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第一四一章 最終方案 (1 / 3)

Intel的奔騰處理器,帶來兩個技術概念,一個是超標量,允許CPU在一個週期內執行兩個指令。

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。

超流水技術在提高效能和主頻上,有著顯著的作用,但也不是沒有缺陷。

其中最大的缺陷就是,超長的流水面臨執行效率的低下。

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。

而超執行緒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。

而提高主頻只有兩個辦法,一是提高製程,二是提高技術。

製程上,華芯科技沒得選擇,只有在技術上想辦法。

王黯然的解決辦法是,首先在CPU的指令集上,大量採用RISC精簡指令,因為計算機每一條指令都需要額外的電晶體和電器元器件,而大部分複雜指令可以有多個精簡指令組合而成,在效率和效能上選擇好平衡點。

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,已經不弱於世面上奔騰處理器。

加上超執行緒技術,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。

&nt超執行緒技術沒有給CPU帶來顯著的效能提升。

花費10%數目的電晶體搭建,只帶來10%左右的效能提升,這已經是雞肋般的存在。

華芯科技沒有必要為了這10%的效能提升,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,受限於電晶體的數目,本身的閒置資源也是有限。

那問題來了,這10%的電晶體加到哪裡。

這對於王岸然這樣的大師來說,根本不是什麼問題,提升CPU效能的方法很多,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分支預測演算法加入到新款CPU當中。

分支預測的目標就是,在CPU處理程序,發生分支時,提前儲存在分支目標的快取區當中。

而分支演算法的精髓就是,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,程序停滯,CPU執行效率低下,使用者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,往往對效能有巨大的提升。

……

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。

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