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INTELとAMD以外に他にどのようなCPUアーキテクチャが利用できるのか疑問に思っていました。だから、ウィキペディアでCPUアーキテクチャのリストを見つけました。

注目すべきCPUアーキテクチャを次のカテゴリに分類します。

  1. 組み込みCPUアーキテクチャ
  2. マイクロコンピューターのCPUアーキテクチャ
  3. ワークステーション/サーバーのCPUアーキテクチャ
  4. ミニ/メインフレームCPUアーキテクチャ
  5. 混合コアCPUアーキテクチャ

私は彼らの目的を分析していて、疑いはほとんどありません。マイクロコンピューターCPU(PC)アーキテクチャーを参照して、他のアーキテクチャーと比較します。

組み込みCPUアーキテクチャ:

  • 彼らは完全に新しい世界です。
  • 組み込みシステムは小さく、非常に特殊なタスクを実行します。ほとんどがリアルタイムで消費電力が少ないため、マイクロコンピューターCPU(通常のPC)で使用できるような多くの広いレジスターは必要ありません。言い換えれば、新しい小さくて小さなアーキテクチャが必要です。したがって、新しいアーキテクチャと新しい命令RISC。
  • 上記の点は、なぜ別のオペレーティングシステム(RTOS)が必要なのかを明らかにしています。

ワークステーション/サーバーのCPUアーキテクチャ

  • ワークステーションとは何かわかりません。誰かがワークステーションに関して明確にします。
  • サーバーの時点で。特定のソフトウェア(httpd、mysqlなどのサーバーソフトウェア)を実行するための専用です。他のプロセスが実行されている場合でも、サーバープロセスを優先する必要があるため、新しいスケジューリングスキームが必要であり、したがって、汎用のものとは異なるオペレーティングシステムが必要です。サーバーOSの必要性について他にポイントがある場合は、言及してください。
  • しかし、なぜ新しいCPUアーキテクチャが必要なのかわかりません。なぜマイクロコンピューターのCPUアーキテクチャーがその仕事をすることができないのか。誰かが明確にできますか?

ミニ/メインフレームCPUアーキテクチャ

  • 繰り返しますが、これらは何で、ミニフレームまたはメインフレームは何に使用されているのかわかりません。私は彼らが非常に大きく、完全な床を占めていることを知っています。しかし、私は彼らが解決しようとしているいくつかの現実世界の問題について読んだことはありません。これらのいずれかに取り組んでいる人がいる場合。あなたの知識を共有してください。
  • 誰かがその目的を明確にすることができますか、そしてなぜそれはマイクロコンピュータのCPUアーキテクチャがそれに適していないのですか?
  • このための新しい種類のオペレーティングシステムもありますか?なんで?

混合コアCPUアーキテクチャ

  • これらについて聞いたことがない。

可能であれば、次の形式で回答を保管してください。

XYZCPUアーキテクチャ

  • XYZの目的
  • 新しいアーキテクチャの必要性。現在のマイクロコンピュータのCPUアーキテクチャが機能しないのはなぜですか?最大3GHZで、最大8コアです。
  • 新しいオペレーティングシステムの必要性なぜこの種のアーキテクチャに新しい種類のオペレーティングシステムが必要なのですか?

編集:

みんな、これは宿題の問題ではありません。私はあなたたちを信じさせるために何もすることはできません。質問が明確でないのか、それとも他の何かなのかはわかりませんが、特定の技術的な詳細にのみ興味があります。

この質問の一部を別の言い方で言いましょう。あなたはインタビューに参加していて、インタビュアーが「マイクロコンピュータープロセッサは高速で多くの機能を備えており、PCオペレーティングシステムは優れています。なぜSPARC、Itaniumのような別のアーキテクチャが必要で、WindowsServerのような別のOSが必要なのか教えてください」と尋ねられた場合サーバー用?」あなたは何に答えますか?私は私の主張を理解したと思います。

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8 に答える 8

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ワークステーションは現在、ほとんど絶滅したコンピューターの形態です。基本的に、それらはデスクトップのように見えるハイエンド コンピューターでしたが、RISC プロセッサ、IDE の代わりに SCSI ドライブ、UNIX または (後の) Windows オペレーティング システムの NT ラインを実行するなど、いくつかの重要な違いがあります。Mac Pro は、現在のワークステーションの形と見なすことができます。

メインフレームは (必ずしもフロア全体を占有するわけではありませんが) 大型のコンピューターです。非常に高い可用性 (プロセッサやメモリを含むメインフレームのほとんどの部分をシステムをダウンさせることなく交換できます) と下位互換性 (多くの最新のメインフレームは、70 年代のメインフレーム用に書かれた変更されていないソフトウェアを実行できます) を提供します。

x86 アーキテクチャの最大の利点は、x86 アーキテクチャとの互換性です。CISC は通常時代遅れと見なされているため、最新のアーキテクチャのほとんどが RISC ベースになっています。新しい Intel および AMD プロセッサでさえ、ボンネットの下では RISC です。

以前は、家庭用コンピューターと「プロ用」ハードウェアのギャップが現在よりもはるかに大きかったため、「マイクロコンピューター」ハードウェアはサーバーには不十分でした。ほとんどの RISC「サーバー」アーキテクチャ (SPARC、PowerPC、MIPS、Alpha) が作成されたとき、ほとんどのマイクロコンピュータ チップはまだ 16 ビットでした。最初の 64 ビット PC チップ (AMD Opteron) は、MIPS R4000 から 10 年以上後に出荷されました。同じことがオペレーティング システムにもありました。PC オペレーティング システム (DOS および非 NT Windows) は、サーバーにはまったく適していませんでした。

組み込みシステムでは、x86 チップは単純に電力効率が十分ではありません。ARM プロセッサは、はるかに少ないエネルギーで同等の処理能力を提供します。

于 2010-04-19T19:30:41.567 に答える
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20 年前の世界を考えてみるとよいでしょう。

当時は、世界クラスの CPU を設計して構築するのにそれほど費用がかからなかったので、独自の CPU を所有する企業が非常に多くなりました。それ以降に起こったことは、CPU の設計とファブの価格の上昇によって主に説明できます。つまり、非常に大量に販売されたものは、そうでないものよりもはるかによく生き残ったことを意味します。

主に IBM 製のメインフレームがありました。これらは、高いスループットと信頼性に特化しています。低コストのマシンを使用する方がはるかに費用対効果が高いため、特別なことは何もしませんが、COBOLでプログラムされた種類の大量のビジネスタイプのトランザクションには優れていました. 銀行はこれらの多くを使用します。これらは特殊なシステムです。また、昔からプログラムを実行しているため、x86 との互換性よりも、アーキテクチャと OS における初期の IBM 360 との互換性の方がはるかに重要です。

当時、メインフレームよりも小さく、一般的に使いやすく、個人的なものよりも大きいミニコンピューターがありました. これらには独自の CPU とオペレーティング システムがありました。彼らは当時死にかけていたと思いますが、今ではほとんど死んでいます。一流のミニコンピューター会社である Digital Equipment Corporation は、最終的に PC メーカーである Compaq に買収されました。彼らは特別なOSを持っている傾向がありました。

また、多くの計算能力を必要とする人々のためのパーソナル コンピューターとして主に意図されたワークステーションもありました。一般に、インテルの CPU よりもかなりきれいに設計された CPU があり、当時は、はるかに高速に実行できることを意味していました。ワークステーションのもう 1 つの形式は Lisp Machine で、少なくとも 80 年代後半には Symbolics と Texas Instruments から入手できました。これらは Lisp を効率的に実行するように設計された CPU でした。これらのアーキテクチャのいくつかは残っていますが、時間が経つにつれて、これらを維持することの費用対効果が大幅に低下しました。Lisp マシンを除いて、これらは Unix のバージョンを実行する傾向がありました。

当時の標準的な IBM 互換のパーソナル コンピュータはそれほど強力ではなく、Intel アーキテクチャの複雑さがそれをかなり妨げていました。これは変更されました。当時の Macintosh は Motorola の 680x0 アーキテクチャで動作し、計算能力に大きな利点がありました。その後、IBM ワークステーションによって開拓された PowerPC アーキテクチャに移行しました。

現在知られている組み込み CPU は、1970 年代後半にさかのぼります。それらは、チップ数が少なく、できれば消費電力が少ない完全なローエンド システムであるという特徴がありました。Intel 8080 が登場したとき、基本的には 3 チップの CPU であり、ROM と RAM 用に追加のチップが必要でした。8035 は、CPU、ROM、および RAM を搭載した 1 つのチップであり、その分強力ではありませんでしたが、非常に多くのアプリケーションに適していました。

スーパーコンピューターには手作業で設計された CPU があり、(ほとんどの場合) 浮動小数点乗算のために CPU を最適化するだけでなく、並列計算を可能な限り簡単にすることで注目に値しました。

それ以来、メインフレームはニッチ市場にとどまり、成功を収め、ミニコンピュータとワークステーションはひどく圧迫されてきました。ワークステーションの一部の CPU は、部分的には歴史的な理由で残っています。Macintosh は最終的に PowerPC から Intel に移行しましたが、PowerPC の IIRC は Xbox 360 と一部の IBM マシンで使用されています。優れた OS を最新の状態に保つための費用は増大し、最新の非メインフレーム システムは Microsoft Windows または Linux を実行する傾向があります。

組み込みコンピューターも改善されています。小型で安価なチップはまだありますが、ARM アーキテクチャはますます重要になっています。一部の初期のネットブックに搭載されており、iPhone、iPad、および多くの同等のデバイスに搭載されています。低消費電力で適度に強力であるという利点があり、携帯機器に非常に適しています。

一般的なシステムで遭遇するもう 1 つの種類の CPU は GPU です。GPU は、高速で特殊な並列処理を実行するように設計されています。それらの長所を利用して、他のことを行うようにプログラミングできるソフトウェアプラットフォームがあります。

オペレーティング システムのデスクトップ バージョンとサーバー バージョンの違いは、もはや根本的なものではありません。通常、どちらも基盤となる OS は同じですが、インターフェイス レベルは大きく異なります。デスクトップまたはラップトップは、1 人のユーザーが簡単に使用できるように設計されていますが、サーバーは、他の多数のサーバーも管理している 1 人のユーザーが管理する必要があります。

混合コアを試してみますが、正確ではない可能性があります (修正を歓迎します)。Sony Playstation 3 には奇妙なプロセッサが搭載されており、さまざまな目的に特化したさまざまなコアが搭載されています。理論的には、これは非常に効率的です。より実際には、混合コア システムをプログラムするのは非常に難しく、かなり専門化されています。このコンセプトに特に明るい未来があるとは思いませんが、現在、ソニーの売上に良い影響を与えています.

于 2010-10-19T17:54:39.873 に答える
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ワークステーションとは何かわかりません。誰かがワークステーションについて明確にします。

以前のワークステーションは、PC が提供するよりも多くの計算能力を必要とするタスクのために、1 人のユーザー (または交互のユーザー) によって使用されることを意図したシステムのクラスでした。研究開発における規模の経済学により、標準的な PC ハードウェアが同等の (そして最終的にはそれ以上の) パフォーマンスをはるかに低い価格で提供できるようになったため、それらは基本的に 1990 年代に消滅しました。

ワークステーションは、Sun、SGI、HP などの企業によって製造されました。彼らは通常、独自の Unix バリアントを実行し、多くの場合、専用のハードウェアも持っていました。典型的なアプリケーションは、科学計算、CAD、およびハイエンド グラフィックスでした。

「ワークステーション アーキテクチャ」の特徴は、単一ユーザー アプリケーションに高いパフォーマンスを提供することであり、価格は非常に二次的な考慮事項でした。

于 2010-04-19T19:32:16.210 に答える
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組み込み CPU アーキテクチャの追加事項の 1 つは、製品の寿命を大幅に延ばさないように、通常は主流のプロセッサよりも安価にする必要があることです。

混合コア CPU アーキテクチャ

  • これらは通常、高スループット、速度、および/または低電力要件が必要な場合に使用されます-組み込みアプリケーション、DSP、暗号化、ゲーム、高性能コンピューティング。

  • 混合コア アーキテクチャは、汎用 (GP) コアに加えて、特定の問題領域に適合する 1 つまたは複数の特殊なコアを提供します。特殊化されたコアは、ボトルネックと見なされるアプリケーションの特定の部分のアクセラレータとして使用できます。GP コアを追加することで同じパフォーマンスを実現できますが、使用されるテクノロジ、ダイのサイズ、電力の制約、放散される熱、またはプログラム可能性のために、これは非現実的である可能性があります。 GP コアよりも効率的です。グラフィックス カードが GPU で異なるアーキテクチャを使用するのと同じ理由で存在します。

  • 主流の OS は、主流の CPU 向けに作成および最適化されています。これらは、主流のプロセッサ アーキテクチャを対象としてコンパイルされています。さらに、特殊なコアは通常、OS を実行するのに十分な汎用性を備えていません。そのため、新しい OS を明示的に必要とするわけではありません。ライブラリまたはドライバーを介して、システムが特殊なコアを認識して使用できるようにするための変更だけが必要です。特殊化されたコアを使用するには、実行可能コードが特殊化されたコアを対象とするように、部分的な再コンパイルが必要です。

いくつかのメモ:

  • 主流のチップは実質的にコアが混在しています。それらには、MMX、SSE、SSE2、SSE3 命令、浮動小数点命令、および場合によっては暗号化拡張機能があります。これにより、実質的に「混合コア」アーキテクチャになります。しかし、それらは非常に人気があり、マイコンプロセッサのカテゴリに含まれています。AMD の Fusion と Intel Larrabbee を考えてみてください。

  • x86 が非常に人気があるのは、x86 用の優れたツール (コンパイラ、デバッガなど) を作成するために多くの研究、努力、および投資が行われているためです。さらに、プログラムの大部分はクローズド ソースであり、x86 用にコンパイルされているため、他のアーキテクチャでは実行できません。最後に、多くのコードには、x86 上でコンパイルおよび実行されるコード内に手書きの最適化または仮定が含まれています。これを別のアーキテクチャ用にコンパイルするには、部分的なアプリケーションの書き直しが必要になります。

  • 異なるアーキテクチャを使用するもう 1 つの正当な理由は、異なるサブシステムの制御と緊密な統合です。IBM には独自の CPU (PowerPC)、OS (AIX)、およびライブラリがあり、一度購入すると手放すのが難しい、最適に調整されたパッケージを提供しています。同じことが Sun (現在の Oracle) の SPARC と Solaris にも当てはまり、数年前の HP と HP-RISC と HP/UX にも当てはまります。それは悪いことでも何でもありません。彼らはあなたのアプリケーションに正確に適合するパッケージを提供し、ハードウェアとソフトウェアの両方のシステムのすべての側面に精通しているため、何か問題が発生した場合にそれを知っており、簡単に再現できます。

于 2010-10-26T17:18:35.920 に答える
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あなたの質問と目標は、コンピュータ アーキテクチャの歴史を理解することだと思われます。それが本当なら、この本が必要です。探していることを理解するのに役立ちます。

http://www.amazon.com/Computer-Architecture-Concepts-Evolution-2/dp/0201105578

Brooks 博士は、コンピューター アーキテクチャの歴史、新しいアイデアの最初の出現をカバーし、さまざまなマシンを経てこれらのアイデアが発展していく過程をたどります。

于 2010-10-25T01:14:01.443 に答える
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メインフレーム

  • 大量の命令を同時に実行して大量の情報を処理します。
  • 家庭用 (PC/デスクトップ) コンピューターは、同時に大量のコードを実行できず、大量のデータを処理することさえできません。
  • 特定のアーキテクチャに固有のオペレーティング システムは、特定のハードウェアに対してより効率的になります。

ハードウェア アーキテクチャの例

さまざまな状態のセンサーからのリアルタイム情報を処理する気象メインフレーム。

OS アーキテクチャの例

何かを描画する通常のコマンドが次のとおりだとしましょう: DRAW "text". それが普通のPCです。ここで、多数の画面があり、それぞれに同じものを描画したいとしましょう。この PC では、それぞれの DRAW "テキスト" を呼び出す必要があります。ただし、各画面に同じテキストを自動的に描画するコマンド「DRAWS」を使用してハードウェアを作成することもできます: DRAWS "text"

于 2010-04-19T12:33:32.530 に答える
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一言で言えば、どのデザインもいくつかの要件を満たす必要があります。複雑な要件セットを満たすには、妥協が必要です。要件 X を n 次まで満たすと、要件 Y を満たすことができなくなる可能性があります。さまざまな要件を満たす設計。

状況はより複雑になっていますが、時間の経過とともにテクノロジと要件の両方が進化しているため、本質的に変わっているわけではありません。

于 2010-04-19T12:41:25.630 に答える
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たとえば、唯一の車両がオートマチック トランスミッションのトヨタ ピックアップ (新しいフルサイズではなく古い小型のもの) である場合、世界中のすべての交通問題を解決できますか?

なぜ他のものが必要なのですか?

誰もがスティックを運転できるわけではなく、誰もがトヨタに収まるわけではありません (幅よりも高さを考えています)。家族を運ぶことはできません。大きな物体を運搬することはできません。確かに効率的ではありません。どのようにトラックをディーラーに売りに行きますか? 一度に1つずつ運転しますか?

テレビのリモコンでサーバー クラスのプロセッサを使用した場合、延長コードと冷却ファンが必要になるか、ボタンを押すたびにバッテリを交換して最初に起動するのを待つ必要があります。

Rtoses とオペレーティング システム、上記と同じ答え。通常ではなく、低電力のマイクロコントローラーで rtos を使用しないでください。多くの場合、rom は数百バイトで測定され、ram は数十バイトで測定されます。ブロートウェアの余地はありません。専用ハードウェア上の専用ソフトウェア。

現在進行中の ARM 対 Intel の状況を見てください。Intel はハードウェア設計がひどいものです。彼らの成功は、マザーボード上のハードウェアではなく、純粋に会議室やテレコンでのものです。初期コストと運用コストの何分の一かで、代替ベンダーの代替命令セットを使用して同じパフォーマンスを得ることができます。なぜ 1 つの古いソリューションに落ち着くのでしょうか。

コンパイラーやハードウェアと同様に、信頼できるオペレーティングシステムはほとんどありません。一部のソフトウェアとハ​​ードウェアは、パフォーマンスや信頼性を重視して設計されていますが、必ずしも使いやすさを重視して設計されているわけではありません。ランディング ギア レバーによって、パイロットがマウスに手を伸ばして「ランディング ギア ウィンドウを展開してもよろしいですか」の [OK] ボタンをチェックしてから、考えている間に砂時計が回転するのを見る必要はありません。やるかやらないか。

同じ理由で、一部の仕事にはピックアップ トラックが必要で、別の仕事にはトラクター トレーラーが必要です。家庭のデスクトップ用に 1 つのクラスのマシン (およびソフトウェア) が必要です。仕事に応じて、ピックアップを小さくしたり無限に大きくしたりすることはできません。設計されたタスクに応じて、エンクロージャーの有無、シートの増減、パワーテイクオフ、油圧の有無など、より多くのホイールが必要になることがあります。

CP/M を実行している 8 ビット プロセッサで停止した場合、どこにいるでしょうか? 世界のすべての問題を解決します。イノベーション、コスト削減、パフォーマンスの向上の 100% は、現在のソリューションに疑問を投げかけ、別のことを試した結果です。

フリーサイズは誰にもフィットしません。

于 2010-04-19T15:17:39.433 に答える