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這里是收集了我一個下午在微博上發(fā)表的一些言論看法的集合，雖然都只能算是雜文，有些次序還可能有問題，但是確實直接說明了許多問題，還希望大家喜歡，將就看看 關于arm說幾句吧，首先同樣主頻的cpu的dmips運算量是不一樣的。因為現(xiàn)在都已經(jīng)是超標量計算的時代了，就是1Mhz的主頻，其實可以得到2dmips的運算性能，這是從奔騰mmx開始就廣為流傳的基礎概念。ARM呢 A8處理器是主頻的2.0倍，A9呢是2.5倍A15呢是3.5倍 高通的ARM A8 的s3是2.1倍 A9 的s4是3.3倍 為什么同樣是A8或者A9，高通的要快一點呢。原因就是高通的ARM A8和A9都是兼容指令集處理器，就是說處理器內(nèi)部邏輯是完全自己設計的。只是兼容指令集兼容架構罷了。不過可預見的就是，比標準ARM更長的流水線管線。 什么是流水線，比如說一條簡單的乘加指令，很顯然，它是由乘法和加法組成的，而乘法又可以分解為位移和加法等多種指令，一條乘加指令從輸入到輸出，其實需要許多個周期，但是由于，每個周期都可以輸入一條乘加指令，所以實際使用中，除了隨機跳轉(zhuǎn)指令意外，性能影響并不大。 解釋一下，為啥流水線長了，能提高電路的cpu的主頻，影響mos管子最主要的是一個Cgs電容，這個電容會直接影響處理器的工作頻率，因為電容容量越大，充放電所需要的時間也就越長。頻率自然也就越低！ 如果每一級的電路越復雜，就會導致多個晶體管并聯(lián)，Cgs成倍增加，直接的結果就是處理器可運行的頻率直線下降！每一級運算單元越簡單，需要在輸入端并聯(lián)的晶體管也就越少，這一單元的輸入結電容也就越小。工作頻率自然水漲船高。這就是流水線提升主頻的秘密。 由于負責的乘加指令被拆分成了許多的簡單邏輯來時間的功能，所以每一級的輸入電容被降低了，于是主頻就容易提升了，這就是奔騰4為何要設計20級+的流水線的根本原因了，不過很不幸的是，主頻確實得到了提升，但是散熱卻成為了意想不到的噩夢 增加流水線還有一個好處，就是剛才提到過的，超標量計算的問題，由于往往我們都不需要用到一些復雜的指令。這個時候，我們就可以利用乘加計算流水線中的許多計算資源，來同時完成多條加法或者是位移，邏輯與非等計算。由此還引生出了亂序執(zhí)行的概念 所以流水線不可能無限制的增加，當頻率無法繼續(xù)提升之后。為了繼續(xù)提升cpu的通用運算性能，其實已經(jīng)非常困難了，多核心成為少數(shù)的幾個可行的技術，于是被推上臺面。起初雙核心，對系統(tǒng)的性能提升非常明顯，因為現(xiàn)在的操作系統(tǒng)，早就是多任務操作系統(tǒng)了，但是當核心過多之后，再想提升性能就困難了，因為多數(shù)傳統(tǒng)程序依舊只能單線程運行 既然有人提到tegra3的四核處理器我就來說說吧，首先四核心的通用計算能力其實是不如雙核心的，簡單的說1g的四核心和2g的雙核心，用起來肯定是雙核心2g的快，因為在一些焦點運算的時候，主頻對傳統(tǒng)的主流單線程游戲性能提升更加明顯。這就是為何有人會說高通的28nm s4雙核會比tegra3快的根本原因了
由于dmips，只是測試單純測試處理器的基礎運算量，非常片面，并不能代表一顆處理器的綜合性能，于是，便有人為了獲得處理器更全面的性能了解，而推出了Quadrant Advanced這類軟件，全面的反應處理器的綜合性能。pc上的pcmark也是類似的理念。
再來說說RISC與CISC之間的區(qū)別，最早cisc是為了程序員寫匯編而優(yōu)化的，后來人們發(fā)現(xiàn)這部分的事情，完全可以又編譯器來完成，這樣就能讓處理器專心來完成常見使用為了80%的那只占CISC指令集總量20% 的指令，于是risc便大行其道起來。
但是x86系統(tǒng)由于為了保持傳統(tǒng)程序的兼容性，所以一直只能使用原有的CISC指令集，而且還越來越多。到了一發(fā)不可收拾的地步，可能前面大家看了我的流水線與超標量執(zhí)行的時候，都會意識到，其實復雜的指令是被翻譯成許多簡單的指令來執(zhí)行的，對的沒錯。其實amd的k7內(nèi)核就是一顆risc的Alpha處理器。
表面上看微指令翻譯器的開銷正在隨著指令集數(shù)量的增加而逐年增加，但隨著cpu工藝的提升，與緩存數(shù)量的增加，它在cpu內(nèi)所占面積比例卻在逐年減少，傳統(tǒng)意義上risc在同等工藝下主頻會比cisc快，從而獲得更高的性能，但現(xiàn)在看來在用的都是risc內(nèi)核的情況下，它們之間的唯一差異微指令翻譯器的開銷也不多了
發(fā)展到極致的時候，就是全美達Transmeta的處理器?？删幊痰奈⒅噶罘g器，讓它在理論上可以兼容任意的一種處理器指令集。如果說intel從來沒有做過什么壞事情的話，那它做的最壞的事情，就是點名直接讓Transmeta死去了
共同的risc內(nèi)核，x86與arm之間的理論的差異已經(jīng)只剩下微指令翻譯器的開銷了！但是很不幸的是intel始終掌握著最陷阱的cpu制成工藝。結果也就可想而知了，即使微指令翻譯器損失掉百分之幾的性能，但是一代工藝的性能提升可是可以超過50%的，隨著intel的x86 soc成型，arm噩夢也就到來了。
隨著android和win8這類跨時代操作系統(tǒng)的到來，應用程序已經(jīng)完全和處理器的指令集脫鉤了。簡單的說理論上我們可以在任意的處理器上面使用相同的應用程序。硬件微指令翻譯器，與軟件編譯器的地位，正在被統(tǒng)一編程架構的java所替代
我和好友費浙平，一直在討論是否要使用一套全新的處理器指令集，其實原因就在這里了，因為就現(xiàn)在的cpu物理指令集情況下java的實際調(diào)用效率只有0.6，如果硬件對它優(yōu)化，應該會有大幅起色。畢竟原來20%的常用指令，其實早已變化了。使用全新的指令不僅可以獲得更高的效率，還能跳過許多固有的專利問題。
想學處理器設計嗎？想知道我為啥知道這么多嗎？請學verilogHDL吧，一種用于設計硬件邏輯芯片的軟件語言。我當年就是看這個入門的。 |
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