第75章 Alpha

用户最终会选择谁，是不言而喻的事情。

    从这里就可以看出，在性能和成本之间，DEC公司没有做好两者间的平衡，Alpha太过于追求高性能，从而忽视了普通用户的经济承受能力，这也是Alpha最终失败的根本原因之一。

    虽然Alpha失败了，但作为当初桌面CPU的绝对王者，Alpha却深深的影响了后来CPU的设计潮流，比如说Alpha是世界第一款支持多媒体协议的处理器，后来的INTEL公司发布的Pentium、赛扬以及后来的酷睿系列，都加入了支持多媒体的技术协议，甚至就连ARM、MIPS和SPARC都支持多媒体协议技术，如果哪款处理器不对多媒体协议进行支持，那么这款处理器在市场上就根本卖不出去。

    Alpha也是第一款符合80/20法则的CPU，所谓的80/20法则（二八法则）是由意大利经济家帕累托提出的，也就是大家所熟悉的帕累托定律。

    即，80%的结果，来自20%的原因；20%的努力，常产生80%的结果，或者是80%的财富且被20%的人所掌握。

    而这一法则在CPU当中同样适用，众所周知，微处理器的基本逻辑是运行指令的电路，计算机的任何一个程序都是由或多或少的基本指令组成，而指令本身又是由若干个微操作构成，例如对两个二进制数进行加减运算，或者将结果送进寄存器中等等。

    这些基本指令被称为微处理器的微代码，指令数量越多、完成微操作所需的逻辑电路就越多，芯片的结构就越复杂。

    CISC的英文全称是ComplexInstructionSetComputer，意为“复杂指令系统计算机”。它的特点是指令数量庞大臃肿，每个指令不管执行频度高低都处于同一个优先级，程序员的编程工作相对容易。但它的致命弊端是执行效率低下，处理器的晶体管被大量低效的指令所占据，资源利用率颇为低下。

    早在上个世纪60年代，计算机科学家就发现，计算机中80%的任务只是动用了大约20%的指令，而剩下20%的任务才有机会使用到其他80%的指令。

    RISC处理器就是在这样的背景下诞生的，由于指令高度简约，RISC处理器的晶体管规模普遍都很小而性能强大，深受超级计算机厂商所青睐。

    它的应用范围也远比X86来得广泛，大到各种超级计算机、工作站、高阶服务器，小到各类嵌入式设备、家用游戏机、消费电子产品、工业控制计算机，都可以看到RISC的身影。只不过这些领域同普通消费者较为脱离，故而少为人知。

    无论在执行效率、芯片功耗还是制造成本上，选择RISC都比沿用X86更加英明。

    我们不妨作一番实际的比较：以Intel公司的Pentium4XE为标准，，它的晶体管总数在1亿7800万个以上，最高功耗达到130W，但它的运算能力不超过20GigaFlops（FLoatingpointOperationsperSecond，每秒浮点运算）。

    而与他同期推出的RISC处理器是IBM推出的Cell，它的晶体管总数为2.34亿个，在采用90纳米工艺制造时芯片面积为221平方毫米，但它的运算力高达2560GigaFlops，整整是Pentium4XE的128倍。

    Inte在在年中推出双核心的Smithfield，性能最多能有80%的提升，而芯片规模将达到与Cell相同的水平。由此可见，二者完全不是一个层面上的对手，X86指令系统的低效性在这里一览无遗。

    PC钟情于X86的原因在于软件兼容，尤其是微软只为X86PC开发Windows系统，这也被认为是PC采用RISC架构的最大障碍。

    而Alpha且打破了这个常规，它的理论基础也是着名的80/20法则，与传统的RISC和CISC不同，Alpha另辟蹊径，提出了一个全新的发展思路，将20%的常用指令定义为“热代码（HotCode）”，剩余的80%指令使用频率没那么高，被定义为“冷代码（ColdCode）”。

    对应的CPU也在逻辑上被划分为两个部分：一是热核（HotSpot），只针对调用到热代码的程序；另一部分则是冷核（ColdSpot），负责执行20%的次常用任务。

    由于热核部分要执行80%的任务，设计者便可以将它设计得较为强大，占据更多的晶体管资源。而冷核部分任务相对简单，没有必要在它身上花费同样的功夫。

    而这也就是CPU历史上赫赫有名的双核的慨念，我们现在所使用的双核和多核处理器，就是由Alpha最早提出来的。

    事实上，X86处理器一直都从RISC产品中获取灵感，包括EV6总线、整合内存控制器、超线程技术、双核心等等新技术新概念都是首先在RISC产品中得到成功应用，之后才被Intel/AMD引入到X86处理器当中。实践证明，这种做法往往对X86处理器的性能提升有着决定性的影响，而从RISC汲取营养也就成为X86业界的习惯做法。

    Alpha创造了一种崭新的双核概念，过去我们谈论的双核心指的是在一枚芯片内集成两个对等的CPU内核，通过并行运算获得性能增益，我们可以将它看作是横向维度的对等设计。

    而Alpha则是一种纵向维度的双核理念，热核与冷核地位并不对等，且无法独立运作，只能说是一个CPU内核中的两部分分立逻辑。它所起到的是提高CPU的硬件资源利用率，以高执行效率达到高效能的目的，这种做法显然比目前业界鼓吹的“双核心”更具革命意义。

    后来INTEL的酷睿系列基本上沿袭了Alpha的设计思路，由此可见，Alpha对后来的CPU发展带来了多么广泛的影响。