不斷提高運(yùn)算速度和降低能耗，這是讓古老的x86架構(gòu)延續(xù)的永恒動(dòng)力，也是對(duì)現(xiàn)代處理器設(shè)計(jì)帶來(lái)的全新挑戰(zhàn)。

直到今天，x86系統(tǒng)設(shè)計(jì)者們面臨的主要挑戰(zhàn)仍然和過(guò)去一樣，那就是要在當(dāng)前的制造技術(shù)條件下將更多晶體管塞進(jìn)更小的空間，而且要盡力減少能耗。企業(yè)級(jí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)師們發(fā)現(xiàn)，對(duì)于大數(shù)據(jù)處理、普通私有云、高性能計(jì)算或Web服務(wù)相關(guān)的計(jì)算任務(wù)而言，單處理器并不是正確的選擇。相反，對(duì)特定任務(wù)使用專(zhuān)門(mén)的處理器設(shè)計(jì)方案可以提供卓越的計(jì)算性能——而且能耗只相當(dāng)于傳統(tǒng)x86處理器能耗的一小部分。

這并不是什么新概念。從打印機(jī)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，到各種工業(yè)系統(tǒng)，專(zhuān)用、指令集簡(jiǎn)單的處理器在x86普及之前就已經(jīng)十分普遍了。最近智能手機(jī)和平板電腦的流行也證實(shí)了，處理器在極低的能耗下也能擁有強(qiáng)大的處理性能。這些設(shè)計(jì)理念為未來(lái)企業(yè)處理器提供了全新和令人興奮的指導(dǎo)方向，并向設(shè)計(jì)師們提供了用于替代下一代數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)處理器的多種選擇。

專(zhuān)用化的x86處理器

留意新出現(xiàn)的為特定目的定制的專(zhuān)用處理器，旨在滿(mǎn)足特定設(shè)備類(lèi)型的獨(dú)特的計(jì)算需求，同時(shí)保持與x86指令集的兼容性。這一思路的一個(gè)典型例子是英特爾的Atom系列處理器。最初的Atom型號(hào)只針對(duì)移動(dòng)設(shè)備和平板電腦應(yīng)用，但第二代Atom的各種變形則已經(jīng)可以支持多種企業(yè)級(jí)任務(wù)。

例如，Atom Avoton定位于微服務(wù)器——新興的、易于安裝和維護(hù)的低功耗、可擴(kuò)展計(jì)算裝置。一套微服務(wù)器可能包括操作系統(tǒng)、硬件和由系統(tǒng)供應(yīng)商預(yù)裝的應(yīng)用程序，用于輕量任務(wù)處理（例如HTML網(wǎng)頁(yè)服務(wù)，或處理大數(shù)據(jù)分析中的分支任務(wù)。）Avoton處理器最值得企業(yè)關(guān)注的原因是，它為低功耗的Atom核心增加了64-bit支持，還有適合高吞吐量的太網(wǎng)控制器和虛擬化功能。Avoton芯片也將使用新的22納米制造工藝，新工藝允許晶體管立體堆疊而不再僅僅是平面分布。這帶來(lái)了更低的能耗需求和更短的晶體管間布線(xiàn)，獲得更佳的性能。

另一個(gè)例子是Atom S12x9系列，提供多達(dá)40個(gè)PCI Express（PCIe）通道供處理器和I/O設(shè)備（例如磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器）使用。這些Atom也集成硬件RAID加速和Native Dual-Casting功能，后者允許同時(shí)進(jìn)行從一個(gè)位置讀取和寫(xiě)入兩個(gè)位置的數(shù)據(jù)操作——適合用于數(shù)據(jù)保護(hù)的技術(shù)，如內(nèi)存鏡像。這些強(qiáng)調(diào)I/O支持和數(shù)據(jù)保護(hù)的特點(diǎn)使Atom S12x9家族適用于存儲(chǔ)子系統(tǒng)，例如存儲(chǔ)服務(wù)器。

再有就是Atom Rangeley處理器，定位于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，如路由器、交換機(jī)和安全設(shè)備。它的專(zhuān)長(zhǎng)是處理信流量密集的工作負(fù)載，其加密引擎支持128-、192-和256-bit AES，3DES，DES和 Kasumi密碼，以及類(lèi)似的認(rèn)證、公共密鑰加密和隨機(jī)數(shù)生成功能。

針對(duì)特定目的專(zhuān)用處理器通常采用系統(tǒng)級(jí)芯片（SoC）方案，將一臺(tái)完整的計(jì)算機(jī)所需的幾乎所有必要組件封裝到單個(gè)芯片內(nèi)部。例如，Avoton和Rangeley處理器預(yù)計(jì)會(huì)集成雙通道雙倍數(shù)據(jù)速率第3版（DDR3）內(nèi)存控制器，最高支持64GB的糾錯(cuò)碼（ECC）內(nèi)存以及一些PCIe控制器、SATA控制器、千兆以太網(wǎng)控制器、USB和其他傳統(tǒng)I/O（例如SMBus和UART）控制器。SoC集成減少了系統(tǒng)整體所需的芯片數(shù)量，降低了成本，并由于縮短了處理器芯片和其他功能模塊之間的連接距離而提高了性能。

盡管上述Atom變種還沒(méi)有集成顯卡，已經(jīng)有越來(lái)越多其它的現(xiàn)代SoC設(shè)計(jì)方案集成了圖形處理單元（GPU）來(lái)協(xié)助可視化相關(guān)的任務(wù)。一個(gè)很好的用途可能包括必須提供更復(fù)雜的渲染、圖像或視頻類(lèi)實(shí)時(shí)媒體功能的桌面虛擬化（VDI）服務(wù)器，如果沒(méi)有顯卡的輔助，這些功能會(huì)將傳統(tǒng)的處理器拖垮。GPU功能也會(huì)出現(xiàn)在主流的x86服務(wù)器處理器中，例如最新的英特爾至強(qiáng)E3和AMD的新款皓龍X系列處理器。