第一一五章 最終方案(1 / 2)

大國芯工 推土機FFX 6649 字 11個月前

() intel的奔騰處理器,帶來兩個技術概念,一個是超標量,允許cpu在一個周期內執行兩個指令。

另外一個就是深度流水,就是把一條指令分成多步執行,奔騰處理器的流水深度達到十四級,發展到奔騰四處理器的時候,流水深度已經達到二十多級。

超流水技術在提高性能和主頻上,有著顯著的作用,但也不是沒有缺陷。

其中最大的缺陷就是,超長的流水麵臨執行效率的低下。

這也是奔四時代,同主頻的intel奔騰四處理器,往往被和其頻率相似的amd速龍處理器摁在地上摩擦。

而超線程可以完美解決這個問題。

在這個主頻至上的年代,華芯科技的cpu想要在市場上打出名頭,自然在主頻上有所考慮。

而提高主頻隻有兩個辦法,一是提高製程,二是提高技術。

製程上,華芯科技沒得選擇,隻有在技術上想辦法。

王黯然的解決辦法是,首先在cpu的指令集上,大量采用risc精簡指令,因為計算機每一條指令都需要額外的晶體管和電器元器件,而大部分複雜指令可以有多個精簡指令組合而成,在效率和性能上選擇好平衡點。

其次就是選擇超流水技術,華芯科技的第一代cpu的流水設計為18級,設計頻率為200mhz,自然也存在流水線執行效率不足的缺陷。

這款cpu的原本設計的技術指標,浮點,整數等計算,已經不弱於世麵上奔騰處理器。

加上超線程技術,王岸然對模擬的結果很是期待。

不過事實給了他一道響亮的耳光。

eda模擬測試結果顯示,smt超線程技術沒有給cpu帶來顯著的性能提升。

花費10%數目的晶體管搭建,隻帶來10%左右的性能提升,這已經是雞肋般的存在。

華芯科技沒有必要為了這10%的性能提升,爆出如此重要的技術。

王岸然分析原因,應該是十八級仍然沒有發掘完ilp流水的潛力,而且這個時代的cpu設計,受限於晶體管的數目,本身的閒置資源也是有限。

那問題來了,這10%的晶體管加到哪裡。

這對於王岸然這樣的大師來說,根本不是什麼問題,提升cpu性能的方法很多,適用這個時代的才是最好的。

最終的解決方案就是,王岸然把amd運用成熟的tage分支預測算法加入到新款cpu當中。

分支預測的目標就是,在cpu處理進程,發生分支時,提前存儲在分支目標的緩存區當中。

而分支算法的精髓就是,猜測指令流的路徑。

那麼問題來了,若是猜錯了怎麼辦?

猜錯了解決的方法很簡單,那就是再猜,一直到猜對為止。

但帶來的後果是很明顯的,進程停滯,cpu執行效率低下,用戶的體驗就是電腦卡頓。

所以,一個優秀的分支預測方法在cpu執行效率上,往往對性能有巨大的提升。

……

付炎是科院培養的研究生,在劍橋大學微電子專業拿的博士學位,還在德州儀器歐洲研究所呆過三年時間。

這是華芯科技花了大代價挖過來海龜人才。

付炎在計算機算法上有很深的造詣,在國內外很多重量級刊物上發表過文章。

原本以為來到華芯科技,也是大材小用了,沒想到一進來就進入cpu事業部。

華芯科技竟然有這樣的野心?

作為中國人,付炎跟你大多數人一樣,有著一顆中國芯夢。

可華芯能做好中國芯嗎?

三天之後,付炎從懷疑轉為肯定和驚歎。

從指令集,到cpu架構設計,華芯科技有著非同尋常的底蘊。

這還是一家初創公司嗎?從開始幾十號人,到現在也不足200號人,竟然能撐起cpu設計的大任?

而付炎在這裡,也可以發揮出他數學算法的專長。

不過今天他算是見識了,自家這位傳奇創始人的手段。

簡簡單單的變換了預測表更換的策略,再添加了幾個預測的策略,整個預測的精準度提升了30%。

王岸然搖搖頭,這可是他借鑒彆人的成果,沒什麼值得誇耀的,一個預測表策略的優化,那是集中了數十代處理器技術的發展,數萬科技人員智慧的結晶,要知道tage分支預測算法,那是得過四項國際大獎的。

相比於原版的,在華芯科技集成的cpu分支預測算法隻能算是閹割版的,這沒辦法,原版的算法要完整實現,300萬晶體管都不夠。

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