什么是通用CPU

什么是通用CPU

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　　通用CPU是什么

　　通用微處理器一般指的是服務器用和桌面計算用CPU芯片。

　　目前，在桌面計算領域，Intel公司的Pentium系列微處理器芯片領導了市場的主流，占據(jù)著微機芯片市場的絕大部分份額，當前主流的芯片配置是32位的Pentium IV。2001年8月Intel采用0.18μm工藝實現(xiàn)了主頻為2GHz的Pentium IV芯片，目前生產(chǎn)的Pentium IV芯片則大都采用0.13μm工藝，主頻已超過3GHz。AMD公司的Athlon K系列微處理器與Intel的Pentium系列二進制兼容，是Intel公司的強勁對手，現(xiàn)在的AMD Athlon處理器的主頻也超過了1GHz，并且即使頻率略低，在實際性能上卻并不遜色。AMD的AMD-64處理器，在實現(xiàn)與IA-32兼容的同時，支持全64位計算，更展示了強勁的潛力。另外，VIA公司通過購并Cyrix公司，也開始生產(chǎn)與Pentium系列二進制兼容的微處理器芯片。目前，VIA的C3芯片已開始進入桌面系統(tǒng)的低端市場。

　　IBM、HP(COMPAQ)、SGI、SUN等公司都生產(chǎn)各具特點的服務器用高性能通用微處理器，這些微處理器都采用RISC指令系統(tǒng)，通過超標量、亂序執(zhí)行、動態(tài)分支預測、推測執(zhí)行等機制，提高指令級并行性，改善性能。這類芯片被廣泛用于各種工作站、服務器和高性能計算機中。

　　另外，Intel和HP公司早在1994年就啟動了設計和生產(chǎn)基于EPIC顯式并行體系結構的IA-64芯片合作項目，并陸續(xù)推出了Itanium和Itanium II處理器。有人預計不久，IA-64對服務器市場的占有量將全面超過RISC，以后IA-64標準也會形成，Intel將會主導這個標準。但是這些并不意味著IA-64將最終代替RISC體系結構而一統(tǒng)天下。Intel自己估計，要到2005甚至2010年，基于Itanium的64位的計算平臺才會成為主流。同時，IBM、SUN等一些實力雄厚的公司，仍在繼續(xù)發(fā)展新的基于RISC體系結構的芯片。

　　傳統(tǒng)上，通用微處理器的工作負載以非數(shù)值、不規(guī)則標量應用為主(這種負載也是目前事務處理和Web服務類服務器的工作負載特征)，實現(xiàn)高性能的方法主要是開發(fā)指令級并行性(ILP, instruction-level parallelism)。　　以Intel x86為代表的CISC體系結構以超流水結構為提高性能的主要手段給人們留下了深刻的印象，這種結構將指令流水線劃分成更簡單的流水級以提高時鐘速率。目前，Pentium IV的流水線級數(shù)對定點運算已達20級，浮點運算達到29級，處于執(zhí)行狀態(tài)的指令數(shù)達到126條。而RISC芯片則采用超標量結構為提高處理器性能的主要手段，這種結構在指令界面上保持與RISC結構兼容，但在內部由硬件做動態(tài)調度，實現(xiàn)多個操作的并行執(zhí)行。為了進一步提高性能，CISC與RISC微處理器在發(fā)展的過程中都從對方借鑒了很多東西，兩者在體系結構上的界限已越來越模糊。　RISC微處理器在進入后RISC時代以后，其性能的進一步提高，已不再是通過體系結構的創(chuàng)新得到的，而是用提高復雜度換來的。這種以復雜度換取性能的做法現(xiàn)在已達到收益遞減點，效果已不再顯著并且?guī)砹撕芏鄦栴}。

　　為了將多媒體處理器(MMP，Multimedia Processor)的功能融入通用處理器(GPP，General-Purpose Processor)，替代計算機中越來越多的各種專用的媒體及數(shù)字信號處理芯片和插卡的功能，實現(xiàn)對多媒體應用的支持，工業(yè)界的一個努力是在通用微處理器上擴展SIMD的多媒體處理功能，如Intel的MMX/SSE/SSE2，IBM/Motorola的AltiVec, SUN的VIS，HP的MAX-I/MAX-II，SGI/MIPS的MDMX，以及Compaq/Digital的MVI。這些努力展示了在通用微處理器中提供實時的向量處理，代替DSP的功能實現(xiàn)對多媒體應用的支持良好的發(fā)展前景。