最初，每個計算機的中央處理單元（或稱為 CPU）都是惟一的。每個 CPU 都有自己的指令集，且與其他 CPU 的指令集不兼容。這種情況的變化要回溯到 1964 年引入 IBM S/360 產品線的電子管年代：突然之間，我們不需要每次新買一臺計算機時都丟棄原來的代碼并重新設計代碼了?，F在的 IBM 大型機依然保持著對 1962 年這種革命性的指令集的向后兼容性。IBM 其他的 CPU 產品線也保持著相同的兼容性。

從用戶模式來看，PowerPC? 系列處理器對應用提供了完全的兼容性：從最底層的自動交通指示燈到功能強大的 Apple Xserve G5。另外，PowerPC 微處理器還與 IBM 的其他 RISC 處理器產品線 POWER? 和 Star 共用一大組通用指令集，這樣就使得這三條產品線保持著“近似”的兼容性。在很多情況中，這等價于二進制兼容；在有些情況中，則意味著需要進行簡單的重編譯；不論如何，這都意味著程序移植已經是小菜一碟了。

IBM 的四條處理器產品線 —— POWER 體系結構，PowerPC 系列的處理器，Star 系列，以及 IBM 大型機上所采用的芯片 —— 都有一個共同的祖先：IBM 801。

CPU 的族譜
IBM 801 的目標是解決 20 世紀 70 年代很多計算機面臨的相同問題：電話呼叫的轉換。設計小組的目標是在每個時鐘周期內完成一條指令，從而每分鐘可以處理 300 個電話。

當時的大部分計算機，例如 IBM S/360 大型機，都有復雜的冗余指令集，我們今天稱之為 CISC（復雜指令集計算機）。計算機的趨勢是日益小型化，而 1947 年開始的晶體管的變革更加加劇了這一趨勢的變化。隨著集成電路越來越小，設計人員可以利用更多的空間在芯片中實現更多指令。到 20 世紀 70 年代，芯片的復雜度已經發展到芯片可以實現非常不可思議的事情（例如日益復雜的數字鐘表）。但是另外一個事實是芯片執行指令時需要更多的機器時間，這使得 801 項目組無法實現自己的性能指標。

IBM 的 John Cocke 在實現復雜性領域并不是生手，他早就從事于 IBM Stretch 計算機的研究，IBM Stretch 計算機是 IBM 704 大型機的一個競爭對手，它的繼承者是 ACS （高級計算機系統）；而 704 的繼承者是 S/360，二者也是競爭對手。

他對指令集進行了拆分，并設計了一臺只有當時同類計算機一半電路的機器，但是其運行速度卻是同類計算機的兩倍?？焖俚暮诵暮透俚碾娐穾淼牟粌H僅是性能的提升，而且功耗也更少（這對于現在的很多用戶來說都是最重要的一個問題），成本也更低。這種體系結構稱為 RISC（精簡指令集計算機）。有些人喜歡稱 RISC 為“load-store”，意思是想強調 RISC 計算機只有 100 多條指令（POWER 體系結構也是如此）。其他的 RISC 計算機并沒有采用一套精簡指令集，而是采用一組精簡過的指令：CISC 的每條復雜指令都被拆分成更小的基本單元，然后再組合起來實現復雜指令的功能。

無論如何，CPU 中的復雜性并沒有簡單地消失，而是轉嫁到編譯器中了。為了更好地實現這種功能，John Cocke 不僅成為編譯器領域的專家，而且在編譯器的優化方面特有專長。他在 RISC 和編譯器優化方面的工作為他贏得了很多榮譽，其中包括 1987 年的圖靈獎。

就 IBM 801 而言，它從來都沒有成為一個電話轉換器。相反，IBM 801 后來成為第一個 RISC 芯片，在很多 IBM 的硬件產品中廣泛采用 —— 曾經有一段時間，它作為一個微控制器和處理器甚至限制了其競爭對手 IBM 大型機的發展。

RISC 體系結構在工作站和嵌入式市場中很快占據了主導地位，John Cocke 之后又轉入其他項目的研究之中。在 20 世紀 80 年代，他有機會在一個后來被命名為“America”的項目中重新提煉 801 的設計，這個項目后來就成為 POWER 系列的芯片。之后的幾年中，他甚至在 PowerPC 體系結構的開發中貢獻了很大的力量。與 801 類似，PowerPC 也被設計成為可以在任何機器上運行的一個通用微處理器，它在從最高端到最低端的機器上都可以運行。

現在，RISC 體系結構是惟一一種最通用的 CPU，它是很多平臺的基礎：從工作站到蜂窩電話，從視頻游戲終端到超級計算機，從交通指示燈到桌面系統，從寬帶調制解調器到自動加油站和防撞系統。甚至 x86 的制造商（他們在相當長的一段時間內都生產 CISC 芯片）也基于 RISC 體系結構研制了他們的第五代和第六代芯片，并將 x86 的操作碼轉換成 RISC 操作，以保持向后兼容。

POWER
POWER 是 Power Optimization With Enhanced RISC 的縮寫，是 IBM 的很多服務器、工作站和超級計算機的主要處理器。POWER 芯片起源于 801 CPU，是第二代 RISC 處理器。POWER 芯片在 1990 年被 RS 或 RISC System/6000 UNIX 工作站（現在稱為 eServer 和 pSeries）采用，POWER 的產品有 POWER1、POWER2、POWER3，現在最高端的是 POWER4。POWER4 處理器是目前單個芯片中性能最好的芯片。

801 的設計非常簡單。但是由于所有的指令都必須在一個時鐘周期內完成，因此其浮點運算和超量計算（并行處理）能力很差。POWER 體系結構就著重于解決這個問題。POWER 芯片采用了 100 多條指令，是非常優秀的一個 RISC 體系結構。

以下對每種 POWER 芯片簡單進行一下介紹；更詳細的內容請參考 參考資料中的鏈接。

Star 系列
RS64 芯片首次于 1998 年面世，在 IBM 內部稱之為 Star 系列，這是因為大部分代碼字節中都包含了單詞“star”或類似的單詞（其中一個比較出名的例外是最初的 RS64，其代號是“Apache”）。

Star 系列芯片源自于對 PowerPC 體系結構的修改，同時還從 POWER 產品線中繼承了很多特點。從一開始起，這些芯片就只針對于一種應用進行優化：商業應用。這種專用化使其在 UNIX 服務器領域幾乎在 10 年的時間中都牢居霸主地位。

RS64 系列將諸如分支預測、浮點處理以及硬件預取之類的問題留給其兄弟 POWER3 芯片來解決，自己則專注于整數運算性能和大型復雜的片上、片外緩存的處理。RS64 系列從面世以來就一直是 64 位的，2000 年在 RS64 IV 中引入了多線程的設計。RS64 可以在一臺機器內擴展到多達 24 個處理器，功耗則只需要每個處理器 15 瓦即可，這一點與其兄弟 POWER 芯片有很大的區別。

這些特性使 RS64 芯片非常適合一些系統，例如聯機事務處理（OLTP）、商業智能、企業資源計劃（ERP）以及其他一些大型的、功能強大的、具有多用戶和多任務而緩存命中率很低的系統，其中包括 Web 服務。RS64 芯片只裝備在 IBM 的 eServer iSeries（RS 系列）和 pSeries（AS 系列）服務器中。

現在，商業計算和科學計算的聚合對處理器的設計提出了一個要求：在一個處理器上解決兩方面的市場需求。因此 Star 系列正被全新設計的 POWER4 芯片所取代。