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(wù)器用和桌面計算用CPU芯片。

　　目前，在桌面計算領(lǐng)域，Intel公司的Pentium系列微處理器芯片領(lǐng)導(dǎo)了市場的主流，占據(jù)著微機(jī)芯片市場的絕大部分份額，當(dāng)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(jìn)制兼容，是Intel公司的強(qiáng)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(qiáng)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(jìn)制兼容的微處理器芯片。目前，VIA的C3芯片已開始進(jìn)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(wù)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(biāo)量、亂序執(zhí)行、動態(tài)分支預(yù)測、推測執(zhí)行等機(jī)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(wù)器和高性能計算機(jī)中。

　　另外，Intel和HP公司早在1994年就啟動了設(shè)計和生產(chǎn)基于EPIC顯式并行體系結(jié)構(gòu)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(yù)計不久，IA-64對服務(wù)器市場的占有量將全面超過RISC，以后IA-64標(biāo)準(zhǔn)也會形成，Intel將會主導(dǎo)這個標(biāo)準(zhǔn)。但是這些并不意味著IA-64將最終代替RISC體系結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的芯片。

　　傳統(tǒng)上，通用微處理器的工作負(fù)載以非數(shù)值、不規(guī)則標(biāo)量應(yīng)用為主(這種負(fù)載也是目前事務(wù)處理和Web服務(wù)類服務(wù)器的工作負(fù)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)?！　∫訧ntel x86為代表的CISC體系結(jié)構(gòu)以超流水結(jié)構(gòu)為提高性能的主要手段給人們留下了深刻的印象，這種結(jié)構(gòu)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(dá)20級，浮點運算達(dá)到29級，處于執(zhí)行狀態(tài)的指令數(shù)達(dá)到126條。而RISC芯片則采用超標(biāo)量結(jié)構(gòu)為提高處理器性能的主要手段，這種結(jié)構(gòu)在指令界面上保持與RISC結(jié)構(gòu)兼容，但在內(nèi)部由硬件做動態(tài)調(diào)度，實現(xiàn)多個操作的并行執(zhí)行。為了進(jìn)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(jié)構(gòu)上的界限已越來越模糊?！ISC微處理器在進(jìn)入后RISC時代以后，其性能的進(jìn)一步提高，已不再是通過體系結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新得到的，而是用提高復(fù)雜度換來的。這種以復(fù)雜度換取性能的做法現(xiàn)在已達(dá)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(jī)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(yīng)用的支持，工業(yè)界的一個努力是在通用微處理器上擴(kuò)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(yīng)用的支持良好的發(fā)展前景。