第一百七十九章：中国芯（二）

第一百七十九章：中国芯（二） (第2/2页)

龙腾的科学家们也在一直对Intel的芯片进行反向。从最初的8088到销售极多的80286。再到目前占据着统治的位的80386。可以说几乎Intel在市场上面出现过的芯片龙腾就对它进行了反向。张国栋为什么要从286借鉴。其主要原因便是张国栋根本就不想用386的架构。因为Intel一直采用的是复杂指令集CISC。而后世已经证明。其实微机大多数的时候根本就没有用到整个指令集的大多数。甚至只用到了20%左右。这也是简单指令集RISC出现的基础。
　　
　　CISC可以有效的减少编译代码中指令的数目。使取指操作所需要的内存访问数量达到最小化。此外CISC可以简化编译器结构。它在处理器指令集中包含了类似于程序设计语言结构的复杂指令。这些复杂指令减少了程序设计语言和机器语言之间的语义差别。而且简化了编译器的结构。以便于高级语言程序编译和降低软件成本。也就是软件编写人员工作量较低。从最初的8086到后来的Pentium系列。每出一代新的CPU。都会有自己新的指令。而为了兼容以前的CPU平台上的软件。旧的CPU的指令集又必须保留。这就使指令的解码系统越来越复杂。设计难度呈几何级数上升。而且在CISC微处理器中。程序的各条指令是按顺序串行执行的；每条指令中的各个操作也是按顺序串行执行的。虽然顺序执行的优点很明显。控制极其简单。但机器各部分的利用率不高。执行速度相对较慢慢。
　　
　　而这些都是后世已经被人们所研究清楚的东西张国栋当然知道。而且更重要的是台湾的计算机生产商采用RISC制造出来的单片机在市场上大放异彩已经给予了人们有力的说明。RISC是行的通的。intrutionetompuer。精简指令集计算机）是一种执行较少类型计算机指令的微处理器。起源于80年代的MIPS主机（即RISC机）。RISC机中采用的微处理器统称RISC处理器。这样一来。它能够以更快的速度执行操作（每秒执行更多百万条指令。即MIPS）。因为计算机执行每个指令类型都需要额外的晶体管和电路元件。计算机指令集越大就会使微处理器更复杂。执行操作也会更慢。
　　
　　RISC微处理器不仅精简了指令系统。采用超标量和超流水线结构；它们的指令数目只有几十条。却大大增强了并行处理能力。如：去年SunMicrosytem公司推出的SPARC芯片就是一种超标量结构的RISC处理器。而SGI公司推出的MIPS处理器则采用超流水线结构。这些RISC处理器在构建并行精简指令系统多处理机中起着核心的作用。
　　
　　RISC芯片的工作频率一般在400MHZ数量级。时钟频率低。功率消耗少。温升也少。机器不易发生故障和老化。提高了系统的可靠性。单一指令周期容纳多部并行操作。在RISC微处理器发展过程中。曾产生了超长指令字（VLIW）微处理器。它使用非常长的指令组合。把许多条指令连在一起。以能并行执行。VLIW处理器的基本模型是标量代码的执行模型。使每个机器周期内有多个操作。有些RISC处理器中也采用少数VLIW指令来提高处理速度。
　　
　　一个大规模以及超大规模处理器的设计要经过硬件描述语言电路设计、布图和设备级的模拟仿真实验等步骤。开发时间长。耗费资金多。虽然在80年代初期耗资在千万美元级别。但是随着处理器的越来越复杂。到386时期一个超大规模的处理器研究出来一般耗资超过一亿美元。这也是为什么很少有中国公司能参与到处理器研究中的原因之一。毕竟一个不能确定是否成功的CPU花费几年的时间和上亿美元的资金。这种风险还不是目前比较脆弱的中国公司能够承受的了的。
　　
　　RISC处理器因其控制器小而简单。便于设计也便于及时发现设计错误予以纠正；相同的寄存器增多也使芯片比较规整。这些都使RISC处理器开发成本降低、开发时间缩短。例如。RISCI处理器芯片集成了4万个晶体管。设计工作量为18人月。布图工作量为15人月；而同时期的Z8000处理器芯片集成了1。8万个晶体管。设计工作量却为60人月。布图工作量为70人月。可以说自从人月神话发表后。对工作量的直接简单明了的分析就是对比人月了。可以轻易的看出RIS比起CISC的优势。
　　
　　而这一切的一切。都促使张国栋决定优先发展RISC精简指令架构。尽量简化硬件设计以适应中国当时的硬件条件。尽量用先进的设计来弥补生产工艺的缺陷。而且张国栋的第一笔处理器生意也不是想和Intel竞争。而是瞄准了摩托罗拉这种嵌入式芯片生产商的市场。这样一方面可以避免和Intel起直接冲突。另外一方面可以积累经验。提高设计人员的信心。