企業網D1Net  4月3日  提到CPU，大家一定對此不陌生，比如奔四、速龍、酷睿、至強等等都是代表著特定型號的CPU。在我們購買電腦、智能手機時都會關心設備采用的是什么型號的CPU，是Intel還是AMD的，是單核的還是多核的等等。CPU就像是電子設備的大腦，主要功能是進行運算和邏輯運算，任何電子設備都需要有CPU。雖然我們熟知CPU概念，但對其深入了解的卻少之后少，尤其我們平時接觸更多的都是家用設備，實際上CPU在任何一個信息領域都有著廣泛的應用，尤其是數據中心領域。我們對于數據中心設備的CPU恐怕知道的很少了。其實CPU技術也在不斷地發展，從1971年，世界上第一塊微處理器誕生，到現在已經發展了40余年。

實際上，經過這么多年的發展，CPU只有兩種硬件架構：RISC和CISC。CISC是早期CPU的架構，它的設計目的是要用最少的機器語言指令來完成所需的計算任務。而RISC要求軟件來制定各個操作步驟，這種架構可以降低CPU的復雜性以及允許在同樣的工藝水平下生產出功能更強大的CPU，但對于編譯器的設計有更高的要求。除此之外，Intel還提出EPIC架構，此架構源于超長指令集字，將多條指令放入一個指令字中，以提高處理器各個計算部件的使用效率，從而提高執行程序的性能，這種架構特別適用于Windows操作系統上，在Unix/Linux一統天下的數據中心世界里，很難看到EPIC的身影。

我們可以根據CPU的內核來講CPU分為五大體系結構：X86、PowerPC、MIPS、ARM、68K。CPU內核是一個設計技術，并不是一個芯片，不同內核在寄存器、指令集、異常處理、地址映射和內存管理、加載和運行模式等諸多方面都存在很大差異。數據中心設備里采用嵌入式處理器內核的居多，嵌入式CPU一般追求高速度、低功耗、易于集成，外圍接口豐富等特點。在數據中心里，服務器普遍采用的是X86內核的CPU，而網絡設備更多是采用MIPS內核的CPU。下面的表1列出了幾種內核的對比特點。

表1：主流CPU介紹

X86是CISC架構的典型代表，也是Intel公司至今為止最得意之作。X86開啟了微型計算機時代，現在在X86領域，Intel和后來者AMD激戰正酣，X86被廣泛應用于桌面、服務器、便攜式電腦、超級計算機等，我們日常熟知的家用電腦都是采用的X86架構的CPU，近些年X86技術也在不斷完善，也出現了采用RISC的技術，支持多核、64位計算等新技術。多核雖然計算能力大大增強，但是卻將系統的復雜度按照幾何倍數在增加，所以也不是多核的一定就好，隨著多核技術的不斷完善，才會慢慢地完全替代掉單核技術。

Power PC是由Apple、IBM和Motorola三家計算機及半導體公司于1991年聯盟開發的新型多功能CPU，其實現技術在很大程度上依賴于RISC特性，同時以定長指令裝入存儲體系結構及大量的通用和專用寄存器為特征，融合了指令處理的流水線實現技術，為增加指令處理的吞吐量開辟了多個獨立執行單元，在分支處理上借助于條件寄存器形成一套獨特的分支處理機制等多項技術。Power PC在高速與低功耗之間作了妥協，并集成了極度豐富的外圍電路接口，Power PC更多的是被應用于嵌入式領域，成為通信領域用的最廣泛的的CPU內核，衍生出了諸多芯片產品。

MIPS是世界上很流行的一種RISC處理器，MIPS的意思是“無內部互鎖流水級的微處理器”，其機制是盡量利用軟件辦法避免流水線中的數據相關問題，它最早是在80年代初由斯坦福大學研制出來的，MIPS目前已經進入了64位運算時代，多核技術也已經普及，MIPS被很多網絡設備公司采用，用于數據中心網絡設備中。

ARM是Advanced RISC Machine的縮寫，具有低功耗，支持Javabyte，基于ARM內核的處理器是消費類電子市場中占有量第一的CPU，在數據中心、無線局域網、3G、手機終端、手持設備、有線網絡通信設備中都有廣泛應用。ARM內核的設計技術被指授權給數百家的半導體廠家，做成不同的芯片。

數據中心里的服務器、網絡、存儲等設備幾乎涵蓋了這幾種主流CPU內核，這些產品在軟件設計時通常采用C、C++、Jave等高級語言，這些語言基本上可以兼容不同類型的內核，除了一些數量的特定寄存器設置。這些采用不同內核的產品對于軟件開發者來說，沒有明顯的差異，只有如單核多核的處理，如果是單核當然不用考慮，如果是多核則軟件開發者需要考慮這些功能在多核上的分配。還有采用Linux開發環境時，還要考慮內核態和用戶態的區別使用，多線程和多核之間的區別對待，16位、32位甚至64位架構的不同將涉及到諸多變量的定義。涉及到產品的具體功能設計時，則不同內核在設計時區別就不大了，這些高級的軟件設計語言就可以兼容不同的內核了。

通過上面的介紹，您一定對于CPU有了更深的了解，尤其是數據中心里設備百花八門，掌握不同設備的CPU內核工作特點，將非常有助于日常的運營與維護，我們在平時購買智能手機、平板電腦都非常關注CPU的參數，對于數據中心更是如此。在數據中心進行設備采購時，設備采用何種CPU內核，工作方式如何將在一定程度決定著這款設備的工作能力。所以CPU應該作為我們在采購任何電子設備時，需要關注的最重要技術參數之一。