如果说 RISC 的性能不如 CISC，那为什么很多超算是 RISC架构的?

皋陶

如果说 RISC 的性能不如 CISC，那为什么很多超算是 RISC 架构的？
主流CISC也就Intel和AMD，他们在世纪初就在微架构里半RISC化了。而同时RISC也学起CISC把指令集越加越多。现在是2020年了，可以说标着RISC、CISC的CPU架构们，几乎没有实质上的明确差别了。


目前主流的商用超算，数量最大的都是至强系列X86-64产品，占了一半还多。然后新加入的超算，大部分都是X86-64的CPU+GPU的异构加速卡组成的。至于金字塔顶尖的顶尖超算已经走向完全异构众核结构了。

最早的起源来说，Z80和6502，他们都只有不到一百条指令，几千个晶体管，却可以替代比他们贵得多的有几百条指令的昂贵CPU的绝大多数功能。可以说是最早的RISC鼻祖，是先有他们的成功后产生了RISC流派。


80年代的RISC风潮，首先是MIPS出场。可惜MIPS后来授权太多太烂互不兼容做崩了，现在只有中国龙芯还在做，外国人反过来只能以龙芯CPU作为平台。


SUN的SPARC，做到2007一度做不下去开源了（开源UltraSPARC T1/T2时期飞腾据此做过FT-1000/FT-1500），被甲骨文收购以后又坚持了十年，近期甲骨文已经放弃UltraSPARC T5转向AMD ZEN/ZEN2架构。还剩日本人还在用SPARC64架构而且最近在努力转ARM，不知道能走通吗。


HP的PA-RISC，坚持到2005年，放弃换Intel安腾，结果安腾巨坑，分家后HP做至强，HPE转向AMD ZEN/ZEN2架构。


Motorola第一代RISC是MC88000，随后与IBM联合研制的POWER PC系，2008年退出，放弃CPU。IBM最终把POWER PC开源社区化。IBM做的蓝色基因系超算，还在坚持用POWER PC的CPU。但是蓝色基因系POWER 9超算还能在E级超算级别继续发展下去吗？改一改，还是写不知道。


DEC Alpha是最强的，结果死的最早，98年就崩盘，先被康柏买下，再被惠普买下。无疾而终。然而临死前开源，最终在中国由申威魔改异构众核架构，发展成神威超算系列。


在RISC风潮里Intel做了i860/i960。AMD做了AM29000，后面都没了。


Intel曾经做过ARM，先后有StrongARM 、Xscale两个系列，首开移动/手持市场，为ARM系做了嫁衣。2006年把部门1亿美元甩卖给Marvell，Marvell接受该部门后不再做不兼容的独特CPU，改为做标准兼容的ARM公版CPU。


不过ARM在世纪初很有魄力的在ARM7、ARM9这两代进行了大规模的架构重制，断然放弃旧生态圈积累，为走向高性能市场做好了准备。


但是ARM在服务器领域的试水还是不怎么成功，毕竟架构为手机优化了十多年。更高的商用超算领域，挤不进门啊。日本在顶级超算上正在尝试，倒是很让人期待。

目前主流的商用超算，数量最大的都是至强系列X86-64产品，占了一半还多。然后新加入的超算，大部分也都是X86-64的CPU+GPU的异构加速卡组成的。借助ZEN系列的翻身仗，最近AMD挖走了不少Intel的份额。至于金字塔顶尖的顶尖超算已经走向完全异构众核结构了。


老牌自研架构在减少。顶尖超算现在只剩三个架构了，其中美国只剩克雷的沙斯塔架构，中国也只有神威、天河两个架构了。虽然克雷有两台E级超算在研制，但区别只是分别选用Intel和AMD的X86-64处理器的区别，都是沙斯塔架构。


曙光E架构，据说类似克雷沙斯塔，但因为美国禁运+自主X86进展艰难，虽然作为第三个E级原型机是完成了，但是已经遗憾出局。


申威最初源于DEC Alpha，进一步经过申威魔改成众核异构的神威。神威太湖之光连续坐了2年多超算宝座。2020年神威E级超算要出来了以后，宝座又可以坐一坐的。根据我粗浅的理解，神威的架构里多核的异构程度很高，有明确的管理核-运算核簇-功能核的区别。通过极致的魔改达到极致的性能。


天河这边，用的迈创，这本身真让人佩服。起家从山寨TMS320系结构起家。TI这玩意说破天也就是个嵌入DSP的成色。TI自己都与高性能超算不沾边很多很多年了。TI自己都做不到的事情，迈创做到了，这简直可与成飞造出J20相比了。


大致来看起发展脉络，2004年，YHFT-DSP/700；2006年YHFT-QDSP试水异构。2010年出现了YHFT-QMBase（内含四个YHFT-Matrix与内存的加速卡），2014年出现了YHFT-Matrix2，


随后2015年选中Matrix2000加速卡（内含4个Matrix2）用于天河2A。被选定用于未来天河3的“迈创Matrix2000+。


根据我粗浅的理解，迈创的架构里多核的异构程度要低于神威，主要是通过数种原创性突破，大幅提升补起了传统Vector-SIMD结构的短板。应该算是一种弯道超车？


只能粗略介绍一下我的粗浅的理解。