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除了 ARM 架構(gòu)，X86 架構(gòu)，還有一個我們也不能忽視，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講講 POWER 和 IBM 的故事。

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

雖然 IBM 可以提供小到打印機，大到大型主機的硬件產(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 的時候，IBM 于 1990 年，推出了基于 RISC 系統(tǒng)、運行 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 AIM 聯(lián)盟平臺的一部分，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 RISC 性能優(yōu)化架構(gòu)。后來 IBM 對 Power 做出了最新的解釋，分別是如下 5 個詞語的縮寫：
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。PowerPC 處理器有非常強的嵌入式表現(xiàn)，因為它具有優(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式機 CPU 存在非常顯著的區(qū)別。例如：4xx 系列 PowerPC 處理器缺乏浮點運算，并且還使用一個受軟件控制的 TLB 進行內(nèi)存管理，而不是像臺式機芯片中那樣采用反轉(zhuǎn)頁表。

PowerPC 處理器有 32 個（32 位或 64 位）GPR（通用寄存器）以及諸如 PC（程序計數(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 64 位 FPR（浮點寄存器）。

PowerPC 體系結(jié)構(gòu)是 RISC（精簡指令集計算）體系結(jié)構(gòu)的一個示例。因此：所有 PowerPC（包括 64 位實現(xiàn)）都使用定長的 32 位指令。PowerPC 處理模型要從內(nèi)存檢索數(shù)據(jù)、在寄存器中對它進行操作，然后將它存儲回內(nèi)存。幾乎沒有指令（除了裝入和存儲）是直接操作內(nèi)存的。

事實的發(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，大型主機是 IBM 唯一堅持并作為核心的業(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對 IBM 的重要意義，必須要提到讓 IBM 以難以置信的速度成長起來的一個產(chǎn)品，同時也是熟悉 IBM 發(fā)展史的一條“捷徑”，那就是在 1961 年底，IBM 的第二任 CEO 小沃森所批準的“S/360”——一個讓 IBM 大獲成功的具有革命性意義的生產(chǎn)線。

對于客戶來說，S/360 是一個神來之筆；對于 IBM 的競爭對手來說，它則是一個致命的打擊。

為了驗證這個結(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。這將使它同時具有更強的功率、更大的可靠性以及更低的價格（與市場上的所有同類產(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為需要的時候輕松地實現(xiàn)升級。為某一個處理器所開發(fā)的軟件可以在任何一個 S/360 處理器中運行。所有的計算機外圍設(shè)備——打印機、磁帶機、讀卡機等，也會和家族中的任何一個處理器兼容。

圖為早期 S/360 產(chǎn)品的廣告

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

IBM 在計算市場上的份額是呈火箭式上升的，競爭對手猝不及防，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%的增長率持續(xù)增長；毛利潤也以驚人的速度在增長—大約是以 60%的速度在持續(xù)增長；市場份額也驚人地突破了 30%，這種巨大的利益甚至差點將 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。

盡管人們一直認為 IBM 是一個擁有數(shù)千種產(chǎn)品的綜合性公司，直到 20 世紀 80 年代中期，IBM 都只是一家單一產(chǎn)品的公司——即只生產(chǎn)主機的公司，其他一系列的價值數(shù)十億美元的產(chǎn)品都只不過是圍繞主機產(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 RISC 架構(gòu)原型機，此后幾乎每一年，IBM 都會推出一款或多款產(chǎn)品，下面按照時間的順序，用一張圖來概括地了解一下 Power 架構(gòu)的發(fā)展簡史。

Power 架構(gòu)發(fā)展史圖

作為對上圖的補充，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時間段：

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

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

1998 年，銅芯片問世，開創(chuàng)了一個新的歷史紀元。

(2)21 世紀至今
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)工藝達到了 0.20 微米的水平，單芯片集成 2 億個晶體管，大大提高了運算性能；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，同時拓展了自身業(yè)務(wù)的范圍，在小型機市場，正式 Power 系列處理器力助 IBM 成為小型機的霸主。

Power 助 IBM 搶占小型機高地

IBM Power 系列處理器是 IBM 這家藍色巨人的重要產(chǎn)品之一，憑借這柄利器，IBM 在小型機市場的華山論劍中力拔頭籌。上圖是權(quán)威咨詢機構(gòu) IDC 09 年 5 月公布的關(guān)于小型機市場份額的數(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)國時代：8 位處理器的恩怨與紛爭（上）

之三：處理器的春秋戰(zhàn)國時代：8 位處理器的恩怨與紛爭（下）

之四：處理器的三國時代：蘋果攪動 MCU 江湖

之五：處理器的三國時代：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：英特爾如何稱霸 PC 江湖？

之七：AMD 稱霸 PC 處理器市場的“曇花一現(xiàn)”