出去,如果班上的人越多,出门所花的时间自然也就越多。如果在出门时大家还打打闹闹,有几个人争抢着要先出去,这几个争抢的人长时间堵在门口,后面的人想走也走不了,全班赶到操场集合的时间便会拖延更久。

  复杂指令效率低,就低在这里。

  在郭逸铭的协调下,大家采用了双处理器,并行运算的设计思路。

  核心处理器采用精简指令方式运算,那些调用效率最高的电路集成在这块芯片上,基本满足了80%的运算要求。核心处理器处理的数据指令短、无堵塞,效率自然就高,速度也就更快。而另一块协处理器却集成了另外17%,调用率较低的电路,如果恰逢用户这方面的需求,也可借用协处理器辅助运算。

  协处理器的运算,不影响核心处理器,双方各算各的。如果恰好同时运用到两个部分,两部分处理器各自运算完毕,经由并行处理电路综合汇总,得出最后结论,速度也快于单纯的复杂架构处理器。

  最后3%的功能电路,则被做成了程序形式,保存在磁盘中。

  程序按照处理器运算效率,将这些复杂的运算转换为一个个长长短短的指令,分别交由主处理和协处理器同时运算,集中得出结果。这类特殊指令需求量稀少,大多数用户都用不上,有没有对他们而言无足轻重。对于那些有需求的用户,少了这些指令也不会特别难受,实在要用,程序软件处理虽然稍慢一点,但本身调用次数也不是很多,基本可以忍耐。

  处理器设计的重心,就在于并行处理。

  彭之旭等人对微处理器有些陌生,但对并行计算那是太熟悉不过了。国内的大型计算机、超计算机,哪个不是并行计算。

  并行计算,说穿了就是将计算机宝贵的硬件资源充分利用起来,将一个复杂的科学计算分成一个个小片断,经由计算机不同电路,同时进行运算,最终汇总得到结果的处理方式。

  国内的计算机很少,为了让这些珍贵的计算机发挥出最大效率,基本上所有的计算机都采用了并行式设计,以满足各科研单位的最大需要。

  正是因为这个思路是如此巧妙,却又如此简单,算是满足了两方的意见,而并行处理恰好是彭之旭等国内工程师们的长项。所以当郭逸铭提出这个解决办法,众人当即一拍而合,迅速接受了这个框架,以此来设计公司的第一款微处理器。

  郭逸铭的构思并不出奇,他只是利用现成的技术,将运用于大型计算机的并行处理技术,移植到微处理芯片上,以发挥硬件更高处理效率而已。但这个思路,却给如何处理复杂指令与精简指令之间的冲突,提供了一个巧妙的解决办法,将两者水火不相容的对抗,各采所长,融为一体。

  在提供技术支持的dec工程师看来,这可能就是东方式思维的结果。

  西方思考问题非此即彼,复杂架构和精简指令吵了这么久,大家都没想过,是否可以将两者的长处结合起来,走第三条路。

  也只有中国人,才想到将两者融为一体。

 &ems就高,速度也就更快。而另一块协处理器却集成了另外17%,调用率较低的电路,如果恰逢用户这方面的需求,也可借用协处理器辅助运算。


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