第一四一章 最終方案

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，超長的流水面臨執行效率的低下。

這也是奔四時代，同主頻的tel奔騰四處理器，往往被和其頻率相似的ad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pu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，一是提高制程，二是提高技術。

制程上，華芯科技沒得選擇，只有在技術上想辦法。

王岸然的解決辦法是，首先在pu的指令集上，大量采用ris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，而大部分復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pu的流水設計為1級，設計頻率為200h，自然也存在流水線執行效率不足的缺陷。

這款pu的原本設計的技術指標，浮點，整數等計算，已經不弱于世面上奔騰處理器。

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，st超線程技術沒有給pu帶來顯著的性能提升。

花費10數目的晶體管搭建，只帶來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pu設計，受限于晶體管的數目，本身的閑置資源也是有限。

那問題來了，這10的晶體管加到哪里。

這對于王岸然這樣的大師來說，根本不是什么問題，提升pu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ad運用成熟的tage分支預測算法加入到新款pu當中。

分支預測的目標就是，在pu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。

那么問題來了，若是猜錯了怎么辦？

猜錯了解決的方法很簡單，那就是再猜，一直到猜對為止。

但帶來的后果是很明顯的，進程停滯，pu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pu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pu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？

三天之后，付炎從懷疑轉為肯定和驚嘆。

從指令集，到pu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pu設計的大任？

而付炎在這里，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，這可是他借鑒別人的成果，沒什么值得夸耀的，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。

相比于原版的，在華芯科技集成的pu分支預測算法只能算是閹割版的，這沒辦法，原版的算法要完整實現，300萬晶體管都不夠。

而王岸然的低調在付炎眼中，成了深不可測的意味，在讓他高傲的自尊心受到打擊的同時，也讓他沉下心來，繼續做完下面的事。

“付教授，想讓分支預測有更好的施展空間，對分支預測表的寬度，以及預讀取的數據容量有更高的要求，在pu緩存之下，有必要再設計一道二級緩存。”

付炎搖搖頭，說道：“好是好，但技術上行不通，二級緩存需要總線另外分配帶寬，事必影響pu與內存之間的通信。

再加上sra高速緩存不光成本高昂，所占的芯片面積也將是個問題，我們將沒有足夠的晶體管來實現其他的功能。”

王岸然搖搖頭，越是高精的人才越容易被常規思維限制住想象。

tel是行業霸主不錯，但也犯過在奔騰三時代，為了不讓規模巨大的sra緩存占用有限的pu核心面積，“創造性”的將pu二級緩存集成到pu核心外面，造成pu二級緩存只能以半速運行。

結果就是pu運行效率低下，性能孱弱，面對ad同期的k6架構pu，落于下風。

“付教授，我們可以給l2緩存單獨設計一套總線通訊總線，只不過需要2左右的晶體管。”

“重新設計一套總線？”

王岸然點點頭，繼續說道：“二級緩存沒必要用sra高速緩存，edra高速緩存也可以，加上12kb的l2緩存，性能值得期待。”

付炎很驚訝，老板的思維真是天馬行空，不拘一格，不過他還是把疑問提出來。

要知道當今所有的芯片設計，還沒有把edra作為pu高速緩存的案例，華芯科技第一款pu，有必要做第一個吃螃蟹的公司嗎？

“王總，這，edra真的可以嗎？”

當然可以了，這個時代雖然沒試過，但在9102年，edra高速緩存已經是非常成熟的技術。

王岸然很肯定的點點頭，“不試試，你怎么知道不可以……”

自己一開始就搞eda設計軟件，無疑是走對了最重要的一步，pu設計在eda軟件的幫助下，很多疑難問題都變的簡單。

比如說，使用eda軟件，設計師不需要知道，在底層上晶體管是如何進行邏輯處理，他只需要將已有的邏輯門組成邏輯單元，再將這些單元設計成更大規模的計算單元。

這無疑大大降低了設計的門檻和設計的難度。

而底層工程師的作用，就是面對這些抽象邏輯門和邏輯單元，尋求更簡便的晶體管和電器元件，將它們在物理層面上顯示出來。

這就像流水線，原來是作坊式設計，現在設計了兩個流水，一個是設計pu，一個是設計電路。

在9102年，這個流水線還將深化成數十個設計門類，同樣eda軟件的專業化類別也將提升。

華芯科技現在正往這個方向發展。

經過重新設計的pu在eda模擬測試中表現優良，比起200h加上單純的超線程技術的性能，提升了37。

晶體管數目提升了16。

可以接受的范圍。

付教授指著測試結果說道：“王總，真沒想到，加上l2緩存和分支預測，pu性能竟然有這般提升，同頻率下有近50性能優勢。”

王岸然說道：“就是不能上到200h，有些遺憾啊。”

pu頻率受到總線以及l2緩存的影響，200h的頻率下發熱將無法控制，但166h下，加上良好的散熱應該是可以的，這還要看流片生產出來之后，具體的測試情況才能知道。

但即便如此，比起世面上最新款色奔騰56，133h的頻率，還是有很大的超越。

看來，完全可以把tel摁在地上摩擦……

一個月后，王岸然重新回到公眾的視線，對于華芯科技的pu計劃，王岸然已經有了決定。

克拉克在第一時間聯系到王岸然，在王岸然辦公室，克拉克表示了他的憂慮。

“王總，是否可以明確的告訴我，華芯科技已經決定進入pu領域。”

王岸然點點頭。

克拉克嘆了一口氣說道：“真是個令人失望的消息，王先生是想著拿投資人的錢試水陌生的項目嗎？我對貴公司的pu項目表示遺憾，這注定是不會成功的。”

王岸然饒有興致的說道：“克拉克先生，為什么這么說呢？”

克拉克連解釋都不想解釋，三歲小孩都能看出的道理，你王總能看不明白！

pu如果真的這么好搞，為什么世界上只有tel，ad，全美達，ib等區區數家？

“王總，如果貴公司執意進入pu行業的話，高盛可能對貴公司今后的發展表示懷疑，這將對華芯科技的估值有重大影響。”

王岸然喝了一口水，淡定的說道：“克拉克先生，萬一華芯科技成功了呢！”

大國芯工 第一四一章 最終方案