第一四一章 最终方案

te的奔腾处理器，带来两个技术概念，一个是超标量，允许pu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te奔腾四处理器，往往被和其频率相似的ad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pu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pu的指令集上，大量采用ris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pu的流水设计为1级，设计频率为200h，自然也存在流水线执行效率不足的缺陷。
        这款pu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，st超线程技术没有给pu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ip流水的潜力，而且这个时代的pu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pu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ad运用成熟的ta分支预测算法加入到新款pu当中。
        分支预测的目标就是，在pu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，pu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pu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pu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pu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pu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ta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pu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。
        而王岸然的低调在付炎眼中，成了深不可测的意味，在让他高傲的自尊心受到打击的同时，也让他沉下心来，继续做完下面的事。
        “付教授，想让分支预测有更好的施展空间，对分支预测表的宽度，以及预读取的数据容量有更高的要求，在pu缓存之下，有必要再设计一道二级缓存。”
        付炎摇摇头，说道：“好是好，但技术上行不通，二级缓存需要总线另外分配带宽，事必影响pu与内存之间的通信。
        再加上sra高速缓存不光成本高昂，所占的芯片面积也将是个问题，我们将没有足够的晶体管来实现其他的功能。”
        王岸然摇摇头，越是高精的人才越容易被常规思维限制住想象。
        te是行业霸主不错，但也犯过在奔腾三时代，为了不让规模巨大的sra缓存占用有限的pu核心面积，“创造性”的将pu二级缓存集成到pu核心外面，造成pu二级缓存只能以半速运行。
        结果就是pu运行效率低下，性能孱弱，面对ad同期的k6架构pu，落于下风。
        “付教授，我们可以给2缓存单独设计一套总线通讯总线，只不过需要2左右的晶体管。”
        “重新设计一套总线”
        王岸然点点头，继续说道：“二级缓存没必要用sra高速缓存，edra高速缓存也可以，加上12kb的2缓存，性能值得期待。”
        付炎很惊讶，老板的思维真是天马行空，不拘一格，不过他还是把疑问提出来。
        要知道当今所有的芯片设计，还没有把edra作为pu高速缓存的案例，华芯科技第一款pu，有必要做第一个吃螃蟹的公司吗
        “王总，这，edra真的可以吗”
        当然可以了，这个时代虽然没试过，但在9102年，edra高速缓存已经是非常成熟的技术。
        王岸然很肯定的点点头，“不试试，你怎么知道不可以”
        自己一开始就搞eda设计软件，无疑是走对了最重要的一步，pu设计在eda软件的帮助下，很多疑难问题都变的简单。
        比如说，使用eda软件，设计师不需要知道，在底层上晶体管是如何进行逻辑处理，他只需要将已有的逻辑门组成逻辑单元，再将这些单元设计成更大规模的计算单元。
        这无疑大大降低了设计的门槛和设计的难度。
        而底层工程师的作用，就是面对这些抽象逻辑门和逻辑单元，寻求更简便的晶体管和电器元件，将它们在物理层面上显示出来。
        这就像流水线，原来是作坊式设计，现在设计了两个流水，一个是设计pu，一个是设计电路。
        在9102年，这个流水线还将深化成数十个设计门类，同样eda软件的专业化类别也将提升。
        华芯科技现在正往这个方向发展。
        经过重新设计的pu在eda模拟测试中表现优良，比起200h加上单纯的超线程技术的性能，提升了37。
        晶体管数目提升了16。
        可以接受的范围。
        付教授指着测试结果说道：“王总，真没想到，加上2缓存和分支预测，pu性能竟然有这般提升，同频率下有近50性能优势。”
        王岸然说道：“就是不能上到200h，有些遗憾啊。”
        pu频率受到总线以及2缓存的影响，200h的频率下发热将无法控制，但166h下，加上良好的散热应该是可以的，这还要看流片生产出来之后，具体的测试情况才能知道。
        但即便如此，比起世面上最新款色奔腾56，133h的频率，还是有很大的超越。
        看来，完全可以把te摁在地上摩擦
        一个月后，王岸然重新回到公众的视线，对于华芯科技的pu计划，王岸然已经有了决定。
        克拉克在第一时间联系到王岸然，在王岸然办公室，克拉克表示了他的忧虑。
        “王总，是否可以明确的告诉我，华芯科技已经决定进入pu领域。”
        王岸然点点头。
        克拉克叹了一口气说道：“真是个令人失望的消息，王先生是想着拿投资人的钱试水陌生的项目吗我对贵公司的pu项目表示遗憾，这注定是不会成功的。”
        王岸然饶有兴致的说道：“克拉克先生，为什么这么说呢”
        克拉克连解释都不想解释，三岁小孩都能看出的道理，你王总能看不明白
        pu如果真的这么好搞，为什么世界上只有te，ad，全美达，ib等区区数家
        “王总，如果贵公司执意进入pu行业的话，高盛可能对贵公司今后的发展表示怀疑，这将对华芯科技的估值有重大影响。”
        王岸然喝了一口水，淡定的说道：“克拉克先生，万一华芯科技成功了呢”


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