惠普将ARM架构引入服务器领域

  因为同时支持32位体系结构的AArch32,似乎以往ARMv7体系结构的32位应用软件也可以在ARMv8体系结构中使用。关于64位指令集的AArch64,它比以往的指令集更单纯,性能得到了提高。在ARMv8体系结构中,31个通用寄存器全部实现了64位,同时备有32个128位浮点寄存器。并且,在ARMv7中,作为堆栈指示器、LINK Resist、程序计数器,使用了通用RESIST,不过,ARMv8中新准备了专用寄存器。

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  不仅支持现有的32位指令集,ARMv8还支持新的64位指令集。

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  ARMv8中所采用的通用寄存器构造

  另外,在对ARMv7扩展功能的处理器内核的Cortex A15等中,虽然是32位体系结构,但通过大物理地址扩展(Large Physical Address Extensions:LPAE),可去除在系统内存和I/O等中的32位地址的限制,最大支持1TB的存储容量。并且,通过硬件装载了虚拟化支援功能。此次,在ARMv8中所装载的虚拟化支援功能,基本上使用了与Cortex A15同样的内容。同时ARMv8采用了新的异常处理方式。

  这个部分与Cortex A15有所差异,在最下层分为信任域(Trust Zone)(安全执行环境监视器)、管理程序模式、客户操作系统模式、应用软件模式的4大模式。

  在ARM v7中,通过将以往分成8个的异常处理整理合并成4个,减小了异常处理所花费的管理费用(over head)。

  利用这个功能,可提高频繁进行异常处理的管理程序的性能,从而可进行虚拟机的高速切换。

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  ARM v8采用了新的异常处理模型。由此使安全执行环境监视器及管理程序等的动作实现高速化。

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  对于ARMv7之前的异常处理,在ARMv8中与4个模型相匹配。这样一来便保持了与ARMv7的兼容性。

  从2007年开始推进ARMv8体系结构的开发,并且逐步公开了相关信息。此次,通过ARMv8体系结构的正式公布,开发实际CPU的制造厂家着手投入工作。ARMv8体系结构的CPU,将会在2012年实际公布产品原型,发表装载产品的原型要到2014年。服务器制造厂家作为产品实际公布ARMv8体系结构,可能要到2015年以后吧。

  ■英伟达公司不断推进开发的"丹佛计划"(Project Denver)

  实际推进采用ARM体系结构的服务器用处理器的开发的是英伟达公司。英伟达"丹佛计划",负责推进面向工作站和服务器的ARM处理器的开发。与英伟达公司向智能手机和平板电脑所提供的Tegra同样,在丹佛计划上装载了ARM处理器和英伟达公司的GPU内核。

  “丹佛计划”以2013年做为目标,在性能上调整为高性能,重点在高性能计算(HPC)和Cloud等领域。由于这个缘故,是否全面地采用ARMv8体系结构尚不明朗。只是如果考虑到ARMv8体系结构的样品CPU将在2013年被公布,英伟达也有可能会抢先开发ARMv8体系结构。实际上,英伟达在公开“丹佛计划”的同时,宣布已经取得ARM体系结构的许可。

  ARM公司进行CPU体系结构的基本设计,作为知识产权的核心,对实际生产CPU的制造厂家授权许可。为此,通常情况下,即使是CPU内核部分使用ARM的IP,各制造厂家也会独自装载外围接口,推进单芯片系统(SoC)化。

  可是,已取得ARM的体系结构授权的企业,能独自扩展CPU的体系结构。即使是丹佛计划,英伟达也有可能独自进行体系结构的扩展。对于组入型CPU等,即使制造厂家进行独自的功能扩展,因为在本公司要进行操作系统和应用软件的支持,也不会有任何问题。但如果是在服务器和工作站等上使用,则需要由众多的企业开发操作系统和应用软件。因此,关于64位化等的基本体系结构,应该使用ARM的体系结构。

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