往生記

二十九

魚冒泡：罪過，昨天喝了一天的酒！

RISC宗師奉行簡單就是美，，所有一幹功能相似、特性重複的指令一概不要，而且所有長短不一的指令全部刪除，指令定長，按使用率高低劃分CPU處理優先級。

如果說RISC但指令是正規軍，精悍而有效率，那麽CISC的指令就隻能算是山寨了。

Cisc的指令不分重要與否，一概取相同的CPU使用權限，也就是說cpu無論什麽時候接受到請求，都得聽下來處理，大大降低了效率。

等長的RISC指令大大降低了硬件的複雜度，而且可以實現一項非常重要的技術——流水線。

普通的計算機處理數據的時候，就像工廠隻有一個工人，來一個任務做一個任務，直到這件事完成，否則就得等待，浪費大量的cpu時間。

流水線技術則是將一件事情分為至少兩個以上的步驟，RISC一般則分為4到5個，如取指令、執行、輸出等等，流水線是現代RISC核心的一個重要設計，它極大地提高了性能。

對於一條具體的指令執行過程，通常可以分為五個部分：取指令，指令譯碼，取操作數，運算（ALU），寫結果。其中前三步一般由指令控製器完成，後兩步則由運算器完成。

按照傳統的方式，所有指令順序執行，那麽先是指令控製器工作，完成第一條指令的前三步，然後運算器工作，完成後兩步，在指令控製器工作，完成第二條指令的前三步，在是運算器，完成第二條指令的後兩部……很明顯，當指令控製器工作時運算器基本上在休息，而當運算器在工作時指令控製器卻在休息，造成了相當大的資源浪費。

解決方法很容易想到，當指令控製器完成了第一條指令的前三步後，直接開始第二條指令的操作，運算單元也是。這樣就形成了流水線係統，這是一條2級流水線。

這樣cpu永遠處於繁忙的狀態，這就是流水線的原理，雖然執行一條指令的時間沒有減少，但是輸出結果的時間減少了很多，理論速度是不用流水線的2倍。

隻要流水線不斷，cpu就可以不停的輸出結果。

計算所製造的757樣機就是基於這個原理設計的，它排除了通常的兩級微碼控製方式，取而代之的是在硬件中直接執行一組精選的簡單指令和優化的編譯程序．這種特殊的編譯程序通過對程序詳細執行步驟進行重新安排，以便更有救地利用CPU資源來提高程序的運行速度，因為它放棄了對複雜指令係統執行微碼的方式，這就有利於用硬連線控製係統來執行為數不多的簡單指令。

雖然依然沒有使用精簡指令，但是流水的思想已經體現，貌似已經有了現代計算機的雛形。

曹長久一直試圖影響王所，讓他接受Risc的思想，可惜王所總是用許多現實的問題難倒長久，讓他啞口無言。

明明事先想好的先進的思想、充分地理由，卻每每被王所輕易的駁倒，長久別提多鬱悶了，索性不再參加757的硬件設計工作，隻作編譯器，落得個清閑，可以做自己的事情。

如果說CISC技術的複雜性在於硬件，在於處理單元控製器部分的設計與實現。RISC技術的複雜性就在於軟件，在於編譯程序的編寫與優化。

曹長久的編譯程序就有效的彌補了757樣機的缺點，將笨拙的程序組成了流水線能夠識別的指令流，使得757樣機從普通千萬次每秒的計算速度穩定在了兩千五百萬次每秒。而且限於機器的速度極限，無法再提高，隻能寄希望於757完全體了。

由此曹長久有了一個較長的無任務時間，大概也就是三個月這樣子，長久完成了自己夢想中的cpu大部分的邏輯設計工作。

而且由於樣機的試製成功，長久以它為平台，寫了一個模擬器，模擬自己設計的cpu實際運行狀態，以此進行排錯、改進。

結果是令人開心的，等到整個cpu的邏輯結構通過排錯、糾正之後，已經可以達到每秒千萬次的理論運行速度了。

當然，隻是理論上而已，如果製成芯片成品，無法達到這種狀態。況且長久設計的隻是一個8位實驗型cpu，在華夏現有的芯片製造工藝下，成品能達到每秒百萬次就了不得了，要知道英特爾最新的16位cpu8086也不過才達到80萬次每秒。

至於為什麽曹長久對自己的cpu這麽有信心是有原因的，製造工藝達不到要求隻能是在係統架構上做文章了。

很不巧，曹長久所知道的係統架構可是很成熟的，在夢中的年代，長久做的最多的就是ARM處理器。

提起英特爾、AMD可能大家都很熟悉，因為我們接觸的很多，桌麵市場的霸主嘛。但是要知道X86係列在世界上整個處理器的市場上更不算不上最大。

世界上出貨量最多的處理器還是ARM，幾乎與電腦有關的設備，無處不存在ARM的身影。比如你用的手機，比如你用的路由器，比如你用的所有用電腦控製的電器，數量至少是英特爾的十幾倍。

ARM處理器最大的有點就是便宜，但是性能……怎麽說呢，如果我們電腦用的是ARM處理器的話，程序運行隻會比英特爾快，而且便宜。

這個沒有辦法，是係統架構決定的，ARM處理器幾乎是最早的RISC處理器了，其最初的32位核心隻有三萬個晶體管。

讀者可能不知道，要實現32位的微處理器需要多少晶體管，比較一下就知道了，七、八十年代最拉風的32位cisc微處理器是摩托羅拉的68000，用了當時最先進的技術集成了六萬八千個晶體管，由此可見先進的架構能取得多大的優勢。

第一代的ARM處理器隻用了近三萬個晶體管，芯片麵積很小，但是其效能卻比英特爾的286更強勁，而且由於使用的晶體管減少，其消耗的電能也很少，可以說是物美價廉。

隻是可惜Risc但概念提出的太晚了，又或者IBM發布個人電腦太早了，總之現在的個人電腦市場被CISC所霸占，人們為了大量的應用軟件而不得不使用垃圾的X86架構的cisc處理器。

曹長久現在就是這個想法，使用更先進的架構設計製作處理器，至少可以在華夏現有的工藝條件下能夠達到與國外微處理器相比更高的性能，翻轉這片天空。

可是這又談何容易，技術並不是一切，沒有出貨量的保證，如何能夠成為主流，不能成為主流，談什麽翻天覆地。

曹長久可不管這些，來自於夢中那近乎於偏執的信念支持他無原則的反對X86，在這個空白的時代書寫自己的畫卷。

雖然邏輯設計近乎完美，可是曹長久畢竟是一個軟件工程師，他不熟悉布圖工作，這麽大規模的布圖工作量，要讓他一個人完成，隻能是一個悲劇，所以他有打起了主意。