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帝国之殇

分裂帝国的统一之路 Intel融合构架探秘

CBSi中国·ZOL 作者:中关村在线 顾杰 责任编辑:林光楠 【原创】 2011年04月14日 05:00 评论
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  ● 帝国之殇  

  当确信自己已经统治了几乎整个世界的每一个角落之后,帝国的缔造者INTEL满意的注视着自己的疆域。他相信凭借着自己过人的精力和智慧,自己的臣民们所能够遇到的一切问题都已经通过X86 CPU得到了解决,一切都会按照自己的规划有条不紊的前进,这个自己辛苦创建的帝国将永续下去。


分裂帝国的统一之路 INTEL融合构架探秘

使用8088处理器的IBM PC-AT

  世界上真的存在可以永续的安泰的帝国么?显然不。历史告诉我们,任何强大的帝国,其内部都会有这各种各样的矛盾,CPU帝国也不例外。INTEL的CPU帝国表面的繁华和稳定之下,隐藏着两个致命的矛盾和缺陷,他们就是吞吐和浮点处理能力。

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帝国的隐患——X87指令集

  CPU的执行过程离不开对指令的吞吐,而常规CPU的吞吐是建立在单流水线作业的基础之上的,这也就意味着流水线在进行吞吐的过程中一次只能够使用一组相关的寄存器以及其他相关资源,用他们处理一组指令或数据,这种SISD的操作方式不仅导致了寄存器的重大浪费,也严重的限制了CPU的吞吐能力。

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SISD结构

  浮点处理能力低下的矛盾则更为致命,帝国建立之初,X86本身并不具备浮点处理能力,因此必须借由X87来完成浮点相关的操作。相比于其他X86指令,X87更为僵化和保守,再加上SISD的操作方式导致吞吐能力低下,CPU的浮点处理能力长时间处于发展极为缓慢的状态。

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X87浮点过程

  帝国建立之初,所有人都渴望着稳定和安逸,这种对制度和规范的迫切需求凌驾在对性能的需求之上。随着帝国的发展,已经获得安逸和稳定的人们开始了对性能的进一步渴求。正是这种渴求,将吞吐和浮点能力低下的矛盾逐渐暴露出来。因为这两个矛盾,曾经强盛统一的帝国分裂开始了分裂。

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