申威CPU

申威處理器或申威CPU，簡稱 “SW處理器”。SW處理器源自於DEC的Alpha 21164，其研製得到了國家“核高基”專項資金支持。在國家“核高基”重大專項支持下、採用自主指令集，具體負責研發的單位是江南計算機所屬於軍方研究機構（總參56所），且具有完全自主智慧財產權的處理器系列。

基本介紹

• 中文名：申威CPU
• CPU型號：SW-1
• CPU頻率：900MHz
• 製造工藝：130nm

產品介紹

申威處理器或申威CPU，簡稱 “SW處理器”。SW處理器源自於DEC的Alpha 21164，其研製得到了國家“核高基”專項資金支持。在國家“核高基”重大專項支持下、採用自主指令集，具體負責研發的單位是江南計算機所屬於軍方研究機構（總參56所），且具有完全自主智慧財產權的處理器系列。

型號介紹

第一代SW1在2006年研製成功

指令集：RISC，自主指令集

核心數量：單核心

架構：Alpha

第二代SW-2在2008年研製成功

CPU型號：SW-2

CPU頻率：1400MHz

製造工藝：130nm

指令集：RISC，自主指令集

核心數量：雙核心

架構：Alpha

第三代SW-3在 2010年推出

CPU型號：SW1600

CPU頻率：1600MHz

製造工藝：65nm

指令集：RISC，自主指令集

核心數量：16

數據位寬：64位

架構：Alpha

其中，SW1600處理器是江南計算所研製申威系列的第三代處理器，擁有16個RISC處理核，浮點高達140GFLOPS。是高性能伺服器和存儲技術與江南計算所合作的國家重點實驗室項目，中華人民共和國自主智慧財產權，並且，SW1600已經運用到神威藍光(Sunway BlueLight MPP)超級計算機上，是中華人民共和國公開面世的首台全採用自主研發生產處理器，達到每秒千萬億次浮點的超級計算機，2011年9月安裝於國家超算濟南中心。神威藍光由國家並行計算機工程技術研究中心製造，獲得科技部863計畫支持，系統採用8704個SW1600處理器，峰值計算能力1.07016PFLOPS，持續計算速度795.9TFLOPS，LINPACK效率達到74.37%，總功耗只有1074KW。

背景介紹

Alpha架構於1992年2月25日，在東京召開的一次會議上面被正式推介，新架構的關鍵特性都一一的被羅列出來。當時說Alpha只是產品開發的內部代號。新處理器採用完全64-bit RISC設計，執行固定長度指令(32 bits)。有32個64 bit整數暫存器，操作43-bit的虛擬地址(在後來能夠擴充到64-bit)。和VAX相同，使用little-endian位元組順序，即低位元組的暫存器占用低記憶體地址線。而不像如摩托羅拉等大多數處理器所使用的big-endian位元組順序，即低位元組暫存器占用高記憶體地址線。除此之外，處理器還內建一個算術協處理器，有32個浮點64-bit暫存器，採用隨機存取，而不是在intel x86協處理器上使用的堆疊存取方式。整個Alpha的生命周期被設計為至少25年。

精簡指令集

被簡化後的指令集更利於流水線操作，它由5個部分所組成：

·整數指令

·浮點數指令

·分支和比較指令

·讀取和存儲指令

·PAL編碼指令

產品特點

21264晶片保持了Alpha處理器可以運行多種作業系統的特點，其中包括Tru64UNIX、OpenVMS和Linux等，而在這些系統中，已經有許多成熟的應用程式，這也是Alpha處理器的一個優勢。對於追求性能的用戶，DEC公司的Alpha處理器是個具有誘惑力的選擇。Alpha是RISC處理器中最快的一種，而且是唯一得到了WindowsNT繼續支持的RISC處理器(1995年，NT中斷了對MIPS和PowerPC的支持)。如果你的套用效率被幾個高端應用程式所限制，而這些套用又可以在Alpha上運行，那么Alpha可能對你來說是個不錯的選擇。

現今的Alpha晶片是21164，有從300MHz到600MHz的各種型號。在整數應用程式方面，Alpha所表現出的性能優勢與PentiumII相比，並不是非常大，雖然它的時鐘頻率非常高，但平均每個周期完成的操作卻較少。實際上，能否體現出Alpha處理器的優勢與應用程式有關，在各種需要浮點運算的套用中，例如3-D圖象處理和計算機輔助設計，21164才能顯示出卓越的性能。

在技術方面，21164具有高達960萬個電晶體的驚人設計。它有集成在晶片內的16K一級快取和同樣集成在晶片內的96K二級快取。系統匯流排的寬度是128位，這與x86系統的64位匯流排相比，具有更大的頻寬。

對於所有RISC處理器來說，他們面臨PC市場的最大挑戰就是缺乏套用軟體。Digital雖然盡力吸引軟體開發人員而且有一個很驚人的套用列表，但這些套用主要是面象工程師和創作人員的，而不是面向主流的PC套用領域。

為解決這個問題，Digital開發了一個有趣的軟體，稱為FX!32，可以使Alpha運行幾乎所有的32位Windows應用程式。性能比其它軟體模擬器，例如SoftPC要好，但它只使用了50%到70%的Alpha原生代碼(Digital的說法)。FX!32是運行那些完整的軟體套件的良好途徑，它可以滿足你對x86PC的部分需要，但這樣並不能提供領先的高性能和價值。絕大多數Alpha系統都比典型的PC系統貴得多。

Digital發售了一種新的處理器，稱為21164PC，它比21164便宜而且性能與之相差不多。21164PC有400,466和533MHz的型號。這種新處理器的價格大約為在1000片時每片495美元(533MHz的型號)，與之相比，500MHz的21164售價在1450美元，而233MHz的PentiumII售價是386美元。

Digital希望在1996年年底會出現使用這種新的晶片的系統，而且售價只有2500美元。藉助這種低價系統，Alpha可以占領一部分的PC市場——如果有足夠的能吸引用戶的應用程式的話。1998年，Digital計畫發行21264，這種晶片可以讓Intel最快的x86處理器黯然失色，特別是在浮點運算方面。到1999年或更晚，使用這種晶片的系統可能能降到約10000美元。如果價格對你來說不是問題，而你又想得到世界上最快的WindowsNT系統，這種處理器就是你的選擇。