1990年代的iMac处理器为NASA的恒心漫游者提供动力

当我们上个月观看NASA在火星上漫游时，该机构肯定似乎必须在其机器上使用某种高科技处理器。流动站肯定是建立在比我们平民使用的设备强大得多的设备上的，对吗？但是，虽然NASA从技术上讲是使用专用处理器为恒心漫游者供电的，但它距消费电子领域并不遥远，大约是23年前。

NewScientist报道说，毅力漫游车由PowerPC 750处理器提供动力，该处理器曾在Apple最初的1998年iMac G3中使用，您记得这是标志性的彩色透明桌面。如果说PowerPC的名字听起来很熟悉，那可能是因为这些是Apple在切换到Intel之前在其计算机中使用的RISC CPU。 （尽管现在该公司使用其自己的M1处理器重新回到RISC火车上。）

PowerPC 750是单核233MHz处理器，与现代消费类芯片可以达到的5.0GHz以上的多核频率相比，233MHz的速度慢得令人难以置信。但是750是第一个结合了动态分支预测的功能，如今仍在现代处理器中使用。基本上，CPU体系结构是对CPU将要处理的指令进行有根据的猜测，以此来提高效率。处理的信息越多，芯片就越能更好地预测下一步需要做什么。

但是，iMac的CPU与“恒心”漫游器内部的CPU之间存在很大差异。 BAE Systems制造了PowerPC 750的辐射硬化版本，称为RAD750，它可以承受200,000至1,000,000 Rads，并能承受-55至125摄氏度（-67至257华氏度）的温度。火星的大气层与地球不同，后者可以保护我们免受太阳光线的伤害，因此，只有一道阳光，火星漫游者才能冒险开始。每一个的成本都超过20万美元，因此需要一些额外的保护。

BAE Systems的詹姆斯·拉罗莎（James LaRosa）告诉《新科学》杂志：“在银河系中飞行的带电粒子可以通过设备并造成严重破坏。” “从字面上看，它可以使电子散开；它会在电路内引起电子噪声和信号尖峰。”

但是，为什么要使用足够老的处理器来记住Eve 6发行第一张专辑的时间呢？它与成本无关—这些旧处理器是最适合的工作，因为它们很可靠。例如，NASA的Orion航天器使用了相同的RAD750处理器。

“与笔记本电脑中的[Intel] Core i5相比，它要慢得多……它的速度可能不会比智能手机快”，NASA Orion航空电子设备副经理Matt Lemke在2014年对《太空评论》说。速度以及坚固性和可靠性。我需要确保它始终可以正常工作。”

考虑到这一点，美国宇航局选择新技术取代旧技术是合理的。毕竟，当您花费27亿美元在火星上着陆机器人时，重要的是，您的技术应具有足够的可靠性以经受住时间的考验-直至最细的焊接电路。目前，RAD750为大约100颗绕地球轨道运行的卫星提供动力，这些卫星包括GPS，影像和天气数据以及各种军事卫星。据拉罗萨（LaRosa）称，其中没有一个失败。

如果说PowerPC的名字听起来很熟悉，那可能是因为这些是Apple在切换到Intel之前在其计算机中使用的RISC CPU。 （尽管现在该公司使用其自己的M1处理器重新回到RISC火车上。）

x86 CPU在内部是RISC，并且自Pentium Pro内的P6起一直存在。如今，“ RISC与CISC”的辩论已经毫无意义。原因有两个：

1）。所有现代的x86 CPU都执行类似RISC的内部指令。该转换以解码单元进行处理。英特尔在1994年使用原始的P6（Pentium Pro）承担的最大风险是，将其10％的芯片和功率预算专用于处理指令解码仍会带来显着的净性能提升。它得到了回报。在过去的20年中，Intel或AMD唯一执行本机x86指令的芯片就是原始的Atom。

2）。现代RISC CPU也不符合最初的RISC设计理念。创建第一个RISC设计时不存在乱序执行，并且RISC CPU在不进行流水线操作的情况下无法保持1 IPC的执行率。最初的RISC设计理念尽可能避免了复杂性，而是提高了时钟速度。现代RISC CPU将更多的晶体管用于乱序执行，流水线处理以及提取指令级并行性。早期的RISC CPU的时钟频率远远高于x86。奔腾（Pentium）达到66MHz时，DEC的Alpha达到200MHz。

相比之下，Apple的M1主频为3.2GHz，而x86 CPU的主频明显更高。在此比较中，“ RISC” CPU支持较高的IPC和较低的时钟，而“ CISC”芯片的时钟较高，并且每个周期执行的指令较少。这与历史上的“ RISC与CISC”定位恰恰相反。

的确，x86和ARM CPU之间仍然存在一些差异，这仍然与该CISC与RISC问题有关（例如，x86指令的长度是可变的，而ARM指令则不是），但将辩论概括为“ CISC与RISC”从框图的角度来看，现代的x86芯片和ARM芯片实际上看起来非常漂亮，这掩盖了这一事实。

TLDR：“ RISC与CISC”是x86与ARM CPU的当前状态的不正确的过分简化。