如何区分CPU 浅谈宽带路由器处理芯片
如何区分CPU 浅谈宽带路由器处理芯片
　　随着宽带网络的逐步普及，宽带路由器已经得到越来越广泛的应用。宽带和窄带比起来，最主要就是个&快&字，所以大家在选购宽带路由器时，非常关心其性能怎么样。宽带路由器的性能和档次高低的标志，主要由处理器、内存和缓存来决定。 　　宽带路由器的处理器同电脑主板、CPU等产品一样，是宽带路由器最核心的器件。处理器的好坏直接影响宽带路由器的性能，处理能力差的处理器，宽带路由器性能好不了，因此，在这里着重分析一下宽带路由器所用处理器的芯片。 　　一、认识宽带路由器的处理器 　　处理器不分档次高低，都是宽带路由器的心脏。 一般来说，处理器主频在100M或以下的属于较低主频，100M-200M属于中等主频，200M以上的属于较高主频。 　　通常在中低端宽带路由器中，处理器负责交换路由信息、路由表查找以及转发数据包，处理器的能力直接影响路由器的吞吐量(路由表查找时间)和路由计算能力(影响网络路由收敛时间)。 　　在高端宽带路由器中，通常包转发和查表由ASIC芯片完成，处理器只实现路由协议、计算路由以及分发路由表。由于技术的发展，宽带路由器的处理器采用的内核种类很多。 　　二、宽带路由器的处理器芯片 　　处理器一般采用x86、ARM7、ARM9、MIPS、Intel Xscale等。80186、ARM7内核处理器是第一代宽带路由器的典型配置，性能低，这样的宽带路由器只适合普通家庭用户，主流厂商均已不再使用。 　　ARM9和MIPS内核处理器是目前宽带路由器主流配置，常见的ARM9分普通型的920T/922T/940T和增强型的926E/946E/966E，而MIPS分2K、3K、4K系列，不同型号的处理器性能会有较大差异。Intel Xscale内核处理器是高级网络处理器，用于高端产品。一般处理器都是单处理器，采用多处理器分布式处理的是高级处理器，性能高。 　　1. ARM 　　ARM是一家既不生产也不销售芯片的公司，是英国一家电子公司的名字，全名是Advanced RISC Machine，成立于1990年11月，是苹果电脑，Acorn电脑集团和VLSI Technology的合资企业。Acorn曾推出世界上首个商用单芯片RISC处理器，而苹果电脑当时希望将RISC技术应用于自身系统，ARM微处理器新标准因此应运而生。 　　它设计了大量高性能、廉价、耗能低的RISC处理器、相关技术及软件。该技术具有性能高、成本低和能耗省的特点。它通过出售芯片技术授权，建立起新型的微处理器设计、生产和销售商业模式。这种商业模式取得极大的成功，采用ARM技术IP核的微处理器遍及各类电子产品:汽车、消费电子、成像、工业控制、海量存储、网络、安保和无线等市场，ARM技术几乎无处不在，ARM的16/32位嵌入式处理器技术是世界上应用最为普遍的微处理器结构。 　　微处理器是ARM技术的重中之重，目前面向市场的有: 　　ARM710系列，包括ARM710、ARM710T、ARM720T和ARM740T:低价、低能耗、封装式常规系统微型处理器，配有高速缓存(Cache)、内存管理、写缓冲和JTAG。广泛应用于手持式计算、数据通信和消费类多媒体。 　　ARM940T、920T系列:低价、低能耗、高性能系统微处理器，配有Cache、内存管理和写缓冲。应用于高级引擎管理、保安系统、顶置盒、便携计算机和高档打印机。 　　StrongARM:性能很高、同时满足常规应用需要的一种微处理器技术，与DEC联合研制，后来授权给Intel。SA110处理器、SA1100 PDA系统芯片和SA1500多媒体处理器芯片均采用了这一技术。 　　ARM7500和ARM7500FE:高度集成的单芯片RISC计算机，基于一个缓存式ARM7 32位内核，拥有内存和I/O控制器、3个DMA通道、片上视频控制器和调色板以及立体声端口;ARM7500FE则增加了一个浮点运算单元以及对EDO DRAM的支持。特别适合电视顶置盒和网络计算机(NC)。 　　唯一没有购买ARM授权的是Intel的老对头AMD，因为Intel便携式处理器采用的是StrongARM，而AMD则收购了Alchemy公司与之抗衡，采用的是MIPS结构。 　　2. MIPS 　　MIPS技术公司是一家设计制造高性能、高档次及嵌入式32位和64位处理器的厂商，在RISC处理器方面占有重要地位。1984年，MIPS计算机公司成立。1992年，SGI收购了MIPS计算机公司。1998年，MIPS脱离SGI，成为MIPS技术公司。 　　MIPS公司设计RISC处理器始于二十世纪八十年代初，1986年推出R2000处理器，1988年推R3000处理器，1991年推出第一款64位商用微处器R4000。之后又陆续推出R8000(于1994年)、R10000(于1996年)和R12000(于1997年)等型号。 　　随后，MIPS公司的战略发生变化，把重点放在嵌入式系统。1999年，MIPS公司发布MIPS32和MIPS64架构标准，为未来MIPS处理器的开发奠定了基础。新的架构集成了所有原来NIPS指令集，并且增加了许多更强大的功能。 　　MIPS公司陆续开发了高性能、低功耗的32位处理器内核(core)MIPS324Kc与高性能64位处理器内核MIPS64 5Kc。2000年，MIPS公司发布了针对MIPS32 4Kc的版本以及64位MIPS 64 20Kc处理器内核。如TL-R490宽带路由器就是采用MIPS 4K内核处理器。 　　3. Intel Xscale 　　Intel的XScale RISC处理器源于获得很大成功的ARM处理器(Advanced RISC Machines公司开发)，在架构扩展的基础上也保留了对以往产品(主要指软件产品)的向下兼容性。在ARM推出一款时间之后，DEC获得了许可并开发出他们自己的高级版StrongARM。DEC和康柏合并后，StrongARM核心被Intel买走，开发出了自己的兼容产品Xscale。 　　这款产品功耗更低，系统伸缩性更好，同时核心频率也得到了提高，目前400MHz的产品已经进入市场，而600、800Mhz的Xscale处理器也将很快面世。同时，这种处理器还支持高效通讯指令，可以和同样架构处理器之间达到高速传输。 　　其中一个主要的扩展就是无线MMX，这是一种64位的SIMD指令集，在新款的Xscale处理器中集成有SIMD协处理器。这些指令集可以有效的加快视频、3D图像、音频以及其他SIMD传统元素处理。 　　三、处理器并非唯一的性能体现 　　宽带路由器的处理器只是宽带路由器的一个部件，特别之处只在于它是最核心的器件。宽带路由器的处理器性能并不能完全反映路由器性能。宽带路由器性能由路由器吞吐量、时延和路由计算能力等指标体现。 　　宽带路由器的处理器用得差路由器性能好不了，但反过来处理器好了路由器性能却不一定好。处理器主频只是处理器的一个性能指标，要知道处理器性能，还必须了解其总线宽度(16位还是32位)、Cache容量和结构、内部总线结构、是单CPU还是多CPU分布式处理、运算模式等等，这些都会极大地影响处理器性能。 　　这颗芯如此重要，但都是外国的，而我国的第一枚通讯领域高端路由交换核心芯片&&&华夏网芯&现在也出世了。据悉，&华夏网芯&拥有完全自主知识产权，此高新领域没有&中国芯&的历史自此宣告结束。
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认识宽带路由器两大主流芯片二作者: 收集于网络
　　(二)MIPS公司及其产品介绍 　　 　　自从1998年从SGI分离出来以后，MIPS技术的重点完全放在嵌入式处理器市场上。MIPS投放高性能处理器的跟踪记录是对对嵌入式处理器市场起关键作用的众多因素寻找的结果。这包括使用标准结构以保持一代到下一代的代码兼容情，卖方独立的授权中心以及高质量工具支持－与ARM相似。这种结构后面的动力要素已经增长到50多家授权的半导体公司。 　　 　　MIPS&Technologies公司为数字消费品、联网、安全等应用提供可综合的内核。该公司把它的知识产权授权给半导体公司、ASIC开发商、系统OEM。MIPS&公司的32位可综合产品包括4K、M4K、4KE、4KS、24K系列内核。这些内核包括多种特性、代码压缩，具有低功耗和高性能。SOC设计者使用5K系列可综合处理器内核能够使各自的应用达到最高频率和性能，并能灵活选择任何加工厂工艺和配置来适合各自应用的需要。 　　 　　MIPS已经在MIPS结构的两个系列中进行了标准化：MIPS32?(32位系列)&和MIPS64?(64&位系列)。这是唯一一种能提供64位解决方案的结构，它在某些应用领域可以提供重要的性能优势，例如网络。与200多家第三方公司的合作共同支持标准的带有软件开发工具，RTOS，应用软件和硬件的MIPS内核。 　　 　　MIPS&公司的MIPS32&24K系列内核，它们支持定制的SOC设计方法、一种OCP（开放内核协议）互连结构、标准的库、片上内存。24K系列支持CorExtend功能，并包括多种特性，比如超快的乘法、智能高速缓存、浮点支持，使它适合于互动电视、机顶盒、DVD和其它由性能推动的应用。MIPS&公司还推出了MIPS消费型音频平台，这是一种通用基础平台，使设计者能够实现音频编解码器，用于那些以高速发展的嵌入式系统市场为目标的设备。 　　 　　产品举例 　　 　　下面就介绍两款分别采用ARM芯片和MIPS&芯片的路由器，其中TL-R490游戏型网吧专用路由器采用的是MIPS&4K芯片，VTINFO&SSR-8104采用了ARM9&处理器，主频达到了144Mhz。 　　 　　　　从硬件能力上来看，TL-R490采用MIPS&4K内核处理器，处理器内含32KB高速Cache，主频166MHz。内存则采用16MB&32位SDRAM。ARM9和MIPS内核处理器是目前宽带路由器主流配置，MIPS分2K、3K、4K系列。其中TL-R490采用的MIPS&4K是以上提及的主流内核中性能最高的。大家很清楚“赛扬”和“奔腾”的主要区别就在于Cache的大小，Cache大小决定CPU的档次，并直接影响CPU的处理能力，同样主频的CPU不同的Cache其性能差异可以很大。32KB大容量Cache使处理器性能得以充分展现，是市面上主流产品8KB或16KB&Cache容量的2到4倍。 　　 　　TL-R490采用的16MB内存也是市面上主流产品4MB或8MB内存容量的2到4倍，大家应该也很清楚内存对机器性能的影响有多大，特别是在处理大数据流量的时候。同时TL-R490采用的16MB内存是32位SDRAM，而市面上主流产品几乎清一色是16位内存，使用32位内存的数据存取效率比使用16位内存高一倍。 　　
&&&& TL-R490除了包含IP共享、DHCP服务器、访问控制、域名过滤、MAC地址过滤、MAC地址克隆、虚拟服务器、DMZ主机、静态路由等宽带路由器常见功能外，还支持定时、按需拨号、上网权限管理、病毒自动隔离、DDNS、802.1x、UPnP、系统安全日志、E-mail警告提示服务等高级功能，功能非常完备，完全能够满足网吧的需求。针对网吧对游戏服务器架设的强烈需求，TL-R490在设计上作了优化，完全不用担心架设不了或者越用越慢的情况出现。 　　 　　可靠性、稳定性也是网吧对路由器非常关心的一个问题。TL-R490按照工业级设计，采用高冗余内置电源，三相接地，和外置电源适配器相比，在温升、防误用、防意外掉电、防静电、抗电磁干扰等方面增强了稳定性和可靠性。同时，TL-R490采用大尺寸的全钢外壳，坚固强悍，通风散热好，能有效屏蔽电磁辐射，而且能安装到标准19英寸机架，即使网吧设备间环境差一点也能从容应对。在电路上，有硬件的电源监控和看门狗，进一步加强了稳定性和可靠性。在软件上，提供丰富的防火墙过滤，并具备实时流量监测以及病毒自动隔离，即使在病毒泛滥时期也不会象其它路由器一样引起拥塞或死机。WAN口的Ping功能可设置，以屏蔽来自网络的恶意攻击。 　　 　　和其他TP-LINK路由器一样，TL-R490在设计时充分考虑了易用性。从全中文界面、快速安装向导，从简洁清晰菜单到全程详细帮助，从合理默认配置到详细易读说明书，无不体现了人性化的设计理念。内部交换机支持Auto&MDI/MDIX，省去了搞不清正线、反线的烦恼。UPnP的支持让使用更简单。支持远程管理和在线升级使管理员更省心。TL-R490易安装、易配置、易管理、易使用，非专业人员也能轻松用好。 　　 　　TP-LINK产品的最大特点就是性价比高，TL-R490虽然性能远远高于一般高性能网吧路由器，但价格并不贵，比网吧里的一台电脑还低。IPv6&Ready还使购买一步到位，避免将来的重复投资。 　　 　　　　这是一款适应大型企业分支机构、中小型企业和大型网吧共享上网的理想方案。VTINFO&SSR-8104是一款高性能的中高端的宽带路由器，配置的高速嵌入式CPU&ARM9，主频达到了144Mhz，可见这款宽带路由器是目前CPU主频比较高的设备，是目前国内市场上少数可见的装配ARM9&CPU的宽带路由器，网络吞吐量达到85MBps以上，它可以在LAN和WAN之间实现高速稳定通信，不会再在宽带路由器这个地方形成互联网访问的瓶颈，应当能很好地运行在有较多用户主机的联网环境里。 　　 　　VTINFO&SSR-8104硬件接口包含一个10/100M&BaseTX广域网口；四个10/100M&BaseTX交换端口。支持的广域网协议包含有PPPoE（ADSL拨号），DHCP（动态主解析协议），IPSec，静态IP。支持的NAT功能有Multi-NAT（能建多组虚拟服务器与真实IP对应），DMZ（非军事区），端口重定向，开放端口，DDNS（动态域名解析），互联网应用穿透&(&VPN,&VoIP,&Netmeeting&MSN&Messager,&ICQ,&Quake&)。防火墙特性包括：访问控制列表，基于IP的包过滤，情况包检查，拒绝服务攻击防护。网络管理功能包括：基于WEB的配置人机接口程序，远程登录，TFTP或FTP方式的系统软件升级，内建诊断功能，快速配置向导，系统日志监控。 　　 　　以上这些完善的功能非常适合大营企业分支机构使用它来做VPN，通过INTERNET与总部进行虚拟的专线网络通信，实现与总部的业务联网，这个应用也是越来越流行的机构联网解决方案，对大企业来说具有极高的经济较益；也非常适合独立型的中小企业使用它来作为廉价和高性能的通信网关，实现企业局域网安全接入互联网的低成本、高较益的需求。 　　 　　VTINFO&SSR-8104的NAT能做三大任务：一是端口重定向，它可以指定某台内部局网主机使用知名端口来架设WEB，FTP等服务器，供互联网上的用户能访问；二是设立局网内的处于非军区的主机，当我们需要做视频会议时，或架设游戏服务器时就可以指定局网某台特定主机处于非军事区而实现这些功能；三是开放端口，我们为局域网的指定主机开放部分特殊端口，这是因为一些应用程序会用到它来进行“通信”。
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如何区分CPU 浅谈宽带路由器处理芯片
.cn 日&09:50 赛迪网
　　随着宽带网络的逐步普及，宽带路由器已经得到越来越广泛的应用。宽带和窄带比起来，最主要就是个“快”字，所以大家在选购宽带路由器时，非常关心其性能怎么样。宽带路由器的性能和档次高低的标志，主要由处理器、内存和缓存来决定。
　　宽带路由器的处理器同电脑主板、CPU等产品一样，是宽带路由器最核心的器件。处理器的好坏直接影响宽带路由器的性能，处理能力差的处理器，宽带路由器性能好不了，因此，在这里着重分析一下宽带路由器所用处理器的芯片。
　　一、认识宽带路由器的处理器
　　处理器不分档次高低，都是宽带路由器的心脏。 一般来说，处理器主频在100M或以下的属于较低主频，100M-200M属于中等主频，200M以上的属于较高主频。
　　通常在中低端宽带路由器中，处理器负责交换路由信息、路由表查找以及转发数据包，处理器的能力直接影响路由器的吞吐量(路由表查找时间)和路由计算能力(影响网络路由收敛时间)。
　　在高端宽带路由器中，通常包转发和查表由ASIC芯片完成，处理器只实现路由协议、计算路由以及分发路由表。由于技术的发展，宽带路由器的处理器采用的内核种类很多。
　　二、宽带路由器的处理器芯片
　　处理器一般采用x86、ARM7、ARM9、MIPS、Intel Xscale等。80186、ARM7内核处理器是第一代宽带路由器的典型配置，性能低，这样的宽带路由器只适合普通家庭用户，主流厂商均已不再使用。
　　ARM9和MIPS内核处理器是目前宽带路由器主流配置，常见的ARM9分普通型的920T/922T/940T和增强型的926E/946E/966E，而MIPS分2K、3K、4K系列，不同型号的处理器性能会有较大差异。Intel Xscale内核处理器是高级网络处理器，用于高端产品。一般处理器都是单处理器，采用多处理器分布式处理的是高级处理器，性能高。
　　1. ARM
　　ARM是一家既不生产也不销售芯片的公司，是英国一家电子公司的名字，全名是Advanced RISC Machine，成立于1990年11月，是电脑，Acorn电脑集团和VLSI Technology的合资企业。Acorn曾推出世界上首个商用单芯片RISC处理器，而苹果电脑当时希望将RISC技术应用于自身系统，ARM微处理器新标准因此应运而生。
　　它设计了大量高性能、廉价、耗能低的RISC处理器、相关技术及软件。该技术具有性能高、成本低和能耗省的特点。它通过出售芯片技术授权，建立起新型的微处理器设计、生产和销售商业模式。这种商业模式取得极大的成功，采用ARM技术IP核的微处理器遍及各类电子产品:汽车、消费电子、成像、工业控制、海量存储、网络、安保和无线等市场，ARM技术几乎无处不在，ARM的16/32位嵌入式处理器技术是世界上应用最为普遍的微处理器结构。
　　微处理器是ARM技术的重中之重，目前面向市场的有:
　　ARM710系列，包括ARM710、ARM710T、ARM720T和ARM740T:低价、低能耗、封装式常规系统微型处理器，配有高速缓存(Cache)、内存管理、写缓冲和JTAG。广泛应用于手持式计算、数据通信和消费类多媒体。
　　ARM940T、920T系列:低价、低能耗、高性能系统微处理器，配有Cache、内存管理和写缓冲。应用于高级引擎管理、保安系统、顶置盒、便携计算机和高档打印机。
　　StrongARM:性能很高、同时满足常规应用需要的一种微处理器技术，与DEC联合研制，后来授权给Intel。SA110处理器、SA1100 PDA系统芯片和SA1500多媒体处理器芯片均采用了这一技术。
　　ARM7500和ARM7500FE:高度集成的单芯片RISC计算机，基于一个缓存式ARM7 32位内核，拥有内存和I/O控制器、3个DMA通道、片上视频控制器和调色板以及立体声端口;ARM7500FE则增加了一个浮点运算单元以及对EDO DRAM的支持。特别适合电视顶置盒和网络计算机(NC)。
　　唯一没有购买ARM授权的是Intel的老对头AMD，因为Intel便携式处理器采用的是StrongARM，而AMD则收购了Alchemy公司与之抗衡，采用的是MIPS结构。
　　2. MIPS
　　MIPS技术公司是一家设计制造高性能、高档次及嵌入式32位和64位处理器的厂商，在RISC处理器方面占有重要地位。1984年，MIPS计算机公司成立。1992年，SGI收购了MIPS计算机公司。1998年，MIPS脱离SGI，成为MIPS技术公司。
　　MIPS公司设计RISC处理器始于二十世纪八十年代初，1986年推出R2000处理器，1988年推R3000处理器，1991年推出第一款64位商用微处器R4000。之后又陆续推出R8000(于1994年)、R10000(于1996年)和R12000(于1997年)等型号。
　　随后，MIPS公司的战略发生变化，把重点放在嵌入式系统。1999年，MIPS公司发布MIPS32和MIPS64架构标准，为未来MIPS处理器的开发奠定了基础。新的架构集成了所有原来NIPS指令集，并且增加了许多更强大的功能。
　　MIPS公司陆续开发了高性能、低功耗的32位处理器内核(core)MIPS324Kc与高性能64位处理器内核MIPS64 5Kc。2000年，MIPS公司发布了针对MIPS32 4Kc的版本以及64位MIPS 64 20Kc处理器内核。如TL-R490宽带路由器就是采用MIPS 4K内核处理器。
　　3. Intel Xscale
　　Intel的XScale RISC处理器源于获得很大成功的ARM处理器(Advanced RISC Machines公司开发)，在架构扩展的基础上也保留了对以往产品(主要指软件产品)的向下兼容性。在ARM推出一款时间之后，DEC获得了许可并开发出他们自己的高级版StrongARM。DEC和康柏合并后，StrongARM核心被Intel买走，开发出了自己的兼容产品Xscale。
　　这款产品功耗更低，系统伸缩性更好，同时核心频率也得到了提高，目前400MHz的产品已经进入市场，而600、800Mhz的Xscale处理器也将很快面世。同时，这种处理器还支持高效通讯指令，可以和同样架构处理器之间达到高速传输。
　　其中一个主要的扩展就是无线MMX，这是一种64位的SIMD指令集，在新款的Xscale处理器中集成有SIMD协处理器。这些指令集可以有效的加快视频、3D图像、音频以及其他SIMD传统元素处理。
　　三、处理器并非唯一的性能体现
　　宽带路由器的处理器只是宽带路由器的一个部件，特别之处只在于它是最核心的器件。宽带路由器的处理器性能并不能完全反映路由器性能。宽带路由器性能由路由器吞吐量、时延和路由计算能力等指标体现。
　　宽带路由器的处理器用得差路由器性能好不了，但反过来处理器好了路由器性能却不一定好。处理器主频只是处理器的一个性能指标，要知道处理器性能，还必须了解其总线宽度(16位还是32位)、Cache容量和结构、内部总线结构、是单CPU还是多CPU分布式处理、运算模式等等，这些都会极大地影响处理器性能。
　　这颗芯如此重要，但都是外国的，而我国的第一枚通讯领域高端路由交换核心芯片――“华夏网芯”现在也出世了。据悉，“华夏网芯”拥有完全自主，此高新领域没有“中国芯”的历史自此宣告结束。
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