为什么我们需要不同的CPU架构的服务器&迷你/主机和混合核心？

Question

我只是想知道除了INTEL和AMD之外，还有什么其他CPU架构可用。所以，在维基百科上找到了CPU体系结构列表。

它将著名的CPU体系结构分为以下几类。

1. 嵌入式CPU体系结构
2. 微机CPU结构
3. 工作站/服务器CPU体系结构
4. 小型/大型机CPU架构
5. 混合核心CPU体系结构

我是在分析他们的目的，没有什么疑问。以微机CPU (PC)体系结构为参考，并与其他结构进行比较：

嵌入式CPU架构：

• 他们是一个全新的世界。
• 嵌入式系统体积小，完成非常具体的任务，主要是实时和低功耗，所以我们不需要这么多&这样广泛的寄存器可用在一个微型计算机CPU (典型的PC)。换句话说，我们确实需要一种新的小而小的架构。因此，新的架构和新的指令RISC。
• 上述观点也澄清了为什么我们需要一个单独的操作系统(RTOS)。

工作站/服务器CPU体系结构

• 我不知道什么是工作站。有人澄清了工作站的事。
• 在服务器上。它专用于运行特定的软件(服务器软件，如httpd、mysql等)。即使其他进程运行，我们也需要赋予服务器进程优先级，因此需要新的调度方案，因此我们需要不同于通用操作系统的操作系统。如果您有更多的需要服务器操作系统点，请提及。
• 但我不明白为什么我们需要一个新的CPU架构。为什么微机CPU架构不能完成这项工作？有人能澄清一下吗？

小型/大型机CPU体系结构

• 再说一遍，我不知道这些是什么&微型机或大型机是用来做什么的？我只知道它们很大，占了整层楼。但我从未读到过他们试图解决的一些现实世界的问题。如果有人在研究其中的一个。分享你的知识。
• 有人能澄清它的目的吗?为什么微机CPU结构不适合它？
• 也有一种新的操作系统吗？为什么？

混合核心CPU体系结构

• 从没听说过这些。

如有可能，请将您的答案保留在以下格式：

XYZ体系结构

• XYZ的目的
• 需要一个新的架构。为什么现在的微机CPU架构不能工作？他们高达3千兆赫，有多达8个核心。
• 需要一个新的操作系统，为什么我们需要一种新的操作系统来实现这种结构呢？

编辑：

伙计们，这不是作业问题。我不能做任何事让你们相信。我不知道这个问题是不清楚还是别的什么，但我只对具体的技术细节感兴趣。

让我以另一种方式提出这个问题的一部分。你在面试时，如果面试官问你：“告诉我，微机处理器速度快，能力很强，我们的个人电脑操作系统很好，为什么我们需要像SPARC、Itanium这样的不同架构，而服务器需要像Windows Server这样的操作系统？”你会回答什么？我希望你明白我的意思。

Answer 1

工作站现在是几乎绝种的计算机形式。基本上，它们曾经是看起来像台式机的高端计算机，但有一些重要的区别，比如RISC处理器、SCSI驱动器而不是IDE，以及运行UNIX或(后来的) Windows操作系统的NT行。Mac可以看作是当前工作站的一种形式。

大型机很大(尽管它们不一定占据整个楼层)。它们提供了非常高的可用性(大型机的大部分部件，包括处理器和内存，可以在不发生系统故障的情况下被替换)和向后兼容性(许多现代大型机可以运行为'70大型机编写的未经修改的软件)。

x86体系结构的最大优点是与x86体系结构兼容。CISC通常被认为是过时的，这就是为什么大多数现代体系结构都是基于RISC的。甚至是新的英特尔和AMD处理器都是RISC的幕后黑手。

在过去，家用计算机和“专业”硬件之间的差距比今天大得多，因此“微型计算机”硬件对服务器来说是不够的。当大多数RISC“服务器”架构(SPARC、PowerPC、MIPS、Alpha)被创建时，大多数微型计算机芯片仍然是16位的。第一个64位个人电脑芯片( after )出厂超过10年后，MIPS R4000。操作系统也是如此: PC操作系统(DOS和非NT Windows)根本不适合服务器。

在嵌入式系统中，x86芯片的功耗是不够的。ARM处理器提供了相当的处理能力，使用的能量要少得多。

Answer 2

这可能有助于思考二十年前的世界是怎样的。

那时，设计和建造世界级的CPU并不那么昂贵，所以更多的公司也有自己的CPU。从很大程度上来说，CPU设计和制造的价格不断上涨可以解释这一切，这意味着大量销售的产品比没有售出的产品存活得更好。

有大型机，大多来自IBM。它们具有高吞吐量和高可靠性。你不会对他们做任何花哨的事情，使用低成本的机器是更符合成本效益的，但它们曾经是，而且是很好的，对于那些在COBOL中编程的大容量的业务类型的交易来说。银行用了很多这些。这些都是专门的系统。而且，它们运行程序的时间很长，所以在架构和操作系统方面，与早期IBM360的兼容性比与x86的兼容性要重要得多。

那时，有一些小型计算机，它们比大型机小，通常更容易使用，比任何个人电脑都大。他们有自己的CPU和操作系统。我相信他们当时都快死了，现在他们大多都死了。首屈一指的小型计算机公司数字设备公司()最终被个人电脑制造商康柏( Compaq )收购。他们往往有特殊的OSes。

还有一些工作站，主要是为需要大量计算能力的人设计的个人计算机。他们设计的CPU比英特尔的普通CPU要干净得多，当时这意味着他们可以运行得更快。另一种形式的工作站是Lisp机器，至少在80年代后期可以从Symbolics和德州仪器公司获得。这些CPU是为高效运行Lisp而设计的。其中一些体系结构仍然存在，但随着时间的推移，保持这些体系结构的成本效益要低得多。除了Lisp机器，这些机器更倾向于运行Unix版本。

当时标准的IBM兼容个人电脑并不是那么强大，而英特尔架构的复杂性大大阻碍了它的发展。这种情况已经改变了。当时的Macintoshes运行在摩托罗拉的680x0架构上，这在计算能力方面提供了显著的优势。后来，他们转向了IBM工作站开创的PowerPC体系结构。

我们现在知道的嵌入式CPU可以追溯到20世纪70年代末。它们的特点是完全低端系统，芯片计数低，最好是使用很少的电源。英特尔8080问世时，本质上是一个三片CPU，需要额外的ROM和RAM芯片。8035是一个带有CPU、ROM和RAM的芯片，功能相对较弱，但适用于许多应用程序。

超级计算机有手工设计的CPU，并以使并行计算尽可能容易，以及优化CPU(主要是)浮点乘法而闻名。

从那时起，大型机一直在他们的利基，非常成功，小型计算机和工作站被严重挤压。一些工作站CPU停留在附近，部分原因是历史原因。Macintoshes最终从PowerPC转移到了英特尔，尽管IIRC仍然存在于Xbox360和一些IBM机器中。保持一个好的操作系统的最新发展的代价越来越大，而现代的非大型机系统则倾向于运行Microsoft或Linux。

嵌入式计算机也变得更好。目前仍有小型和廉价芯片，但ARM架构已变得越来越重要。它出现在一些早期的上网本中，并且在iPhone、iPad和许多类似的设备中。它具有功能强大、功耗低的优点，非常适合便携式设备。

在公共系统上将遇到的另一种CPU是GPU，它被设计为进行高速专用并行处理。有一些软件平台可以让编程人员利用自己的优势去做其他的事情。

桌面和服务器版本的操作系统之间的区别不再是根本的了。通常，两者都有相同的底层操作系统，但是接口级别会有很大的不同。台式机或膝上型电脑的设计使一个用户很容易使用，而服务器则需要由一个同时管理大量其他服务器的人来管理。

我会尝试混合核心，但我可能不准确(更正欢迎)。索尼Playstation 3有一个奇怪的处理器，不同的核心专门用于不同的用途。从理论上讲，这是非常有效的。实际上，很难对混合核心系统进行编程，而且它们是相当专门的。我不认为这个概念有一个特别光明的前景，但它正在做好事索尼销售在目前。

Answer 3

我不知道什么是工作站。有人澄清了工作站的事。

工作站曾经是一类用于单个(或交替)用户的系统，用于比PC提供的计算能力更高的任务。20世纪90年代，随着研发的规模经济使得标准PC硬件以更低的价格提供同样(最终更多)的性能，它们基本上消失了。

工作站是由Sun、SGI和HP等公司制造的。他们通常运行一个专有的Unix变体，并且通常还拥有专门的硬件。典型的应用是科学计算、CAD和高端图形.

“工作站架构”的特点是，其目标是为单用户应用程序提供高性能的服务，价格是次要的考虑因素。