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前面我们讲到了处理器的各个时代，从 8 位到 64 位经过了长期的研发及比拼，成就了英特尔、AMD、微软等国际大佬，那么从本节开始我们开启处理器构架的章节。
每当人们谈到处理器的时候，总是从性能谈起，随着话题的深入，通常会提到著名的摩尔定律，对于这个定律，到目前为止，依旧被公认为是金科玉律。
What?
摩尔定律，听起来应该是一个叫“摩尔”的人提出来的理论。摩尔，这个名字听起有些耳熟，对吧？没错，这个摩尔就是戈登·摩尔，英特尔公司创始人之一，现在想起来了吧？
1965 年戈登·摩尔在《电子学》杂志（Electronics Magazine）第 114 页发表了影响科技业至今的摩尔定律：
1、集成电路芯片上所集成的电路的数目，每隔 18 个月就翻一番。
2、微处理器的性能每隔 18 个月提高一倍，而价格下降二分之一。
3、用一个美元所能买到的电脑性能，每隔 18 个月翻两番。
与摩尔定律齐名的，还有著名的英特尔钟摆策略：在奇数年，英特尔将会推出新的工艺；而在偶数年，英特尔则会推出新的架构。
这个策略，来源于钟摆理论，什么是钟摆理论？看下面的图。
一个钟摆，一会儿朝左，一会儿朝右，周而复始，来回摆动，但是钟摆总是围绕着一个中心值在一定范围内作有规律的摆动，所以被冠名为钟摆理论。
英特尔钟摆策略 Tick-Tock（工艺年 - 构架年）是英特尔的芯片技术发展的战略模式。
Tick-Tock 就是时钟的“嘀嗒”的意思，一个嘀嗒代表着一秒。而在 Intel 的处理器发展战略上，每一个嘀嗒代表着 2 年一次的工艺制造的进步。每个 Tick-Tock 中的“Tick”，代表着工艺的提升、晶体管变小，并在此基础上增强原有的微架构；而 Tick-Tock 中的“Tock”，则在维持相同工艺的前提下，进行微架构的革新。
这样在制造工艺和核心架构的两条提升道路上，总是交替进行，一方面避免了同时革新可能带来的失败风险，同时持续的发展也可以降低研发的周期，并可以对市场造成持续的刺激，并最终提升产品的竞争力。
所以，Tick 指每隔两年的奇数年推出更小、更先进工艺的处理器；Tock 指每隔两年的偶数年推出新架构的处理器。
举个例子，05 年说 Tick，英特尔更新从 90 纳米走向 65 纳米；06 年是 tock，用英特尔推出酷睿架构，07 年走向 45 纳米。值得注意的是，首先它不会在一年内两个技术同时出现。每一年都可以在上个技术上再提升一个规模。
钟摆策略发展趋势一般是今年架构、明年工艺，是让大家循序渐进，而且实行钟摆策略也是带着整个行业按着这个钟摆形成一种共同的结构往前走。
理论普及完毕，现在看一下什么是架构？
CPU 架构是 CPU 厂商给属于同一系列的 CPU 产品定的一个规范，主要目的是为了区分不同类型 CPU 的重要标示。
目前市面上的 CPU 指令集分类主要分有两大阵营：一个是 intel、AMD 为首的复杂指令集 CPU，另一个是以 IBM、ARM 为首的精简指令集 CPU。
两个不同品牌的 CPU，其产品的架构也不相同，例如，Intel、AMD 的 CPU 是 x86 架构的，而 IBM 公司的 CPU 是 PowerPC 架构，ARM 公司是 ARM 架构。
2.1 X86 架构的发展
x86 这三个字母到底代表什么？
x86 是一个 Intel 通用计算机系列的标准编号缩写，也标识一套通用的计算机指令集合。
x86 指的是特定微处理器执行的一些计算机语言指令集，定义了芯片的基本使用规则，例如：
今天的 X64、IA-64 等。关于名称的来历，要从上个世纪 70 年代说起。
1、x86 架构的发展历程
穿越历史，回到 1978 年 6 月 8 日，Intel 发布了新款 16 位微处理器 --8086，也同时开创了一个新时代：x86 架构诞生了。Intel 8086 的内部结构，如下图所示。
Intel 8086 处理器内部结构
事实上，8086 处理器发布之初并没有获得太多关注，开始也没有被大范围采用，但它在 PC 业界的地位怎么形容都不为过，这就是因为它带来了 x86。它不仅成就了 Intel 如日中天的地位，也成为了一种业界标准，即使是在当今强大的多核心处理器上也能看到 x86 的身影。
现在，想必大家已经明白了：
X 与处理器没有任何关系，它是一个对所有*86 系统的简单的通配符定义，例如：i386、586、奔腾(pentium)。
由于早期 Intel 的 CPU 编号都是如 8086、80286 来编号，由于这整个系列的 CPU 都是指令兼容的，所以都用 X86 来标识所使用的指令集合。如今的奔腾、P2、P4、赛扬系列都是支持 X86 指令系统的，所以都属于 X86 家族。
在 40 多年的发展史中，x86 家族不断壮大，从桌面转战笔记本、服务器、超级计算机、编写设备，期间还挫败或者限制了很多竞争对手的发展，让不少处理器厂商及其架构技术成为历史名字，即使有些封闭发展的也难以为继，比如苹果就已经放弃 PowerPC 了。
在这里，我们不得不聊一聊一个故事：x86-64 和 EM64T 的斗争。
2003 年，AMD 推出了业界首款 64 位处理器 Athlon 64，也带来了 x86-64，即 x86 指令集的 64 位扩展超集，具备向下兼容的特点。当时 Intel 也在推行 64 位技术，但其 IA-64 架构并不兼容 x86，只是用在服务器处理器 Itanium 上。为了和 AMD 展开竞争，Intel 也在 2004 年推出了自己的 64 位版 x86，也就是 EM64T。
对此，AMD 和 Intel 互相指责对方，但无论如何至少推广了 64 位技术的发展和普及，也让 x86 技术得以继续发扬光大。
关于这场“斗争”，一位权威人士是这样评价的：
“这证明，x86 指令集的弹性完全可以拿来对付 Intel，所以即使 Intel 统治了整个市场，其他公司依然可以改变 x86 的发展方向。”
那么这位权威人士是何人？David A.Patterson，下面就是这位的照片。
David A.Patterson，加州大学伯克利分校计算机科学系教授
除此之外，他还有其他的头衔：美国国家工程研究院院士，IEEE 和 ACM 会士，曾因成功的启发式教育方法被 IEEE 授予 James H.Mulligan，Jr. 教育奖章。他因为对 RISC 技术的贡献而荣获 1995 年 IEEE 技术成就奖，而在 RAID 技术方面的成就为他赢得了 1999 年 IEEE Reynold Johnson 信息存储奖。2000 年他和 John L.Hennessy 分享了 John von Neumann 奖。
面对如此闪亮的“光环”，有没有被闪到？别急，还有更耀眼的：
David Patterson 是 RISC 最初提倡者之一。他创造了 RISC 一词，定义了 RISC 的含义，是 Sun 公司 SPARC 处理器的主要顾问。他提出了 RAID(廉价磁盘冗余阵列)，带来了为大量数据服务器提供磁盘存储的工业的革命，并且又提出了 NOW(工作站网络)的概念。
所以，David Patterson 是计算机界的超级大牛，RSIC、RAID、Cluster 等业界重要技术的发明者。从 06 年开始，他在 Berkeley 的并行计算实验室领导了一个为期 5 年的研究项目，主要由 Intel and Microsoft 资助。
名副其实的“权威人士”！“大神”亮相完毕，后面我们分析一下 X86 的指令集。
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系列汇总：
之五：处理器的三国时代：DR 公司盛气凌人，IBM 转身成就微软
