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第一四一章 最终方案
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intel的奔腾处理器,带来两个技术概念,一个是超标量,允许cpu在一个周期内执行两个指令。

另外一个就是深度流水,就是把一条指令分成多步执行,奔腾处理器的流水深度达到十四级,发展到奔腾四处理器的时候,流水深度已经达到二十多级。

超流水技术在提高性能和主频上,有着显著的作用,但也不是没有缺陷。

其中最大的缺陷就是,超长的流水面临执行效率的低下。

这也是奔四时代,同主频的intel奔腾四处理器,往往被和其频率相似的amd速龙处理器摁在地上摩擦。

而超线程可以完美解决这个问题。

在这个主频至上的年代,华芯科技的cpu想要在市场上打出名头,自然在主频上有所考虑。

而提高主频只有两个办法,一是提高制程,二是提高技术。

制程上,华芯科技没得选择,只有在技术上想办法。

王岸然的解决办法是,首先在cpu的指令集上,大量采用risc精简指令,因为计算机每一条指令都需要额外的晶体管和电器元器件,而大部分复杂指令可以有多个精简指令组合而成,在效率和性能上选择好平衡点。

其次就是选择超流水技术,华芯科技的第一代cpu的流水设计为18级,设计频率为200mhz,自然也存在流水线执行效率不足的缺陷。

这款cpu的原本设计的技术指标,浮点,整数等计算,已经不弱于世面上奔腾处理器。

加上超线程技术,王岸然对模拟的结果很是期待。

不过事实给了他一道响亮的耳光。

eda模拟测试结果显示,smt超线程技术没有给cpu带来显著的性能提升。

花费10%数目的晶体管搭建,只带来10%左右的性能提升,这已经是鸡肋般的存在。

华芯科技没有必要为了这10%的性能提升,爆出如此重要的技术。

王岸然分析原因,应该是十八级仍然没有发掘完ilp流水的潜力,而且这个时代的cpu设计,受限于晶体管的数目,本身的闲置资源也是有限。

那问题来了,这10%的晶体管加到哪里。

这对于王岸然这样的大师来说,根本不是什么问题,提升cpu性能的方法很多,适用这个时代的才是最好的。

最终的解决方案就是,王岸然把amd运用成熟的tage分支预测算法加入到新款cpu当中。

分支预测的目标就是,在cpu处理进程,发生分支时,提前存储在分支目标的缓存区当中。

而分支算法的精髓就是,猜测指令流的路径。

那么问题来了,若是猜错了怎么办?

猜错了解决的方法很简单,那就是再猜,一直到猜对为止。

但带来的后果是很明显的,进程停滞,cpu执行效率低下,用户的体验就是电脑卡顿。

所以,一个优秀的分支预测方法在cpu执行效率上,往往对性能有巨大的提升。

……

付炎是科院培养的研究生,在剑桥大学微电子专业拿的博士学位,还在德州仪器欧洲研究所呆过三年时间。

这是华芯科技花了大代价挖过来海龟人才。

付炎在计算机算法上有很深的造诣,在国内外很多重量级刊物上发表过文章。

原本以为来到华芯科技,也是大材小用了,没想到一进来就进入cpu事业部。

华芯科技竟然有这样的野心?

作为中国人,付炎跟你大多数人一样,有着一颗中国芯梦。

可华芯能做好中国芯吗?

三天之后,付炎从怀疑转为肯定和惊叹。

从指令集,到cpu架构设计,华芯科技有着非同寻常的底蕴。

这还是一家初创公司吗?从开始几十号人,到现在也不足200号人,竟然能撑起cpu设计的大任?

而付炎在这里,也可以发挥出他数学算法的专长。

不过今天他算是见识了,自家这位传奇创始人的手段。

简简单单的变换了预测表更换的策略,再添加了几个预测的策略,整个预测的精准度提升了30%。

王岸然摇摇头,这可是他借鉴别人的成果,没什么值得夸耀的,一个预测表策略的优化,那是集中了数十代处理器技术的发展,数万科技人员智慧的结晶,要知道tage分支预测算法,那是得过四项国际大奖的。

相比于原版的,在华芯科技集成的cpu分支预测算法只能算是阉割版的,这没办法,原版的算法要完整实现,300万晶体管都不够。

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