安腾，IA-64，EPIC显性并行指令，的关系

 OpenVMS操作系统专辑_OpenVMS介绍
                                     

在上个世纪70～80年代，有一家在计算机领域让人尊敬的公司，这个公司的名称就是DEC，这家公司提供基于RISC芯片的小型机，当时由于普通计算机不能够满足在视频，图象，科研等等方面的需求，但是却无法购买大型机，这样提供相对高的计算能力，但是价格却相对便宜的计算机产品，成了那个时代的呼唤，而 DEC公司，正是在这样一个环境下茁壮成长起来了。

我们要感谢DEC公司，它不仅仅创造了一个RISC的时代，也间接创造了人类历史上另外一个不朽的传奇－－在这个平台上出现了UNIX系统。

最初，在这个系统平台上运行的是VMS操作系统，但是到了后来，在VMS系统上开发的OpenVMS系统，成了到目前为止最为稳定的操作系统。这个系统只要硬件没有故障，那么就可以一只开机而不用管理，嘿嘿。据一些前辈将，这个东西是他看过最稳定的操作系统。而且由于系统架构相对非常成熟，所以在上面的投资基本上来说是非常非常的合算滴～

到了后来，这个DEC公司被Compaq收购了，但是他的RISC芯片却没有停止下来，而OpenVMS 也基本上保留了下来，而64位的Alpha芯片也是最为杰出的64位芯片。比IBM的PowerPC不晓得强多少，不是同个量级，在这里可能很多朋友会说，Nicry,你家伙瞎掰把，前一段时间IBM还说他的PowerPC最新版才是最强大的计算机芯片哟～，呵呵，当然，这是IBM说的，不是俺说的。我可以这样举一个例子，大家都知道AMD的k7系列新能非常优异，但是了解硬件的朋友可能都会知道，其实该系列处理器的一个核心技术就是EV6总线，要知道这个总线结构就是Alpha上面使用的，而且是人家不用的技术，当时Alpha已经开始使用EV7总想了。想象这些你就会知道其实Alpha芯片其实是最优异的处理器芯片了。
当然，有了那么好的处理器，加上强劲的计算机操作系统，这样就很完美了。而OpenVMS实际上就是这个王冠上璀璨的宝石。

但是后来HP和Compaq合并了，但是由于考虑到OpenVMS操作系统强大稳定的功能，HP还是决定保留该操作系统。而Alpha最终还是被安腾2替代了（当然，Nicry觉得HP不晓得咋想的，那么好的技术放弃了，着实可惜呀～）。但是HP后来宣布，将大力支持OpenVMS的发展，这样位这个可能是最稳定的操作系统灌注了强大的发展动力。在未来，HP的基于安腾的小型机都可以安装OpenVMS操作系统，这样就极大的拓展了该操作系统的应用范围。我们相信，该系统在未来的时间中会变的更家强大和稳定，我们也相信，这个系统在未来的时间中必将越来越走向市场。




请教下：安腾，IA-64，EPIC显性并行指令，的关系，和详细意思？
悬赏分：0 - 解决时间：2007-4-15 13:43
请教下：安腾，IA-64，EPIC显性并行指令，的关系，和详细意思？
提问者： powermantao - 秀才 二级
最佳答案
安腾
安腾(Itanium)处理器

64位开拓者：Itanium(安腾)处理器

2001年，一款基于IA-64平台的服务器产品——HP与Intel携手研发的安腾（Itanium）处理器隆重发布了。Itanium处理器是英特尔第一款64位元的产品，具有64位寻址能力和64位宽的寄存器，所以我们称它为64位CPU。由于具有64位寻址能力，它能够使用1百万TB的地址空间，足以运算企业级或超大规模的数据库任务；64位宽的寄存器可以使CPU浮点运算达到非常高的精度。其实IA--64处理器还具有显性并行性、分支预测、投机装载等特性，这些技术都是为顶级、企业级服务器及工作站而设计的，指令级并行性可促进最优化的软件指令结构，从而使处理器能够在相同时间内执行更多的指令。推测:推测技术允许提前载入数据，甚至在代码分支发生以前进行。通过尽早从内存载入数据，推测技术可以避免内存等待时间。预测技术避免了许多代码分支，以及因相关的数据分支预测错误而导致的性能下降。IA-64还允许处理器上有更多的空间用于执行指令－－更多的执行单元、更多的寄存器和更多的高速缓存。随着处理器技术的发展为这些执行资源提供更多的空间，IA-64的性能将相应地得到增长。

在Itanium处理器中体现了一种全新的设计思想，完全是基于平行并发计算而设计(EPIC)。对于最苛求性能的企业或者需要高性能运算功能支持的应用(包括电子交易安全处理、超大型数据库、电脑辅助机械引擎、尖端科学运算等)而言，Itanium处理器很好的满足了用户的要求。

续写辉煌：Itanium 2(安腾2)处理器

2002年英特尔发布了Itanium 2处理器。代号为McKinley的Itanium 2处理器是英特尔第二代64位系列的产品。安腾2处理器高速缓存系统最重要的创新就是将大容量的3级高速缓存集成到处理器硅核上，而不是作为系统主板的一个独立芯片。这不仅加快了数据检索速度，同时可将3级高速缓存和处理器内核间的整体通信带宽提高近3倍。加之其它在高速缓存效率方面的众多改进，使得处理器内核即使在高度复杂的内存密集型交易中也能高速运行。因此，Itanium 2可以适用于运算要求更苛刻的场合，并提供给高阶服务器与工作站各种平台与应用支持。

Itanium 2处理器是以Itanium架构为基础所建立与扩充的产品。提供了二位元的相容性，可与专为第一代Itanium处理器优化编译的应用程序兼容，并大幅提升了50%～100%的效能。Itanium 2具有6.4GB/sec的系统总线带宽、高达3MB的L3缓存，据英特尔称Itanium 2的性能，足足比Sun Microsystems的硬件平台高出50%。

IA-64

IA-64是英特尔公司与惠普公司共同开发的纯64位微处理器。IA是Intel Architecture（英特尔架构）的缩写，64指64位系统。
体系结构
IA-64架构是EPIC(Explicitly Parallel Instruction Computing)的64位架构。EPIC是基于超长指令字VLIW(Very Long Instruction Word)的设计，通过将多条指令放入一个指令字，有效的提高了CPU各个计算功能部件的利用效率，提高了程序的性能。
相关处理器
IA-64是一种CPU架构，使用这种架构的CPU有Itanium, Itanium 2。

显性并行指令计算(EPIC)

众所周知，人们主要通过提高IPC(每个周期执行的指令数)和主频来提高芯片的性能。为了提高IPC，必须提高处理器指令级并行(ILP)的能力。所谓 ILP是指处理器同时执行多条指令的能力，即处理器在每个时钟周期内发送和执行尽可能多条指令的能力。为此要求处理器：(1)能够找到和标识程序中可以并行执行的指令段；(2)具有充分的资源在最短时间内发送和同时执行可并行执行的指令段。这就要求处理器具有足够的智能和资源来完成这两项任务。不断探索更快速、更经济的途径完成这两项任务，推动处理器技术向前发展。

传统的RISC设计师们希望通过在芯片上增加更多的逻辑和智能(“聪明的处理器”)来提高指令并行度，同时又不必采用太高的工艺、增加太多的资源。他们把指令级并行分为静态和动态两类：静态并行在编译时由编译程序发现和处理，动态并行在运行时由处理器发现和处理。大多数现代的RISC处理器(如EV6以后的Alpha处理器)都具有这两种并行功能。例如，Alpha就设计成能够利用编译时和运行时信息。首先通过编译程序把程序改造成一个由许多可并行执行的指令段组成的记录(静态并行)。但是，许多有关程序执行过程的信息只有处理器能够在运行时了解到，例如内存访问是否命中缓存、比较指令的结果和转移指令的方向等。因此, Alpha还具有无序指令发送机制，使得处理器能够根据程序的运行实际结果、改变指令发送和执行的次序，而不会阻塞处理器的运行。这种无序执行技术的主要优点是能够在有限的工艺和资源条件下，大大提高指令并行度。最出色的例子是，Alpha EV6采用无序执行技术实现了在基于与EV56相同的0.35m工艺条件下，把性能提高了1倍以上，使芯片不仅具有高性能，而且在批量不太大的条件下具有较高的性能价格比。

虽然无序执行技术已经成为当前64位RISC芯片设计思想的主流、取得了很大的成功，但是这种技术也有其缺点，其中主要有：

(1)无序执行技术要求处理器具有较高的智能和复杂的逻辑，使得芯片的结构越来越复杂，也妨碍了主频和性能的提高；

(2)设计难度越来越大，使得许多RISC芯片的设计周期越来越长、而且经常不能按期上市，难以满足应用发展的需要；

(3)处理器在运行时没有能够充分利用编译程序所产生的许多有用的信息来提高指令并行度，也就是说传统的RISC技术没有充分发挥硬件和软件相结合的合力；

IA-64的EPIC体系结构在吸收这些教训基础上另辟蹊径，它的基本设计思想是：

(1)提供一种新的机制，利用编译程序和处理器协同能力来提高指令并行度。传统的RISC体系结构没有能够充分编译程序所产生许多有用的信息如关于程序运行线路的猜测信息，也没有充分利用现代编译程序强大的对程序执行过程的调度能力。EPIC体系结构采用创新的技术充分利用编译程序提供的信息和调度能力来提高指令并行度，同时保证在程序运行过程中发现猜测和调度有错时，处理器仍然给出正确的结果，并且尽量减少由此而带来的延迟和惩罚；

(2)在此基础上简化芯片逻辑结构，为提高主频和性能开辟道路，在工程上有一条基本原则,不是越复杂越好，而是越简捷越好，事实上，简捷的构思比复杂的构思更困难；

(3)提供大量的资源来实现EPIC，包括存储编译程序提供的信息以及提高并行计算效率所需的处理单元、缓存和其他资源。事实上，IPF系列提供远比RISC处理器丰富的资源，包括：

供指令引用的5组寄存器存储器：128个64位整数寄存器、128个82位浮点寄存器、64个1位预测寄存器、8个转移寄存器、128个专门的应用寄存器。每条指令一般引用两个输入寄存器和1个输出寄存器。

容量和性能可以随IPF系列产品升级而增加和提高的处理单元、缓存和其他资源。Itanium 1提供的此类资源已超过许多RISC处理器，Itanium 2提供的资源量又有进一步的增加；


虽然HP现在已经将安腾开发团队卖给了Intel，但是早年芯片开发技术的积累以及多年来和Intel在安腾开发上的合作，使得HP对安腾的理解远比其他服务器厂商要深。

    早在今年3月，HP就推出了针对中高端动能服务器、兼容双核安腾的sx2000芯片组，安腾9000系列处理器（Montecito）发布后，像rx7640、rx8640等服务器，只要升级到双核处理器就行了。

    而在低端，伴随着Integrity rx6600和rx3600动能服务器的发布，HP为之配套了zx2芯片组。zx2芯片组只用ZX1的一半电力，却取得了2倍性能。它还采用了大型主机的一些技术，比如内存芯片共享等，进一步发挥了双核安腾的性能。

    此外，新HP Integrity动能服务器全面融合HP VSE技术，提供了丰富的虚拟化应用，其目标瞄准了下一代数据中心市场，以及替代大型机的高端市场。

    高可靠性一向是RISC服务器的特长，而新一代HP Integrity动能服务器系统可靠性达到前所未有的7个9（99.99999%）。一般来说，如果服务器的可靠性能达到5个9，那服务器一年内停机的时间最长不能超过5分钟。由此可见，HP Integrity动能服务器能在企业关键业务中承担更重的任务。

    另外，由于安腾9000系列处理器的采用，动能服务器的功耗显著降低，性能更是高达单核安腾的2.5倍，为下一代数据中心提供了强劲动力。

    到2006年底，惠普还计划在HP Integrity虚拟机中增加支持Windows系统，让多个操作系统能共享同一颗处理器。届时，惠普计划在HP Integrity Essentials Capacity Advisor（容量规划）和虚拟化管理中增加支持Windows和Linux系统。目前除支持HP-UX11i之外，还将提供业界第一套综合规划、管理和自动化虚拟服务器的整合软件。

    许多ISV已全面支持HP Integrity平台，现已提供了9000多种应用，为金融服务、制造、通信、传媒和娱乐及公共事业等行业用户，提供了广泛选择。

    以上种种，构成了HP Integrity动能服务器领跑市场的种种优势。

    不过，HP并不是想领跑安腾服务器市场，因为目前HP在安腾上已经是当之无愧的“老大”，其安腾平台的出货量占到了Intel总出货量的一半以上。根据 IDC 2006年第2季度亚太企业服务器市场分析报告，惠普已占据亚太地区安腾市场销售额的65.3%，较之2005年财年第2季度增长61.8%。

    HP的目标是通过新一代的Integrity动能服务器，进一步挤占RISC的市场。HP希望通过发力中高端市场，在整个服务器销售收入方面继续缩小与IBM的差距。

    双核安腾让HP看到了希望，也让HP充满了雄心壮志。但不可否认，业内对安腾的质疑从其诞生起从来没有中断过。

    2001年5月，Intel隆重推出了第一代的安腾处理器平台。2002年7月，Intel经过各方面的改进，发布了安腾2处理器。安腾处理器在2003年的销量为10万片，原先Intel希望2004年的销量能比2003年增加一倍。但Intel承认安腾2004年的出货量并没有达到其预期。

    而后，经过3年多时间的等待，Intel终于在2006年7月18日才将第三代的双核安腾推向了市场。这期间，作为安腾处理器重要竞争对手的IBM Power处理器，从Power 4升级到了Power 5+，并早就实现了双核。

    特别是，近年来IBM和Dell先后宣布放弃安腾平台，无疑让安腾的前景变得扑朔迷离，目前顶尖的服务器厂商中只剩下惠普还对安腾“情有独钟”。此外，国际型厂商还有NEC、Unisys、Fujitsu、SGI和Hitachi在坚守。

    对安腾不利的消息还包括前一阶段传出的Intel要出售安腾业务。好在“清者自清”，Intel以安腾9000系列的发布，回应了这种传言。
    
   
   
        Intel、HP等去年大力倡导的安腾解决方案联盟，正在让安腾的生态系统变得越来越具有自我调节能力。而HP虽然把安腾芯片设计团队卖给了英特尔。HP将会和NEC一样，只是为安腾系统设计相关的芯片组，不再参与到芯片设计中来。但HP已经表示会投入30亿美元，用来投资软件公司，激励它们做基于安腾的应用开发。

    总的来看，虽然服务器厂商和用户对安腾的看法不一，但不可否认，安腾目前已经是除RISC、x86之外服务器平台的一种选择。它介于RISC和x86之间，起到了一个承上启下的作用。

    根据IDC数据，2006年第二季度服务器销售中，安腾服务器销售额增加36.4％，达到7.4亿美元，可见安腾的接受度还在继续增长。而同期的RISC服务器销售额是43亿美元，安腾的目标还任重而道远。