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Andrej Kiryasov, Getty Images/iStockphoto
Wir neigen dazu zu denken, der x86-Befehlssatz-Architektur (ISA) als längst erledigt. (Eine ISA definiert Anweisungen, sowie Register, Speicher, und anderen wichtigen Ressourcen.)
Aber Intel hält verändert sich die x86-ISA. Smart-Compiler verbergen viel von ihm, aber einige von der ISA-Zusätze sind durchaus Komplex.
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In einem aktuellen Papier -, Microsoft-Forscher Andrew Baumann fragt, ob es Sinn macht, immer mehr und immer komplexere Erweiterungen für den ISA.
Warum?
Während das Moore ‘ sche Gesetz ist, zu Bremsen, zu verarbeiten schrumpft, halten die Erhöhung der Anzahl von transistoren auf einem chip in einer bestimmten Größe. In den letzten 20 Jahren x86-Prozessoren gegangen von weniger als 10 Millionen transistoren auf einen chip auf fast 10 Milliarden Euro.
Bis 2010, Uhr Geschwindigkeit immer größer wird auch die Bedeutung der komplexeren chips lief auch schneller. Seit 2010 obwohl, clock-Geschwindigkeit erhöht worden sind minimal. Also, was sollen wir tun mit den zusätzlichen transistoren?
Ein wichtiger Teil von Intels Antwort wurde das hinzufügen neuer features, um die x86-ISA. Einige sind offensichtlich, wie z.B. 256 bit-Vektor-Operationen (512 kommen), einen hardware random number generator, oder HEVC-Unterstützung. Seit 2010 hat Intel hat über 200 neue Anweisungen für die x86-ISA.
Intel ist-und der rest des Marktes ist-die motivation ist einfach: Ohne neue features, haben die Menschen keinen Anreiz, neue Computer zu kaufen.
RISC versus CISC
Aber es gibt eine Kehrseite Strategie von Intel. Es rekapituliert den 1980er Jahren Krieg zwischen CISC (Complex Instruction Set Computing) und RISC (Reduced Instruction Set Computing).
Minicomputer-wie der DEC VAX-und IBM-mainframes-hatte CISC ISAs. Wenn Sie wurden entworfen, software war viel langsamer als hardware, also machte es Sinn, komplexe Anweisungen in hardware.
Aber diese Anleitungen erfordern möglicherweise ein Dutzend oder mehr CPU-Zyklen zu vervollständigen, Reduzierung der hardware-Vorteil. Noch wichtiger ist, als Systeme migriert werden, um single-chip-Implementierungen, die CISC-chips waren zu Komplex, zu beschleunigen.
David Patterson, UC Berkeley professor und Meister des bissigen Akronyme (siehe RAID), prägte den Begriff RISC zu beschreiben, eine ISA mit einem kleinen Satz von einfachen Anweisungen und eine load/store-Speicher-interface. Lange Geschichte kurz, die meisten CISC-Architekturen starb als MIPS -, ARM-und x86 verabschiedet RISC-Konzepte, x86-weniger rein als die anderen, aber gut genug, um zu gewinnen den desktop, notebooks und Servern.
Das Fazit
Die zusätzliche Komplexität der x86 gemeint, dass, wenn die mobile revolution kam — happy 10th iPhone! — Intel nicht in der Lage war zu konkurrieren mit ARM. Egal, zu viel, solange die PC-Verkäufe wuchsen, aber jetzt von Intel zu verletzen.
Die Speicher-Bits nehmen
Als hardware-company, die Intel hatte schon immer eine Vorliebe für Fett, stromfressenden chips, und das hinzufügen von über 200 neue Anweisungen für die x86-ISA ist rechts im Charakter. Aber es ist schwer zu sehen, wie Sie dies positiv für Intel langfristig.
Mehr transistoren die mehr Strom verwenden. Intel hat eine großartige Arbeit, die immer x86 zu niedrigeren TDP — thermal design power — aber das ist nur zum Schutz seiner Kernmärkte, nicht zu gewinnen neue. Intel braucht einen harten, high-level-überdenken Sie Ihre Strategie.
Microsoft Baumann hat einen radikalen Vorschlag, dass könnte ein guter Ausgangspunkt. ISAs sind:
. . . nicht mehr die Grenze zwischen hardware und software, sondern nur eine andere übersetzung Schicht in dem Stapel.
In anderen Worten, es ist alles software, auch die CPU.
Höfliche Kommentare willkommen, natürlich.
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