不同的运算要求,产生了不同的计算机型号,每一种都对应了一个专业的计算领域。
石油、化工、数学、天文、机械、空气动力……
在六十年代半导体产业兴起之后,计算机结构开始复杂化,功能逐渐强大,运用面也开始逐渐广泛。为了节约成本,让特殊行业之外的一般商业机构也能买得起、用得起计算机,一种计算机应该要能够跨领域使用的呼声,开始高涨。
通用计算机开始出现。
一条数学函数,可以归为一条指令;一个存取动作,可以归为一条指令。无数的指令叠加,设计入电路,做成集成电路,这就是处理器。为了满足不同领域的需求,各个公司都针对用户需求,将他们的一个个简单动作操作,固化为一条条指令,写入处理器内部电路。
指令渐趋繁杂。
这就是复杂架构型计算机。
这个时候的通用计算机,都是这种复杂架构处理器。用户编写程序,直接调用处理器内的专用指令,进行组合运用,就可以进行需要的计算处理。
将指令设计为程序,从数据存储器上调用,不是不可以,但速度哪有集成在处理器内快?
十多年来,当半导体工艺水平飞速发展,处理器内叠加的指令也越来越多、越来越庞大。各个公司、各种领域、各个用户都试图将自己设计的指令加入处理器,方便他们使用。而计算机运用范围的扩大,又加速了这种行为的快速增殖。每一条新指令都要设计一个专用的电路,处理器在快速新增的新指令堆积下,渐渐开始变得不堪承受之重。
因应这种疯狂叠加的现象,让计算机回归最初的呼声出现。
例如加州大学伯克莱分校的帕特逊教授,从去年开始对计算机处理器结构进行研究。他公开的研究报告显示:现在各公司推出的处理器,80%的运算,实际是由20%的电路所完成的。这也意味着,一块处理器中,有80%的电路大多数时候是处于闲置状态,只在很少的情况下被调用。
大量闲置的电路,时刻处于充电状态,能量的消耗、电路散发出的热量、对相邻电路的干扰,反而降低了处理器的运算效率。
这种理论渐渐被更多的科学家研究后所认可,他们也相继发出呼吁,要求别再往处理器添加大量无效指令了。最好是能将现在已经臃肿不堪的指令大幅削减下来,保留其中最核心的十几条指令就足以完成基本运算,让计算机发挥最高使用效率。
于是精简指令集倡议,开始对计算机处理器如何设计架构,提出了新的课题。
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