Centaur Technology

Centaur Technology является дизайнерской компанией x86 CPU, основанная в 1995 году и впоследствии являющаяся дочерней компанией VIA Technologies, входящей в состав Formosa Plastics Group, крупнейшего промышленного конгломерата Тайваня. В 2015 году документальный фильм «Восстание кентавра» охватил раннюю историю компании.

Содержание

• 1 История
• 2 Методология проектирования
  • 2.1 VIA C3
  • 2.2 VIA C7
  • 2.3 VIA Nano
  • 2.4 Ядро CNS
  • 2.5 Сравнительный размер кристалла
• 3 См. Также
• 4 Ссылки
• 5 Внешние ссылки

История

Centaur Technologies Inc. была основана в апреле 1995 года Гленном Генри, Терри Парксом, Дариусом Гаскинсом и Элом. 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, предназначенный для достижения высокой производительности.

При финансовой поддержке IDT три различных дизайна Centaur были отправлены под торговым названием WinChip. В сентябре 1999 года Centaur была куплена у IDT тайваньской компанией VIA Technologies. С тех пор было выпущено пять дизайнов под торговым 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 с интегрированным сопроцессором AI», ядро ​​CNS.

Методология проектирования

Чипы Centaur исторически были очень популярны. меньше, чем сопоставимые архитектуры x86 в свое время, поэтому они дешевле в производстве и потребляют меньше энергии. Это сделало их привлекательными на рынке встроенных.

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 были одними 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, Intel SHA extension в 2013 году и RDRAND в 2015 году.

VIA C3

• Поскольку производительность памяти является ограничивающим фактором во многих тестах, процессоры VIA, помимо других улучшений, 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, в которой функции не были принесены в жертву ради экономии места на кристалле. Фактически, большие первичные кеши (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 некоторых распространенных сценариях приложений.
• Конвейер предназначен для обеспечения выполнения за один такт интенсивно используемых форм "регистр-память" и "память-регистр" инструкций x86. Для нескольких 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 утверждают, что меньший набор инструкций, лучше оптимизированный, может предоставить более высокая общая производительность процессора. Дизайн C3 нельзя рассматривать как чистый RISC-дизайн, потому что он принимает набор инструкций x86, который является дизайном CISC.
• Помимо x86, эти процессоры поддерживают недокументированную альтернативную инструкцию Установите.

VIA C7

• VIA C7 Esther (C5J) в качестве эволюционного шага после VIA C3 Nehemiah + (C5P), в котором Centaur последовал своему традиционному подходу балансирования производительности и ограниченного бюджета 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 очереди, если оно поддерживается эффективным "внешним интерфейсом", т. Е. механизмы предварительной выборки, кеширования и прогнозирования переходов.
• В случае VIA C7 группа разработчиков сосредоточилась на дальнейшей оптимизации "внешнего интерфейса" чипа, то есть размера кеша, ассоциативности и пропускной способности, а также система предварительной загрузки. 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, так как тактовая частота не имеет термических ограничений.

VIA Nano

• VIA Nano Isaiah (CN) - это комбинация ряда новинок от Centaur, включая их первый суперскалярный процессор вне очереди и их первый 64-битный процессор.
• При разработке VIA Nano основное внимание уделялось радикальному повышению производительности в соотношении производительность на ватт при сохранении аналогичного TDP с ядром VIA C7.

CNS

Centaur анонсировал новый процессор x86-64 "CNS" с поддержкой AVX-512 и интегрированным сопроцессором AI в конце 2019 года.

Сравнительный размер кристалла

ПРИМЕЧАНИЕ: даже сердечник 180 нм Duron Morgan (106 мм²) с всего лишь 64 К вторичной обмоткой размер кэша, если его уменьшить до 130 нм, все равно имел бы размер 76 мм². Ядро VIA x86 меньше 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 процессу 90 нм.

См. Также

• Чжаосинь

Ссылки

Внешние ссылки

• Домашняя страница
• Rise of the Centaur (2015) - Документальный фильм