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Alpha处理器_在线百科全书查询


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Alpha处理器


Alpha处理器最早由DEC公司设计制造,在Compaq(康柏)公司收购DEC之后,Alpha处理器继续得到发展,并且应用于许多高档的Compaq服务器上。自1995年开始开发了21164芯片,那时的工艺为0.5mm,主频为200MHz。1998年,推出新型号21264,当时的主频是600MHz。目前较新的21264芯片主频达到1GHz,工艺为0.18mm。在该芯片具有完善的指令预测能力和很高的存储系统带宽(超过1GB/s),并且其中增加了处理视频信息的功能,其多媒体处理能力得到了增强。



Alpha架构的诞生


Alpha架构于1992年2月25日,在东京召开的一次会议上面被正式推介,新架构的关键特性都一一的被罗列出来。当时说Alpha只是产品开发的内部代号。新处理器采用完全64-bit RISC设计,执行固定长度指令(32 bits)。有32个64 bit整数寄存器,操作43-bit的虚拟地址(在后来能够扩充到64-bit)。和VAX相同,使用little-endian字节顺序,即低字节的寄存器占用低内存地址线。而不像如摩托罗拉等大多数处理器所使用的big-endian字节顺序,即低字节寄存器占用高内存地址线。除此之外,处理器还内建一个算术协处理器,有32个浮点64-bit寄存器,采用随机存取,而不是在intel x86协处理器上使用的堆栈存取方式。整个Alpha的生命周期被设计为至少25年。

Alpha的精简指令集


被简化后的指令集更利于流水线操作,它由5个部分所组成:

整数指令

浮点数指令

分支和比较指令

读取和存储指令

PAL编码指令

Alpha21264


21264芯片保持了Alpha处理器可以运行多种操作系统的特点,其中包括Tru64UNIX、OpenVMS和Linux等,而在这些系统中,已经有许多成熟的应用程序,这也是Alpha处理器的一个优势。

对于追求性能的用户,DEC公司的Alpha处理器是个具有诱惑力的选择。Alpha是RISC处理器中最快的一种,而且是唯一得到了WindowsNT继续支持的RISC处理器(1995年,NT中断了对MIPS和PowerPC的支持)。如果你的应用效率被几个高端应用程序所限制,而这些应用又可以在Alpha上运行,那么Alpha可能对你来说是个不错的选择。

现今的Alpha芯片是21164,有从300MHz到600MHz的各种型号。在整数应用程序方面,Alpha所表现出的性能优势与PentiumII相比,并不是非常大,虽然它的时钟频率非常高,但平均每个周期完成的操作却较少。实际上,能否体现出Alpha处理器的优势与应用程序有关,在各种需要浮点运算的应用中,例如3-D图象处理和计算机辅助设计,21164才能显示出卓越的性能。

在技术方面,21164具有高达960万个晶体管的惊人设计。它有集成在芯片内的16K一级缓存和同样集成在芯片内的96K二级缓存。系统总线的宽度是128位,这与x86系统的64位总线相比,具有更大的带宽。

对于所有RISC处理器来说,他们面临PC市场的最大挑战就是缺乏应用软件。Digital虽然尽力吸引软件开发人员而且有一个很惊人的应用列表,但这些应用主要是面象工程师和创作人员的,而不是面向主流的PC应用领域。

为解决这个问题,Digital开发了一个有趣的软件,称为FX!32,可以使Alpha运行几乎所有的32位Windows应用程序。性能比其它软件模拟器,例如SoftPC要好,但它只使用了50%到70%的Alpha原生代码(Digital的说法)。FX!32是运行那些完整的软件套件的良好途径,它可以满足你对x86PC的部分需要,但这样并不能提供领先的高性能和价值。绝大多数Alpha系统都比典型的PC系统贵得多。

Digital发售了一种新的处理器,称为21164PC,它比21164便宜而且性能与之相差不多。21164PC有400,466和533MHz的型号。这种新处理器的价格大约为在1000片时每片495美元(533MHz的型号),与之相比,500MHz的21164售价在1450美元,而233MHz的PentiumII售价是386美元。

Digital希望在1996年年底会出现使用这种新的芯片的系统,而且售价只有2500美元。借助这种低价系统,Alpha可以占领一部分的PC市场——如果有足够的能吸引用户的应用程序的话。1998年,Digital计划发行21264,这种芯片可以让Intel最快的x86处理器黯然失色,特别是在浮点运算方面。到1999年或更晚,使用这种芯片的系统可能能降到约10000美元。如果价格对你来说不是问题,而你又想得到世界上最快的WindowsNT系统,这种处理器就是你的选择。

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