Centaur Technology - компания по разработке процессоров x86, основанная в 1995 году и впоследствии полностью принадлежащая VIA Technologies , входящей в Formosa Plastics Group , крупнейшего промышленного конгломерата Тайваня . В 2015 году документальный фильм « Восстание кентавра» охватил раннюю историю компании.
История
Centaur Technologies Inc. была основана в апреле 1995 года Гленном Генри , Терри Парксом, Дариусом Гаскинсом и Аль Сато. Финансирование поступило от Integrated Device Technology , Inc (IDT). Бизнес-цель заключалась в разработке совместимых процессоров x86 , которые были бы намного дешевле, чем процессоры Intel , и потребляли бы гораздо меньше энергии.
В плане было два основных элемента. Во-первых, уникальный дизайн, разработанный с нуля, ядра процессора x86, оптимизированный иначе, чем ядра Intel. Во-вторых, уникальный управленческий подход, призванный достичь высокой производительности.
При финансовой поддержке IDT три различных дизайна Centaur поставлялись под маркетинговым названием WinChip . В сентябре 1999 года Centaur была куплена у IDT тайваньской компанией VIA Technologies . С тех пор было выпущено пять дизайнов с маркетинговым названием VIA C3 , а также большое количество дизайнов для процессора VIA C7 и их последнего 64-битного процессора, VIA Nano .
Дизайн VIA Nano был дополнительно доработан и улучшен в чипах, производимых Zhaoxin ( совместное предприятие VIA ).
В конце 2019 года Centaur анонсировал «первую в мире высокопроизводительную SoC x86 со встроенным сопроцессором AI», ядром CNS. [1]
Методология проектирования
Чипы Centaur исторически были намного меньше, чем сопоставимые конструкции x86 в то время, и поэтому они дешевле в производстве и потребляют меньше энергии [ необходима цитата ] . Это сделало их привлекательными на рынке встраиваемых систем .
Философия дизайна Centaur всегда была сосредоточена на «достаточной» производительности для задач, которые требует его целевой рынок. Некоторые дизайнерские компромиссы, сделанные командой дизайнеров, противоречат общепринятым представлениям.
Centaur / VIA была одной из первых, кто разработал процессоры с аппаратным ускорением шифрования в форме VIA PadLock , начиная с версии VIA C7 2004 года. Intel и AMD последовали за AES-NI в 2008 году, расширениями Intel SHA в 2013 году и RDRAND в 2015 году.
ЧЕРЕЗ C3
- Поскольку производительность памяти является ограничивающим фактором во многих тестах, процессоры VIA , среди прочего, реализуют большие первичные кэши , большие TLB и агрессивную предварительную выборку . Хотя эти функции не являются уникальными для VIA, оптимизация доступа к памяти - это одна из областей, где функции не были принесены в жертву ради экономии места на кристалле. Фактически, большие первичные тайники (128 КБ) всегда были отличительной чертой проектов Centaur.
- Как правило, тактовая частота предпочтительнее увеличения количества команд за цикл. Сложные функции, такие как выполнение инструкций вне очереди, намеренно не реализованы, поскольку они влияют на возможность увеличения тактовой частоты, требуют много дополнительного места на кристалле и мощности и мало влияют на производительность в нескольких распространенных сценариях приложений.
- Конвейер устроен так, чтобы обеспечить выполнение за один такт часто используемых форм "регистр-память" и "память-регистр" инструкций x86. Для некоторых часто используемых инструкций требуется меньше тактов, чем на других процессорах x86.
- Редко используемые инструкции x86 реализованы в микрокоде и эмулируются как комбинации других инструкций x86. Это экономит место на кристалле и способствует низкому энергопотреблению. Воздействие на большинство сценариев реальных приложений минимально.
- Эти принципы проектирования являются производными от первоначальных сторонников RISC , которые утверждали, что меньший набор инструкций, лучше оптимизированный, может обеспечить более высокую общую производительность ЦП. Дизайн C3 нельзя рассматривать как чистый RISC-дизайн, потому что он принимает набор инструкций x86, который является дизайном CISC .
- Помимо x86, эти процессоры поддерживают недокументированный альтернативный набор команд .
VIA C7
- VIA C7 Esther (C5J) в качестве эволюционного шага после VIA C3 Nehemiah + (C5P), в котором Centaur следовала своему традиционному подходу балансирования производительности с ограниченным бюджетом транзисторов / мощности.
- Краеугольным камнем философии проектирования микросхем серии VIA C3 было то, что даже относительно простое упорядоченное скалярное ядро может обеспечить разумную производительность по сравнению со сложным суперскалярным ядром вне порядка, если оно поддерживается эффективным «внешним интерфейсом», то есть предварительной выборкой. , механизмы предсказания кэша и переходов.
- В случае VIA C7 группа разработчиков сосредоточилась на дальнейшей оптимизации "внешнего интерфейса" чипа, то есть размера кэша, ассоциативности и пропускной способности, а также системы предварительной выборки. [2] В то же время, похоже, не было внесено никаких существенных изменений в исполнительное ядро («внутреннюю часть») чипа.
- VIA C7 успешно сокращает разрыв в производительности с чипами AMD / Intel, поскольку тактовая частота не ограничена термически.
ВИА Нано
- VIA Nano Isaiah (CN) - это комбинация ряда новинок от Centaur, включая их первый суперскалярный ЦП с нарушением порядка и их первый 64-разрядный ЦП.
- При разработке VIA Nano основное внимание уделялось радикальному повышению производительности в соотношении производительность на ватт при сохранении TDP, аналогичного VIA C7.
Ядро ЦНС
Centaur анонсировал новый процессор x86-64 "CNS" с поддержкой AVX-512 и интегрированным сопроцессором AI в конце 2019 года [1].
Сравнительный размер кристалла
Процессор | Вторичный кеш (k) | Размер кристалла 130 нм (мм²) | Размер кристалла 90 нм (мм²) | Размер кристалла 65 нм (мм²) |
---|---|---|---|---|
VIA Nano 1000/2000 | 1024 | N / A | N / A | 63,3 |
ЧЕРЕЗ C3 / ЧЕРЕЗ C7 | 64/128 | 52 | 30 | N / A |
Athlon XP | 256 | 84 | N / A | N / A |
Athlon 64 | 512 | 144 | 84 | 77 |
Pentium M | 2048 | N / A | 84 | N / A |
P4 Northwood | 512 | 146 | N / A | N / A |
P4 Прескотт | 1024 | N / A | 110 | N / A |
ПРИМЕЧАНИЕ. Даже 180-нм ядро Duron Morgan (106 мм²) с всего лишь 64 КБ вторичной кэш-памяти при уменьшении до 130-нм техпроцесса по-прежнему будет иметь размер кристалла 76 мм². Ядро VIA x86 меньше по размеру и дешевле в производстве. Как видно из этой таблицы, почти четыре ядра C7 могут быть изготовлены в той же области, что и одно ядро P4 Prescott по 90-нм техпроцессу.
Смотрите также
Рекомендации
- ^ a b «Centaur представляет новое ядро серверного класса x86: CNS; добавляет AVX-512» . WikiChip Fuse . 9 декабря 2019.
- ^ Беседин Дмитрий. «Подробный анализ платформы в анализаторе памяти RightMark. Часть 12: Процессоры VIA C7 / C7-M» . Pricenfees.com. Архивировано из оригинала на 2017-02-02 . Проверено 12 марта 2007 .