64位计算在RISC时代早已不是新鲜的话题和技术,为什么现在我们才开始真正的面对它?
当x86迎来64位时代时,兼容32/64位应用成了最大的亮点,到底兼容32位和64位应用对我们意味着什么?
缘起
兼容印证64位技术的价值
焦点集中在扩展 64位技术和AMD 64
如同文章开头的问题,64位计算在RISC时代早已不是新鲜的话题和技术,为什么现在我们才开始真正的面对它?原因很简单,x86 64位技术的诞生和推广给我们带来了普及型的64位计算。
RISC架构的处理器在90年代前期就实现了64位,并且大部分都是兼容32位计算的,包括像IBM的Power系列,Sun的Ultra SPARC系列等。只是,基于RISC架构的系统无一例外地应用在了大型的后台应用或者说是关键应用、专有应用当中,它们实现的大计算量、高可靠性、可用性以及大规模的行业专有应用是我们日常接触不多、感受不到的。而Intel带来的IA64、扩展内存64位技术(EM64T)和AMD实现的x86 64位计算技术从诞生之日起,就把普及64位计算和兼容目前的应用提到了制高点,引起了大规模普通用户们的注意。
应该说,当以AMD64技术为基础的基于Opteron处理器的服务器系统和基于带有EM64T(扩展内存的64位技术)的新至强处理器的服务器系统开始大规模充斥市场的时候,用户们便开始真正地面对64计算,所以我们讨论的焦点集中到了EM64T和AMD 64身上,因为从市场和成本两方面来看,基于这两种技术的服务器系统数量、销售量都是最多的,他们的竞争是最直接的,推出时间虽然一前一后(AMD 64技术早于EM64T至强半年多的时间)但面向的应用领域相似、价格相似、优势也相当。用户们也同时开始迷惑,到底64位计算对于以后的应用有什么意义?
上述的系统对于目前的应用是否真正适应?是按照原定计划选择以往的32位至强系统,还是选择价格差不多的能够便于升级到64位应用的计算系统?这些迷惑引发了我们做这期专题的想法。
还值得我们关注的是安腾系统,它早于AMD 64和EM64T技术诞生,采用全新的EPIC(显示指令计算)架构,具有64位计算能力、64位寻址空间和64位数据通路,在系统的稳定性、安全性、可靠性、可管理性方面都有了突破性的提升,Intel对它的定位是取代应用于高端关键业务应用的RISC系统。经过两年多的发展和推广,这种基于IA 64技术的系统已经覆盖了大部分的中高端应用,从2路到大规模的集群系统,从低电压的到大缓存的,形成了一个完整齐全的产品线。其生存的整个生态环境也已经趋于完善,操作系统、应用软件、整合方案等等,在Intel这个芯片产业巨人的培养下,每个环节都成熟了起来。最重要的是,安腾系统可以说是一支兼容32位应用的强劲力量,IA-32执行层软件的推出给安腾在32位传统应用方面彻底平反,它让人们意识到,安腾对于32位应用方面一直都是支持的,而且,支持的力度一直在提升,技术本身也在不断完善和创新。IA-32执行层软件可以用于帮助用户实现那些没有移植到安腾架构的辅助应用。
不过,从普通用户对整个普及型64位计算市场的认识来看,安腾并没有直接参与到从x86架构基础上发展起来的支持64位计算系统的竞争中来,它面向的市场是更为高端的RISC与Unix掌握的市场,这与Intel对它的定位是相符的,其优秀的并行计算能力在大规模科学计算、行业应用领域都非常有优势。于是,在更为靠近中、前端的应用中,新型的从x86标准架构基础上发展而来的AMD64技术和Intel的EM64T技术之间最直接和正面的交锋成为了主战场,本次专题的焦点也集中在了这两种技术和产品身上。
兼容是根本
在64位的RISC王国里,没人质疑过与当前应用的兼容性。很简单,硬件系统承载了用户们需要运行的应用,但当x86 64位技术出现时,人们把兼容提到了一个空前的重要程度,原因也许是AMD将兼容32位应用和方便升级到64位应用作为了自己最大的砝码,而当Intel开始以EM64T技术反击时,也打出了这张牌;又或许,安腾曾在最初受到兼容性的指责,而32位执行层软件更加让用户们看到了兼容性的重要。无论如何,兼容32位应用成为了新型支持64位应用的系统最炫的推广武器。
不过,在专家眼里,兼容目前的应用仅仅是一个最起码的属性。中科院计算所的专家认为,能否出色兼容32位应用是衡量64位处理器的一个重要指标,一个出色的64位处理器应该具有更好的向下兼容性。良好地运行以前的软件和应用,对于用户来说是必不可缺的,完全兼容32位计算的64位系统在保护企业对于32位应用投资的同时,帮助他们根据自己的需要无缝移植到64位计算,这当然也是优势。
处理器从8位到现在的64位,是如何升级的呢?下边的两个图清晰描绘了这两个过程。图1就是从8位到16位再到32位的一个升级;图2是从32位升级到64位的处理器,同时兼容了32位的性能。




