x86，你还能走多远？

全面步入多线程技术领域后，x86正在向前方的高端服务器领域跋涉，前面还有多远？x86能走多远？目前还没有答案。

很多人相信，在x86架构的处理器步入多核多线程技术领域后，可以真正地与RISC架构处理器以及基于RISC处理器的服务器系统一决高下，在传统的高端服务器领域展开正面的、对等的较量。而且，这也是x86一直盼望的。

但是，有两个重要因素缠住了x86前进的脚步。

首先，是x86在指令级架构上的天生欠缺。指令集就是电脑的语言，指令级架构设计的优劣与后续的更改，深深影响着处理器以及计算机整体系统架构的发展。x86指令级的先天缺陷表现在复杂度方面以及缺乏足够的寄存器。这是AMD负责K5处理器设计的专家提出的。所以，新型的x86处理器都普遍采用大量的加速机制，以Register Renaming技术来弥补寄存器不足的影响，并采用更大的缓存机制来弥补内存存取密集的行为模式，“将复杂的CISC指令转换为数个简单的RISC微指令”更是被极为推崇。

可是这些办法并没有能拯救x86。x86指令集依然十分复杂，编码长度不一而且混乱。更重要的是，这样的指令级架构直接影响了可靠性技术的设计。一直霸占高端服务器市场的RISC架构处理器，之所以能够屹立至今，其对于“高端”最大的价值就是利于设计实现更完整的系统可靠性功能（RAS——Reliability,Availability,Serviceability）。Fujitsu（富士通）的处理器设计专家指出，处理器与系统架构所需的可靠性功能对于高端服务器和高端应用来说是最重要的，这要求处理器的指令级架构越单纯越好、越容易设计实现越好。Fujitsu SPARC 64系列处理器整颗处理器的所有电路均受到ECC/Parity保护，超过90%的面积可承受单位元错误，兼具指令执行错误重试功能，这些都是用x86指令集无法实现的。

大型多路计算系统更是RISC架构的天下，历史也印证了RISC架构的系统在承载大型多路系统方面的卓越能力，而历史上也极少见到大规模的多路x86系统。高端服务器系统架构基本上都是经过了漫长的时间考验，今天在高端服务器领域经久不衰的服务器产品，都是经历了十多年的应用考验。从这一点上来讲，x86要走的路真的是很长。

其次，从微架构的稳定性角度来看，x86也存在缺陷。为了不断实现新的性能超越和新功能，x86指令集数年来不断更新、增加新的指令，从MMX、3DNow!、SSE、SSE2到SSE3，Intel最近又增加了16个SSE4指令。而且，x86处理器厂商们之间的新增指令集也不完全相容，同样是实现虚拟化功能，AMD的Pacifica和Intel的Vanterpool也截然不同。指令集的稳定性是非常关键的，专家指出，相对于x86而言，RISC指令集的稳定性相当高，可以数年无须新增指令，微架构也都是一路到底，而x86微架构寿命却不长。

在迈向多核架构的路上，不可避免要缩小单一核心的晶元面积，放弃追求高时钟速率的超深指令管线，进一步精简处理器的核心复杂度，这时处理器所采用的指令级架构就表现出了其举足轻重的重要性。指令级架构的复杂度低才能达到合理的效能，也就越适合设计多核心架构。这也是为什么Sun开发了每核心4线程的T1处理器，Intel一直努力推动其IA-64指令集和安腾处理器。而目前，虽然Intel、AMD的x86处理器都实现了双核设计，但在指令集复杂度、软硬件高度配合以及核心多线程方面仍然有不足的地方。比如多线程的实现方面，现在，AMD和Intel的双核处理器都是实现一个核心一个线程，相比较Sun的T1处理器每核心4线程差距相当大。对此，Intel和AMD的专家都承认由于超深的指令管线，多线程实现起来非常困难。Intel在其多核服务器处理器上也基本不提及其超线程功能，Intel的工程师说，超线程在多核设计上的作用不大。

还有一个羁绊x86步伐的因素，就是服务器处理器追求并行计算效率和更省电的每瓦效能，这与x86一向具有绝对优势的桌面端系统需求并不完全合拍，x86在高端服务器市场拼杀时只能凭借其自身的技术提升，而不能依赖其在桌面端领域取得的辉煌，如何能够在高端服务器市场取得更好的市场份额和利润，以分担其开发多核心x86架构处理器的高昂成本，还是个问题。

我们不能否认，x86是辉煌的，它创造了一段自己的历史，一个属于桌面端和低端服务器处理器的历史。接下来，是向前方的高端服务器领域的跋涉，前面还有多远？x86能走多远？目前还没有答案。