企业网D1Net  4月3日  提到CPU，大家一定对此不陌生，比如奔四、速龙、酷睿、至强等等都是代表着特定型号的CPU。在我们购买电脑、智能手机时都会关心设备采用的是什么型号的CPU，是Intel还是AMD的，是单核的还是多核的等等。CPU就像是电子设备的大脑，主要功能是进行运算和逻辑运算，任何电子设备都需要有CPU。虽然我们熟知CPU概念，但对其深入了解的却少之后少，尤其我们平时接触更多的都是家用设备，实际上CPU在任何一个信息领域都有着广泛的应用，尤其是数据中心领域。我们对于数据中心设备的CPU恐怕知道的很少了。其实CPU技术也在不断地发展，从1971年，世界上第一块微处理器诞生，到现在已经发展了40余年。

实际上，经过这么多年的发展，CPU只有两种硬件架构：RISC和CISC。CISC是早期CPU的架构，它的设计目的是要用最少的机器语言指令来完成所需的计算任务。而RISC要求软件来制定各个操作步骤，这种架构可以降低CPU的复杂性以及允许在同样的工艺水平下生产出功能更强大的CPU，但对于编译器的设计有更高的要求。除此之外，Intel还提出EPIC架构，此架构源于超长指令集字，将多条指令放入一个指令字中，以提高处理器各个计算部件的使用效率，从而提高执行程序的性能，这种架构特别适用于Windows操作系统上，在Unix/Linux一统天下的数据中心世界里，很难看到EPIC的身影。

我们可以根据CPU的内核来讲CPU分为五大体系结构：X86、PowerPC、MIPS、ARM、68K。CPU内核是一个设计技术，并不是一个芯片，不同内核在寄存器、指令集、异常处理、地址映射和内存管理、加载和运行模式等诸多方面都存在很大差异。数据中心设备里采用嵌入式处理器内核的居多，嵌入式CPU一般追求高速度、低功耗、易于集成，外围接口丰富等特点。在数据中心里，服务器普遍采用的是X86内核的CPU，而网络设备更多是采用MIPS内核的CPU。下面的表1列出了几种内核的对比特点。

表1：主流CPU介绍

X86是CISC架构的典型代表，也是Intel公司至今为止最得意之作。X86开启了微型计算机时代，现在在X86领域，Intel和后来者AMD激战正酣，X86被广泛应用于桌面、服务器、便携式电脑、超级计算机等，我们日常熟知的家用电脑都是采用的X86架构的CPU，近些年X86技术也在不断完善，也出现了采用RISC的技术，支持多核、64位计算等新技术。多核虽然计算能力大大增强，但是却将系统的复杂度按照几何倍数在增加，所以也不是多核的一定就好，随着多核技术的不断完善，才会慢慢地完全替代掉单核技术。

Power PC是由Apple、IBM和Motorola三家计算机及半导体公司于1991年联盟开发的新型多功能CPU，其实现技术在很大程度上依赖于RISC特性，同时以定长指令装入存储体系结构及大量的通用和专用寄存器为特征，融合了指令处理的流水线实现技术，为增加指令处理的吞吐量开辟了多个独立执行单元，在分支处理上借助于条件寄存器形成一套独特的分支处理机制等多项技术。Power PC在高速与低功耗之间作了妥协，并集成了极度丰富的外围电路接口，Power PC更多的是被应用于嵌入式领域，成为通信领域用的最广泛的的CPU内核，衍生出了诸多芯片产品。

MIPS是世界上很流行的一种RISC处理器，MIPS的意思是“无内部互锁流水级的微处理器”，其机制是尽量利用软件办法避免流水线中的数据相关问题，它最早是在80年代初由斯坦福大学研制出来的，MIPS目前已经进入了64位运算时代，多核技术也已经普及，MIPS被很多网络设备公司采用，用于数据中心网络设备中。

ARM是Advanced RISC Machine的缩写，具有低功耗，支持Javabyte，基于ARM内核的处理器是消费类电子市场中占有量第一的CPU，在数据中心、无线局域网、3G、手机终端、手持设备、有线网络通信设备中都有广泛应用。ARM内核的设计技术被指授权给数百家的半导体厂家，做成不同的芯片。

数据中心里的服务器、网络、存储等设备几乎涵盖了这几种主流CPU内核，这些产品在软件设计时通常采用C、C++、Jave等高级语言，这些语言基本上可以兼容不同类型的内核，除了一些数量的特定寄存器设置。这些采用不同内核的产品对于软件开发者来说，没有明显的差异，只有如单核多核的处理，如果是单核当然不用考虑，如果是多核则软件开发者需要考虑这些功能在多核上的分配。还有采用Linux开发环境时，还要考虑内核态和用户态的区别使用，多线程和多核之间的区别对待，16位、32位甚至64位架构的不同将涉及到诸多变量的定义。涉及到产品的具体功能设计时，则不同内核在设计时区别就不大了，这些高级的软件设计语言就可以兼容不同的内核了。

通过上面的介绍，您一定对于CPU有了更深的了解，尤其是数据中心里设备百花八门，掌握不同设备的CPU内核工作特点，将非常有助于日常的运营与维护，我们在平时购买智能手机、平板电脑都非常关注CPU的参数，对于数据中心更是如此。在数据中心进行设备采购时，设备采用何种CPU内核，工作方式如何将在一定程度决定着这款设备的工作能力。所以CPU应该作为我们在采购任何电子设备时，需要关注的最重要技术参数之一。