一，以固件或器件为发展主线的大规模集成电路的研究和发展
1）CPU的发展趋势
摩尔定律让我们可以预料到未来CPU发展的大致情况。毫无疑问，高性能、低能耗、高速度和低成本是未来的发展方向。
随着Intel Itanium的发布，个人PC市场处理器也将向64位过渡。64位CPU能够处理64位的数据和64位的地址，能够提供更高的计算精确度和更大的存储器寻址范围。科学家们预计五年之后，64位处理器将会相当成熟，并占据绝部分市场。
2）存储器发展趋势
存储器芯片市场发展趋势有两大阵营：RDRAM(RAMBUS)和DDR与PC133。无论哪种产品，若想在市场获得成功，除了技术外最关键的是能否获得产业链中芯片组、OEM厂商和组装电脑厂商大力支持。
RDRAM出货量最多的三星电子公司称，RDRAM的需求量在过去几个月中大幅增加，这种存储器芯片芯片预计将占这家韩国公司DRAM全年产量的10%以上。中国我国台湾省硅统公司2002年7月份推出了R658芯片组，该芯片组支持RDRAM，包括新的1066MHz芯片。但业内最重要的芯片组厂商英特尔于2002年8月证实，该公司将逐渐停止生产支持Rambus公司RDRAM存储器芯片的个人电脑和工作站，取而代之的是DDR和SDRAM存储器芯片。
这标志着Rambus公司和英特尔一度非常密切的伙伴关系走到了尽头。英特尔曾试图将RDRAM存储器芯片作为下一代个人电脑的主流存储器芯片，但未获成功。英特尔公司声称所有的新芯片组将只支持DDR存储器芯片。支持RDRAM存储器芯片的英特尔台式850芯片组将一直延用至2005年，但其后将不会再推出采用RDRAM存储器芯片的新产品。其850系列将在几个月内进行升级，以支持新的1066MHz RDRAM存储器芯片芯片，但不会进一步升级850系列，使其支持1200MHz或1300MHz的RDRAM存储器芯片。
由于采用DDR存储器芯片的两款新的工作站芯片组，即采用Xeon双处理器的Placer芯片组和采用Xeon单处理器的Granite Bay芯片组将在2002年第四季度面市。它们出现之日就是860系列消失之时，因此没有必要升级860系列，使其支持1066MHz的RDRAM。新款Placer芯片组将支持PCI－X和AGP8X，并可升级至支持DDR266，将来可能会支持DDR333。现存的845系列芯片组将在第四季度升级至支持DDR333。
DDR SDRAM由于得到了产业链的支持，将逐渐取代RDRAM成为市场主流。
二，新型计算机体系结构的研究与发展
它主要是在冯·诺依曼式计算机体系结构的基础上研究新型计算机体系结构，包括流水机、向量机、数据流机和并行机等。近几年来，随着数据库理论和应用的成熟，以及人工智能和知识库系统的理论和技术的发展，非数值处理也越来越多，越来越复杂，而冯·诺依曼式计算机在这些方面又显得越来越不适应。因此，人们将面向对象技术引入计算机体系结构的研究，提出了面向对象的体系结构以及面向数据库、知识库机和面向函数式程序设计语言的归约机的体系结构。
1）面向对象的计 算机体系结构
从概念上讲，对象是一个把数据结构和对数据进行操作的过程融合为一体的一个逻辑实体。从计算机的实现角度看，对象是占据一片存储空间的、统一格式的数据结构。各个对象将在程序的运行中动态地建立和消亡。各个对象之间只通过发送或接收消息互相作用。因此，基于面向对象程序设计语言的计算机体系结构应具有高效能的、面向对象的动态存储管理、存储保护和快速匹配、检索对象的机制。同时还应提供实现对象之间高效通信的机制。面向对象程序设计语言具备固有的并行性，因此，基于面向对象程序设计语言的计算机还应当是一个多处理机系统，以便让各个对象或由多个对象组成的模块分别在各自分配到的处理机上执行，提高并行处理的能力。
2）并行处理计算机体系结构的研究
同时执行多个任务或多条指令或同时对多个数据项进行处理的计算机系统。早期的计算机是串行逐位处理的，称为串行计算机。随着计算机技术的发展，现代计算机均具有不同程度的并行性。并行处理计算机主要指以下两种类型的计算机：①能同时执行多条指令或同时处理多个数据项的单中央处理器计算机；②多处理机系统。并行处理计算机的结构特点主要表现在两个方面：①在单处理机内广泛采用各种并行措施；②由单处理机发展成各种不同耦合度的多处理机系统。并行处理的主要目的是提高系统的处理能力。有些类型的并行处理计算机系统（如多处理机系统）还可以提高系统的可靠性。由于器件的发展，并行处理计算机系统具有较好的性能价格比，而且还有进一步提高的趋势。
并行处理计算机的结构特点主要表现在两个方面：①在单处理机内广泛采用各种并行措施；②由单处理机发展成各种不同耦合度的多处理机系统。并行处理的主要目的是提高系统的处理能力。有些类型的并行处理计算机系统（如多处理机系统）还可以提高系统的可靠性。由于器件的发展，并行处理计算机系统具有较好的性能价格比，而且还有进一步提高的趋势。
3）多处理机结构
多处理机是一种系统构造方式，具有多个处理机（由多个指令部件、执行部件分别控制）共享主存或输入输出子系统，在统一操作系统控制下，通过共享主存或高速通信网络进行通信，在硬件、软件各级上相互作用， 来协同求解问题， 实现作业任务级甚至指令级间并行。近年来，许多多处理机系统除了共享主存外，每个处理机都有自己的局部存储器， 甚至输入输出设备， 本身就构成了一台完整的计算机，每台计算机分别受各自独立操作系统控制，机间往往以通道式通信线路进行通信，以文件式数据集交互作用实现任务作业级并行，这就是多计算机系统，在以下讨论中将多处理机和多计算机笼统称为多处理机系统。
4）归约机
该机也是基于数据流的计算模型，但执行的操作序列取决于对数据的需求，即需求驱动，而这种需求又来源于函数式语言对表达式的归约，即化简。归约机的体系结构具有以下特点：①采取适合于归约存储结构和存储器结构，设有函数定义存储器和表达式存储器，而不是程序存储器和数据存储器这种组织方式。②归约处理对象是多个运算或函数应用嵌套组合的表达式，处理器根据表达式携带的运算信息来处理表达式中的数据。因此，处理的数据和操作的信息合并存储，而不是数据按地址存储，且数据中不含运算信息。③设有相应部件来跟踪指示表达式归约顺序和路径，而不是采用指令计数器。④具有大容量的物理存储器并采用有大的虚拟存储容量的虚拟存储器系统，具备高效的动态存储分配和管理的软硬件支持，满足归约机对动态存储分配及所需存储空间较大的要求。归约机典型的体系结构由函数定义存储器、处理器、踪迹指示器、表达式存储器组成。归约机中有代表性的为美国 DAPS 系统，Readflow系统和TTDA系统，英国的ALICE系统、GRIP系统和Flagship系统等等
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