1974年,在IBM的研究院内,精简指令集架构出炉,而后采用RISC架构的计算机原形设计完成,其设计者John Cocke凭借RISC先后获得了图灵奖、美国国家科学奖章和美国国家技术奖章。
40多年后的今天,精简指令集仍然是小型机所采用的基础架构。
和很多优秀的技术相同,RISC机构发展到今天经历了很多的打磨。从最开始应用在个人电脑(RT PC)中的32位RISC架构,到九十年代应用在POWER服务器上、应用在游戏系统、汽车和通信设备中,再到现在成为小型机的代名词,RISC架构在IT的发展中始终保有自己的位置。
RISC指令位数较短,内部还有快速处理指令的电路,这些使得指令的译码与数据处理较快。相比CISC复杂指令集,RISC只选用的其中最常用的20%指令,来快速完成80%的任务,极大的提高了执行效率和性能稳定性。
简言之,CISC与RISC的侧重复杂性有着很大区别:CISC处理器的实现复杂性更高,RISC的编译器复杂性更高。
即使在2011年通过Jeopardy电视竞赛一战成名的沃森(Wotson)当中,也不能缺少RISC的身影。还有第一台基于Cell宽带引擎架构的超级计算机IBM Roadrunner包含12240个IBM PowerXCell 8i处理器,同时配置了6562个AMD Opteron处理器,它是第一台突破Petaflop每秒1000万亿次运算)的超级计算机,在2008年,其处理速度就已经达到了1.026Petaflop。
五年前,英特尔选择将原有的至强7000系列产品更名为“E7”,而开始了“RISC to IA”的转变。越来越多的企业开始将原有的小型机替换成开放的X86架构;很多企业开始大谈开放、甚至开源。
在加州大学的伯克利分校,有一组研究人员就曾经计划推出基于RISC-V的开源芯片;David Patterson认为,在一些方面,RISC-V效率更高也更有优势,较小的代码库让其很适合系统级设计,同时开源芯片或许更能适应物联网、云计算的发展。
传统小型机市场一直是国外厂商唱主角,直到浪潮推出K1,才打破了国外垄断的局面。与此同时,浪潮更注重小型机生态布局,K1之后,接连发布了与之相匹配的解决方案、数据库、迁移部署管理等相关领域很大程度上影响了客户的接纳度。
天梭K1最大可支持8路,64个计算核心,2048GB内存,系统可用性达到99.999%。同时,浪潮K1的操作系统采用的是K-UX操作系统,通过了等保三级,符合国内安全标准对操作系统的安全要求,实现了系统的自主可控。
为了完善K1的生态环境,浪潮还推出了K1+K-DB联合解决方案。K-DB采用了多进程多线程、多版本数据并发控制、存储虚拟化等技术,保证了产品性能和稳定性。联合解决方案不但在生态层面进一步完善,对于整个行业也产生了深远影响。
“斯诺登事件”之后,我国对于产品的自主可控要求增加,“中国制造2025”的战略也急需我们不在停留在“去IOE”的呐喊阶段。无论是K1的出现,还是K-DB数据库,都在宣告我们已经进入“后IOE”时代。盖国强表示,对于大量的行业用户来讲,集中式OLTP技术仍然是唯一可行的技术选择,基于浪潮天梭K1和K-DB的数据处理平台为用户提供了另外一种可能。
对与小型机来说,RISC精简指令集虽然经历了40年的打磨,但是仍然是大多数小型机所选择的基础架构。尽管X86架构似有崛起之势,但是对于小型机而言,UNIX和大型机系统依然承担着绝大部分对于扩展性、可用性和可预测性能上有着很高的要求重要工作负荷。
从软件角度来看,全世界有65%以上的软件厂商(如:Microsoft)都是基于CISC架构的PC及其兼容机,RISC就显得有些势单力薄。而一直独霸小型机舞台的RISC架构,似乎在近日也收到了来自华为X86小型机KunLun的挑战。
不同于以往的小型机的模式,KunLun突破传统8路Xeon E7 v3处理器互联极限,率先实现32路、最高可实现64路Xeon E7 v3处理器高速互联;抛弃传统的RISC精简指令集架构,采用了X86处理器,拥有天生的开放性。X86架构的开放特性和远低于小型机动辄百万的采购成本,让华为昆仑服务器一经发布就赢得了包括国内五大行在内的超过30家客户。
回观80年代关于RISC与CISC的那场辩论,谁输谁赢已经不再重要,因为如今RISC与CISC的融合性正在进一步显现,两者各有优点,只有探索如何能够更好的发挥他们的优点,才可能提升CPU性能;RISC也成为计算机体系结构的重要组成部分。
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