X86结构展望

      英特尔 推出X86架构已满39年了，同486比较，Pentium向前迈进了一大步， 而PⅡ的前进步伐则没有这么大了，X86 CPU的发展似乎已到了止境。英特尔非常清楚，是X86指令集约束了CPU功能的进一步进步，因此，他们正同惠普共同努力开发下一代指令集架构(Instruction Set Architecture ，ISA): EPIC(Explicitly Parallel Instruction Computing，显性并行指令核算)。对英特尔而言， IA-64(英特尔的64位架构)是下一个10到15年的架构。新的ISA将使英特尔摆脱X86架构的约束，然后规划出超越一切现有RISC CPU和X86 CPU的新式处理器。那么EPIC的先进之处在什么地方呢?为什么英特尔会抛弃使它成为芯片巨人的X86架构呢?      IA-32的问题 我们知道，工程师可以通过进步每个时钟的指令履行数来进步功能，英特尔新的指令集的首要目的在于，让指令更简单解码，更简单并行履行。这样就可以不受约束地开发新式处理器。 但是，对工程师而言，兼容8086的X86指令集一直是有必要完结的任务。究竟，兼容前代产品是使英特尔成长壮大起来的关键因素，并且还可以维护用户原先的投资和运用数以百万计应用软件。既然如此，为什么又要抛弃整个X86指令集重新开始呢?X86的不足在什么地方? 

(1)可变的指令长度X86指令的长度是不定的，并且有几种不同的格式，结果造成X86 CPU的解码作业非常复杂，为了进步CPU的作业频率，不得不延长CPU中的流水线，而过长的流水线在分支预测出错的状况下，又会带来CPU作业停滞时间较长的坏处。

 (2)寄存器的匮乏 X86指令集架构只有8个通用寄存器，并且实践只能运用6个。这种状况同现代的超标量CPU极不适应，虽然工程师们选用寄存器重命名的技术来弥补这个缺陷，但造成了CPU过于复杂，流水线过长的局势。

 (3)内存拜访 X86指令可拜访内存地址，而现代RISC CPU则运用LOAD/STORE形式，只有LOAD和STORE指令才能从内存中读取数据到寄存器，一切其他指令只对寄存器中的操作数核算。在CPU的速度是内存速度的5倍或5倍以上的状况下，后一种作业形式才是正途。 

(4)浮点仓库 X87 FPU是现在最慢的FPU，首要的原因之一就在于X87指令运用一个操作数仓库。如果没有足够多的寄存器进行核算，你就不得不运用仓库来存放数据，这会糟蹋很多的时间来运用FXCH指令(即把正确的数据放到仓库的顶部)。

 (5)4GB约束 这似乎不是问题，但是，在2000年前，干流PC只有4MB内存，现在绝大部分PC装备了2G以上的内存，是曾经的512倍，所以，PC内存打破16GB绝对不会令人惊讶，大型服务器已经运用了32GB以上的内存，打破64GB内存的状况已经出现。 

(6)芯片变大 一切用于进步X86 CPU功能的办法，如寄存器重命名、巨大的缓冲器、乱序履行、分支预测、X86指令转化等等，都使CPU的芯片面积变得更大，也约束了作业频率的进一步进步，而额外集成的这些晶体管都只是为了处理X86结构指令的问题。