什么是寬帶路由器的處理器

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　　隨著寬帶網(wǎng)絡(luò)的逐步普及，寬帶路由器已經(jīng)得到越來越廣泛的應(yīng)用。寬帶和窄帶比起來，最主要就是個“快”字，所以大家在選購寬帶路由器時，非常關(guān)心其性能怎么樣。寬帶路由器的性能和檔次高低的標志，主要由處理器、內(nèi)存和緩存來決定。

　　寬帶路由器的處理器同電腦主板、CPU等產(chǎn)品一樣，是寬帶路由器最核心的器件。處理器的好壞直接影響寬帶路由器的性能，處理能力差的處理器，寬帶路由器性能好不了，因此，在這里著重分析一下寬帶路由器所用處理器的芯片。

　　一、認識寬帶路由器的處理器

　　處理器不分檔次高低，都是寬帶路由器的心臟。 一般來說，處理器主頻在100M或以下的屬于較低主頻，100M-200M屬于中等主頻，200M以上的屬于較高主頻。

　　通常在中低端寬帶路由器中，處理器負責交換路由信息、路由表查找以及轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包，處理器的能力直接影響路由器的吞吐量(路由表查找時間)和路由計算能力(影響網(wǎng)絡(luò)路由收斂時間)。

　　在高端寬帶路由器中，通常包轉(zhuǎn)發(fā)和查表由ASIC芯片完成，處理器只實現(xiàn)路由協(xié)議、計算路由以及分發(fā)路由表。由于技術(shù)的發(fā)展，寬帶路由器的處理器采用的內(nèi)核種類很多。

　　二、寬帶路由器的處理器芯片

　　處理器一般采用x86、ARM7、ARM9、MIPS、Intel Xscale等。80186、ARM7內(nèi)核處理器是第一代寬帶路由器的典型配置，性能低，這樣的寬帶路由器只適合普通家庭用戶，主流廠商均已不再使用。

　　ARM9和MIPS內(nèi)核處理器是目前寬帶路由器主流配置，常見的ARM9分普通型的920T/922T/940T和增強型的926E/946E/966E，而MIPS分2K、3K、4K系列，不同型號的處理器性能會有較大差異。Intel Xscale內(nèi)核處理器是高級網(wǎng)絡(luò)處理器，用于高端產(chǎn)品。一般處理器都是單處理器，采用多處理器分布式處理的是高級處理器，性能高。

　　1. ARM

　　ARM是一家既不生產(chǎn)也不銷售芯片的公司，是英國一家電子公司的名字，全名是Advanced RISC Machine，成立于1990年11月，是蘋果電腦，Acorn電腦集團和VLSI Technology的合資企業(yè)。Acorn曾推出世界上首個商用單芯片RISC處理器，而蘋果電腦當時希望將RISC技術(shù)應(yīng)用于自身系統(tǒng)，ARM微處理器新標準因此應(yīng)運而生。

　　它設(shè)計了大量高性能、廉價、耗能低的RISC處理器、相關(guān)技術(shù)及軟件。該技術(shù)具有性能高、成本低和能耗省的特點。它通過出售芯片技術(shù)授權(quán)，建立起新型的微處理器設(shè)計、生產(chǎn)和銷售商業(yè)模式。這種商業(yè)模式取得極大的成功，采用ARM技術(shù)IP核的微處理器遍及各類電子產(chǎn)品:汽車、消費電子、成像、工業(yè)控制、海量存儲、網(wǎng)絡(luò)、安保和無線等市場，ARM技術(shù)幾乎無處不在，ARM的16/32位嵌入式處理器技術(shù)是世界上應(yīng)用最為普遍的微處理器結(jié)構(gòu)。

　　微處理器是ARM技術(shù)的重中之重，目前面向市場的有:

　　ARM710系列，包括ARM710、ARM710T、ARM720T和ARM740T:低價、低能耗、封裝式常規(guī)系統(tǒng)微型處理器，配有高速緩存(Cache)、內(nèi)存管理、寫緩沖和JTAG。廣泛應(yīng)用于手持式計算、數(shù)據(jù)通信和消費類多媒體。

　　ARM940T、920T系列:低價、低能耗、高性能系統(tǒng)微處理器，配有Cache、內(nèi)存管理和寫緩沖。應(yīng)用于高級引擎管理、保安系統(tǒng)、頂置盒、便攜計算機和高檔打印機。

　　StrongARM:性能很高、同時滿足常規(guī)應(yīng)用需要的一種微處理器技術(shù)，與DEC聯(lián)合研制，后來授權(quán)給Intel。SA110處理器、SA1100 PDA系統(tǒng)芯片和SA1500多媒體處理器芯片均采用了這一技術(shù)。

　　ARM7500和ARM7500FE:高度集成的單芯片RISC計算機，基于一個緩存式ARM7 32位內(nèi)核，擁有內(nèi)存和I/O控制器、3個DMA通道、片上視頻控制器和調(diào)色板以及立體聲端口;ARM7500FE則增加了一個浮點運算單元以及對EDO DRAM的支持。特別適合電視頂置盒和網(wǎng)絡(luò)計算機(NC)。

　　唯一沒有購買ARM授權(quán)的是Intel的老對頭AMD，因為Intel便攜式處理器采用的是StrongARM，而AMD則收購了Alchemy公司與之抗衡，采用的是MIPS結(jié)構(gòu)。

　　2. MIPS

　　MIPS技術(shù)公司是一家設(shè)計制造高性能、高檔次及嵌入式32位和64位處理器的廠商，在RISC處理器方面占有重要地位。1984年，MIPS計算機公司成立。1992年，SGI收購了MIPS計算機公司。1998年，MIPS脫離SGI，成為MIPS技術(shù)公司。

　　MIPS公司設(shè)計RISC處理器始于二十世紀八十年代初，1986年推出R2000處理器，1988年推R3000處理器，1991年推出第一款64位商用微處器R4000。之后又陸續(xù)推出R8000(于1994年)、R10000(于1996年)和R12000(于1997年)等型號。

　　隨后，MIPS公司的戰(zhàn)略發(fā)生變化，把重點放在嵌入式系統(tǒng)。1999年，MIPS公司發(fā)布MIPS32和MIPS64架構(gòu)標準，為未來MIPS處理器的開發(fā)奠定了基礎(chǔ)。新的架構(gòu)集成了所有原來NIPS指令集，并且增加了許多更強大的功能。

　　MIPS公司陸續(xù)開發(fā)了高性能、低功耗的32位處理器內(nèi)核(core)MIPS324Kc與高性能64位處理器內(nèi)核MIPS64 5Kc。2000年，MIPS公司發(fā)布了針對MIPS32 4Kc的版本以及64位MIPS 64 20Kc處理器內(nèi)核。如TL-R490寬帶路由器就是采用MIPS 4K內(nèi)核處理器。

　　3. Intel Xscale

　　Intel的XScale RISC處理器源于獲得很大成功的ARM處理器(Advanced RISC Machines公司開發(fā))，在架構(gòu)擴展的基礎(chǔ)上也保留了對以往產(chǎn)品(主要指軟件產(chǎn)品)的向下兼容性。在ARM推出一款時間之后，DEC獲得了許可并開發(fā)出他們自己的高級版StrongARM。DEC和康柏合并后，StrongARM核心被Intel買走，開發(fā)出了自己的兼容產(chǎn)品Xscale。

　　這款產(chǎn)品功耗更低，系統(tǒng)伸縮性更好，同時核心頻率也得到了提高，目前400MHz的產(chǎn)品已經(jīng)進入市場，而600、800Mhz的Xscale處理器也將很快面世。同時，這種處理器還支持高效通訊指令，可以和同樣架構(gòu)處理器之間達到高速傳輸。

　　其中一個主要的擴展就是無線MMX，這是一種64位的SIMD指令集，在新款的Xscale處理器中集成有SIMD協(xié)處理器。這些指令集可以有效的加快視頻、3D圖像、音頻以及其他SIMD傳統(tǒng)元素處理。

　　三、處理器并非唯一的性能體現(xiàn)

　　寬帶路由器的處理器只是寬帶路由器的一個部件，特別之處只在于它是最核心的器件。寬帶路由器的處理器性能并不能完全反映路由器性能。寬帶路由器性能由路由器吞吐量、時延和路由計算能力等指標體現(xiàn)。

　　寬帶路由器的處理器用得差路由器性能好不了，但反過來處理器好了路由器性能卻不一定好。處理器主頻只是處理器的一個性能指標，要知道處理器性能，還必須了解其總線寬度(16位還是32位)、Cache容量和結(jié)構(gòu)、內(nèi)部總線結(jié)構(gòu)、是單CPU還是多CPU分布式處理、運算模式等等，這些都會極大地影響處理器性能。

　　這顆芯如此重要，但都是外國的，而我國的第一枚通訊領(lǐng)域高端路由交換核心芯片——“華夏網(wǎng)芯”現(xiàn)在也出世了。據(jù)悉，“華夏網(wǎng)芯”擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)，此高新領(lǐng)域沒有“中國芯”的歷史自此宣告結(jié)束。