Конвейер

Общее

Компания Intel выпустила свой первый суперскалярный процессор с внеочердным выполнением инструкций в 1995 году (Intel Pentium Pro), а компания AMD — в 1996-м (K5). С тех пор все процессоры Intel и AMD были суперскалярными с внеочередным выполнением команд.

Но только не процессор Intel Atom. Intel Atom имеет суперскалярную архитектуру, но без возможности переупорядочения команд.

Intel Atom изначально разрабатывался как недорогой процессор с очень низким энергопотреблением. Наличие логики внеочередного выполнения команд (Out-of-Order) сделало бы процессор Intel Atom, во-первых, более дорогим, во-вторых, существенно увеличило бы его энергопотребление, в-третьих, повысило бы размер кристалла, а в-четвертых, процессор обладал бы избыточной производительностью. В то время, когда разрабатывался процессор Intel Atom, отказ от использования блока Out-of-Order был самым эффективным способом существенно уменьшить энергопотребление процессора, а сверхнизкое энергопотребление и есть главная отличительная черта Intel Atom.

Другая особенность, в Intel Atom, - это 128 битовая внутренняя шина данных (internal datapath). Она была впервые введена на процессорах с микроархитектурой Core (н-р, Core 2 Duo). На предыдущих ЦП шина данных была только 64 бита. Это была проблема для инструкций SSE, т.к. регистры SSE, называемые XXM, 128-разрядные. Поэтому, во время выполнения таких инструкций, такая операция разделялась на две 64-разрядные операции. Таким образом 128 битовая шина данных ускорила обработку соответствующих SSE инструкций. Intel называет эту функцию "Digital Media Boost."

Число транзисторов в ЦП – 47 млн. (из них на ядро, включая оба кэша L1 — 13,8 млн.)

Чип Атома 400-х серий (Pineview). Слева — ядро ЦП, справа — контроллер памяти, в центре — 3D/видеоядро, снизу — видеовыходы, сверху — остальные интерфейсы.

Конвейер

Длина конвейера Atom 16 ступеней, что примерно соответствует Core 2 того же времени.

Это было сделано из-за нескольких причин. Во-первых, это позволило улучшить энергоэффективность. Больше стадий – больше элементов, которые могут располагаться по всему чипу, тем самым распределяя тепло более равномерно.

Во-вторых, увеличение числа элементов увеличивает вероятность их простаивания. А значит, их можно отключать для сохранения энергии.

В-третьих, преимущество удлиненного конвейера в том, что микроархитектура может достичь более высоких тактовых частот. Причина в том, что каждый элемент будет иметь меньше транзисторов, что позволяет легче нагнетать частоту. (Ориг: The reason why is that each unit will have fewer transistors, making it easier to pump clock rate.)

Конвейер микроархитектуры Intel Atom

Поиск по сайту: