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除了 ARM 架構(gòu)，X86 架構(gòu)，還有一個(gè)我們也不能忽視，那就是 IBM 的 POWER 架構(gòu)，雖然由于種種原因它在大家的視線中不再那么光芒四射，但是曾經(jīng)與 X86 并駕齊驅(qū)的歷史不可抹殺，今天我們就開始詳細(xì)講講 POWER 和 IBM 的故事。

在這個(gè)世界上，尤其在競(jìng)爭(zhēng)激烈的 IT 領(lǐng)域，并不是每一個(gè)成功的公司都能被世人敬仰，然而 IBM 卻做到了這一點(diǎn)。

雖然 IBM 可以提供小到打印機(jī)，大到大型主機(jī)的硬件產(chǎn)品以及供這些產(chǎn)品更加穩(wěn)定更加高效的軟件還有完美的各種服務(wù)，但是 IBM 更希望從人們口中聽到這樣的話：IBM 是一個(gè)整體解決方案供應(yīng)商。

既然是整體解決方案供應(yīng)商，怎么能夠缺少芯片技術(shù)呢？

所以，當(dāng)蘋果電腦公司染指 ARM 的時(shí)候，IBM 于 1990 年，推出了基于 RISC 系統(tǒng)、運(yùn)行 AIXV3 的新產(chǎn)品線 RS/6000（現(xiàn)在稱為 IBM eServer p 系列）。

該系統(tǒng)架構(gòu)后來被稱為 Power（即：Power1），是 1991 年，由 Apple、IBM、Motorola 組成的 AIM 聯(lián)盟所發(fā)展出的微處理器架構(gòu)。Power 是整個(gè) AIM 聯(lián)盟平臺(tái)的一部分，并且是到目前為止唯一的一部分。但蘋果電腦自 2005 年起，將旗下電腦產(chǎn)品轉(zhuǎn)用 Intel CPU，原因在后文中有說明。

從 Power 的全稱可以看出其含義：增強(qiáng) RISC 性能優(yōu)化架構(gòu)。后來 IBM 對(duì) Power 做出了最新的解釋，分別是如下 5 個(gè)詞語的縮寫：
Performance(性能)；
Optimization(優(yōu)化)；
Wisdom(智能)；
Efficiency(高效)；
Reliability(可靠)。

PowerPC 處理器有廣泛的實(shí)現(xiàn)范圍，包括從諸如 Power4 那樣的高端服務(wù)器 CPU 到嵌入式 CPU 市場(chǎng) 。PowerPC 處理器有非常強(qiáng)的嵌入式表現(xiàn)，因?yàn)樗哂袃?yōu)異的性能、較低的能量損耗以及較低的散熱量。除了像串行和以太網(wǎng)控制器那樣的集成 I/O，該嵌入式處理器與臺(tái)式機(jī) CPU 存在非常顯著的區(qū)別。例如：4xx 系列 PowerPC 處理器缺乏浮點(diǎn)運(yùn)算，并且還使用一個(gè)受軟件控制的 TLB 進(jìn)行內(nèi)存管理，而不是像臺(tái)式機(jī)芯片中那樣采用反轉(zhuǎn)頁(yè)表。

PowerPC 處理器有 32 個(gè)（32 位或 64 位）GPR（通用寄存器）以及諸如 PC（程序計(jì)數(shù)器，也稱為 IAR／指令地址寄存器或 NIP／下一指令指針）、LR（鏈接寄存器）、CR（條件寄存器）等各種其它寄存器。有些 PowerPC CPU 還有 32 個(gè) 64 位 FPR（浮點(diǎn)寄存器）。

PowerPC 體系結(jié)構(gòu)是 RISC（精簡(jiǎn)指令集計(jì)算）體系結(jié)構(gòu)的一個(gè)示例。因此：所有 PowerPC（包括 64 位實(shí)現(xiàn)）都使用定長(zhǎng)的 32 位指令。PowerPC 處理模型要從內(nèi)存檢索數(shù)據(jù)、在寄存器中對(duì)它進(jìn)行操作，然后將它存儲(chǔ)回內(nèi)存。幾乎沒有指令（除了裝入和存儲(chǔ)）是直接操作內(nèi)存的。

事實(shí)的發(fā)展證明：Power 架構(gòu)成為了 IBM 的一座金礦。

1. IBM 的金礦?
眾所周知，大型主機(jī)是 IBM 唯一堅(jiān)持并作為核心的業(yè)務(wù)。而今天所要談及的 Power 架構(gòu)則是延續(xù) IBM 大型主機(jī)最主要的整體業(yè)務(wù)。

為了讓大家更加深入地了解大型主機(jī)對(duì) IBM 的重要意義，必須要提到讓 IBM 以難以置信的速度成長(zhǎng)起來的一個(gè)產(chǎn)品，同時(shí)也是熟悉 IBM 發(fā)展史的一條“捷徑”，那就是在 1961 年底，IBM 的第二任 CEO 小沃森所批準(zhǔn)的“S/360”——一個(gè)讓 IBM 大獲成功的具有革命性意義的生產(chǎn)線。

對(duì)于客戶來說，S/360 是一個(gè)神來之筆；對(duì)于 IBM 的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手來說，它則是一個(gè)致命的打擊。

為了驗(yàn)證這個(gè)結(jié)論，有必要解釋一下：什么是 S/360？

S/360 代表著一種全新的方法。

為 IBM 創(chuàng)造“金礦”的傳奇 CEO——小托馬斯·沃森

首先，它是用現(xiàn)代而高性能的集成電路建造而成的。這將使它同時(shí)具有更強(qiáng)的功率、更大的可靠性以及更低的價(jià)格（與市場(chǎng)上的所有同類產(chǎn)品相比）。它將成為電腦家族的一分子——從非常小的處理器到非常大的處理器都可以用上它，以便讓顧客能夠在他們認(rèn)為需要的時(shí)候輕松地實(shí)現(xiàn)升級(jí)。為某一個(gè)處理器所開發(fā)的軟件可以在任何一個(gè) S/360 處理器中運(yùn)行。所有的計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備——打印機(jī)、磁帶機(jī)、讀卡機(jī)等，也會(huì)和家族中的任何一個(gè)處理器兼容。

圖為早期 S/360 產(chǎn)品的廣告

革命的代價(jià)是巨大的。小沃森為此付出了 50 億美金，但是 S/360 迅速將 IBM 帶入了一個(gè)全新的業(yè)務(wù)領(lǐng)域——“以主機(jī)為中心”，而主機(jī)產(chǎn)品成為了公司的金礦。

IBM 在計(jì)算市場(chǎng)上的份額是呈火箭式上升的，競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手猝不及防，許多障礙也就都隨之消失。公司的年收入從 1965—1985 年一直以 14%的增長(zhǎng)率持續(xù)增長(zhǎng)；毛利潤(rùn)也以驚人的速度在增長(zhǎng)—大約是以 60%的速度在持續(xù)增長(zhǎng)；市場(chǎng)份額也驚人地突破了 30%，這種巨大的利益甚至差點(diǎn)將 IBM 卷入“反托拉斯”的訴訟中。

正如 IBM 另一位傳奇總裁郭士納所說：

“沒有系統(tǒng) S/360 前，IBM 只是眾多生產(chǎn)和銷售電腦的普通公司之一?！?/p>

而如果失敗，肯定沒有了現(xiàn)在的 IBM，S/360 之于 IBM 就是如此重要。

盡管人們一直認(rèn)為 IBM 是一個(gè)擁有數(shù)千種產(chǎn)品的綜合性公司，直到 20 世紀(jì) 80 年代中期，IBM 都只是一家單一產(chǎn)品的公司——即只生產(chǎn)主機(jī)的公司，其他一系列的價(jià)值數(shù)十億美元的產(chǎn)品都只不過是圍繞主機(jī)產(chǎn)品而建造起來的。

2. PowerPC 的發(fā)展歷程
關(guān)于 Power 架構(gòu)的發(fā)展，可以上溯到 1980 年 IBM 發(fā)布的第一臺(tái) RISC 架構(gòu)原型機(jī)，此后幾乎每一年，IBM 都會(huì)推出一款或多款產(chǎn)品，下面按照時(shí)間的順序，用一張圖來概括地了解一下 Power 架構(gòu)的發(fā)展簡(jiǎn)史。

Power 架構(gòu)發(fā)展史圖

作為對(duì)上圖的補(bǔ)充，本節(jié)結(jié)束后，附加了 PowerPC 發(fā)展史的大事記，由于內(nèi)容較多，建議讀者酌情閱讀。

關(guān)于 Power 架構(gòu)發(fā)展，大體可以概括為如下兩個(gè)時(shí)間段：

(1)20 世紀(jì) 90 年代
IBM、Apple 和 Motorola 開發(fā) PowerPC 芯片成功，并制造出基于 PowerPC 的多處理器計(jì)算機(jī)。

此時(shí)，PowerPC 架構(gòu)的特點(diǎn)是可伸縮性好、方便靈活。第一代 PowerPC 采用 0.6 微米的生產(chǎn)工藝，晶體管的集成度達(dá)到單芯片 300 萬個(gè)。

1998 年，銅芯片問世，開創(chuàng)了一個(gè)新的歷史紀(jì)元。

(2)21 世紀(jì)至今
2000 年，IBM 開始大批推出采用銅芯片的產(chǎn)品，如 RS/6000 的 X80 系列產(chǎn)品。
銅技術(shù)取代了已經(jīng)沿用了 30 年的鋁技術(shù)，使硅芯片在多 CPU 的生產(chǎn)工藝達(dá)到了 0.20 微米的水平，單芯片集成 2 億個(gè)晶體管，大大提高了運(yùn)算性能；而 1.8V 的低電壓操作（原為 2.5V）大大降低了芯片的功耗，容易散熱，從而大大提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

芯片業(yè)務(wù)為 IBM 帶來了豐厚的利潤(rùn)，同時(shí)拓展了自身業(yè)務(wù)的范圍，在小型機(jī)市場(chǎng)，正式 Power 系列處理器力助 IBM 成為小型機(jī)的霸主。

Power 助 IBM 搶占小型機(jī)高地

IBM Power 系列處理器是 IBM 這家藍(lán)色巨人的重要產(chǎn)品之一，憑借這柄利器，IBM 在小型機(jī)市場(chǎng)的華山論劍中力拔頭籌。上圖是權(quán)威咨詢機(jī)構(gòu) IDC 09 年 5 月公布的關(guān)于小型機(jī)市場(chǎng)份額的數(shù)據(jù)圖。

與非網(wǎng)原創(chuàng)內(nèi)容，謝絕轉(zhuǎn)載！

系列匯總：

之一：第一款處理器之謎

之二：處理器的春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)代：8 位處理器的恩怨與紛爭(zhēng)（上）

之三：處理器的春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)代：8 位處理器的恩怨與紛爭(zhēng)（下）

之四：處理器的三國(guó)時(shí)代：蘋果攪動(dòng) MCU 江湖

之五：處理器的三國(guó)時(shí)代：DR 公司盛氣凌人，IBM 轉(zhuǎn)身成就微軟

之六：32 位處理器的攻“芯”計(jì)：英特爾如何稱霸 PC 江湖？

之七：AMD 稱霸 PC 處理器市場(chǎng)的“曇花一現(xiàn)”

之八：CPU 兩大陣營(yíng)對(duì)擂，X86 構(gòu)架讓英特爾如日中天

之九：你知道 X86 構(gòu)架，你知道 SH 構(gòu)架嗎？

之十：SuperH 系列處理器：昔日惠普 Jornada PDA 的“核芯”