|
|||
|
|||
Особенности архитектуры Intel NetBurst |
|||
За последний год AMD удалось отнять часть рынка у Intel, благодаря выпуску в августе прошлого года процессора Athlon. Выпуск в июне этого года ядра Thunderbird и процессора Duron позволили укрепить и расширить занятую позицию. Основой успеха AMD, стало то, что K7 архитектура и ее производные, свободны от многочисленных ограничений, которые налагает пятилетняя архитектура P6, на современные процессоры Pentium III. Красота K7 архитектуры состоит в том, что она является масштабируемой, особенно, в случае hi-end рабочих станций и серверов, которые требуют многопроцессорных решений. Да, на сегодняшний день Pentium III и сопровождающая его P6 шина позволяют Intel удерживать свои позиции на рынке, но уже наблюдается определенная потребность в более мощном решении для будущих систем. Прочитав эти слова, Вы могли предположить, что все, время Pentium прошло. Но это не так. На прошедшем весеннем форуме разработчиков, проводимом Intel, компания впервые заговорила об архитектуре Willamette. Однако компания оставалась достаточно молчаливой относительно деталей Willamette до самого последнего времени. И вот, на осеннем форуме, большая часть первого дня была уделена архитектуре Willamette. Intel NetBurst микро архитектура P6 архитектура представленная с Pentium Pro в 1995 была основой для всех процессоров Intel. Pentium II, Celeron, Pentium III и даже самые последние версии Celeron, все имеют в основе архитектуру, которой недавно исполнилось пять лет. Как мы писали ранее, Pentium 4 будет первым IA-32 (32-bit Intel Architecture) процессором, использующим не P6 архитектуру. Сегодня эта архитектура получает название с использованием модной Internet терминологии - Intel NetBurst. NetBurst – это просто название, данное Willamette архитектуре, которую мы уже обсуждали некоторое время назад. В этой статье мы подробнее пройдемся по деталям этой архитектуры. Гипер конвейерная технология Первой особенностью NetBurst архитектуры является то, что Intel называет гипер конвейерной технологией, что является несколько причудливым термином для 20-ти шагового конвейера Pentium 4. Эти 20 шагов или стадий – вдвое длиннее P6 конвейера, которым оснащен Pentium III и в четыре раза длиннее, чем P5 конвейер. Как известно, более длинный конвейер имеет свои «за» и «против». 20-ти шаговый конвейер Pentium 4, позволяет ему работать на более высокой тактовой частоте. По этой причине Pentium 4 будет дебютировать на скорости 1.4ГГц и выше. Прежде, чем восхищаться такой частотой, Вы должны понять, что 20-ти шаговый конвейер Pentium 4 приводит к уменьшению значения IPC (инструкций за такт). Более низкий IPC означает, что процессор становитесь менее производителен за определенный промежуток времени, при сравнении с процессором, имеющим более высоким IPC. Имеется множество путей восполнения низкого IPC. Один из них, наиболее очевидный, заключается в простом увеличении тактовой частоты, что Intel и сделала. Нет сомнения, что на любом современном эталонном тесте 1ГГц Pentium III сравненный с гипотетическим 1ГГц Pentium 4, показал бы значительно больший результат, потому что выполняет больше инструкций за такт, чем Pentium 4. Ко времени когда Pentium 4 появится на прилавках магазинов, самый быстрый Pentium III будет, скорее всего, работать на 1.13ГГц. Современные процессоры пытаются увеличить эффективность конвейеров , предсказывая, ход программы. Это упрощенное объяснение термина предсказания дерева перехода. Когда процессор правильно предсказывает следующую команду, все идет согласно плану, но когда предсказание сделано неверно, цикл обработки должен начаться с начала. Из-за этого процессор с 10 шаговым конвейером имеет несколько меньший штраф за неправильный переход, чем процессор с 20 шаговым конвейером. Для уменьшения недостатков более длинного конвейера, архитектура NetBurst имеет несколько особенностей. Быстрый движок выполнения команд Как мы писали в нашем первом обзоре, АЛУ Pentium 4 работает на удвоенной тактовой частоте. Это означает, что АЛУ 1.4ГГц Pentium 4, работает на 2.8ГГц и у 1.5ГГц Pentium 4 на 3.0ГГц. Мы считаем, что это даст Pentium 4 явное преимущество в производительности в целочисленных операциях, однако после недавнего общения с Intel, кажется, что основная причина удвоенной частоты АЛУ состоит в том, чтобы восполнить более низкий IPC NetBurst архитектуры. Кэш память Pentium 4 Другой особенностью снижения влияния более длинного конвейера является то, что Intel называет Execution Trace Cache. Мы упоминали этот кэш в нашем первом обзоре, но теперь можем более подробно рассказать о его предназначении. В первую очередь давайте посмотрим, что делает Execution Trace Cache: Декодер любого x86 процессора (модуль, который берет выбранные инструкции и декодирует их в форму понятную вычислительным модулям) является одним из самых медленных модулей. Execution Trace Cache действует как посредник между стадией декодирования и первой стадией выполнения. Trace cache по существу кэширует, декодированные micro-ops (инструкции после того, как они были выбраны и декодированы, т.е. полностью готовы к выполнению) так, чтобы вместо прохождение процесса выборки и декодирования при выполнении новой команды, Pentium 4 мог обратиться к trace cache, получить декодированные micro-op и начинать выполнение. Это помогает уменьшать штраф, связанный с неправильно предсказанным переходом в длинном конвейере Pentium 4. Другой особенностью trace cache является, то, что он кэширует micro-ops в предсказанном пути выполнения, означая, что, если Pentium 4 выбрал 3 инструкции из trace cache, они уже представлены в порядке выполнения. Это добавляет некоторый потенциал для неправильного предсказания пути выполнения кэшируемых micro-ops, однако Intel уверена, что это будет компенсироваться новыми алгоритмами предсказания, используемых в Pentium 4. Intel отказалось от обычного метода определения размера кэш памяти, по крайней мере для Execution Trace Cache. Вместо этого они заявили, что trace cache может кэшировать приблизительно 12K micro-ops. В дополнение к Execution Trace Cache, Pentium 4 имеет 8KB L1 Data Cache. Если Вы имеет представление об архитектуре процессоров предыдущего поколения, то наверняка заметите, что это меньше 16KB L1 Data Cache Pentium III. Согласно Intel, эта жертва размера кэш памяти была сделана для достижения лучшего отношения цены и производительности для Pentium 4. Pentium 4 также имеет 256KB L2 кэш, работающий на основной тактовой частоте процессора. Этот кэш имеет большую ширину полосы частот, чем текущий 256KB L2 в Pentium III. Основной причиной является работа на большей тактовой частоте, а также передача данных на каждом такте. В терминах полосы частот, доступной к и от L2 кэш, гипотетический Pentium III работающий на тактовой частоте 1.5ГГц имел бы скорость передачи 24GB/s. Pentium 4 на той же тактовой частоте будет иметь 48GB/s. Кстати пропускная способность кэш L2, это область где Athlon (Thunderbird) показывает недостаток своего 64-bit шины L2 кэш против 256-bit шины Pentium III/4. Также как и в Pentium III, L1 в Pentium 4 (включая Execution Trace Cache) будет дублирован в L2 кэше. Чипсет и шина для Pentium 4 Переход на 133МГц FSB помогло Pentium III остаться конкурентно способным с Athlon, как мы видели в наших последних испытаниях, но чтобы обработать будущие приложения, имеется потребность в большей ширине полосы частот системы. Эта задача решается путем учетверения шины, которая будет основой для всех транзакций в Pentium 4. Учетверение 100МГц FSB, означает, что мы получим эквивалент 400МГц шины (3.2GB/s). Это даст Intel, впервые с момента выпуска Athlon и его 200МГц EV6 шины, преимущество перед AMD в термине доступной ширины полосы частот. Также помните, что, хотя EV6 шина AMD легко масштабируется до 400МГц, компания сейчас не видит потребности в таком увеличении. Как мы уже говорили, Pentium 4 будет работать на наступающем чипсете Intel Tehama, который известен как i850. Этот чипсет не будет предлагать никаких существенных расширений интеловской хабовой архитектуры. В значительной степени он будет однопроцессорной версией i840 чипсета с поддержкой шины Pentium 4. Поскольку это чипсет имеет корни в i840 чипсете, он будет поддерживать двухканальные RDRAM модули памяти. К сожалению, цены на RDRAM несравнимы с ценами на SDRAM. А объединяя это с фактом, что Вы должны будете установить RDRAM RIMM парами на i850 платах (из-за двух канального RDRAM) мы получаем достаточно высокую цену за систему, только из-за того, что i850 поддерживает только RDRAM. Так как MTH, к счастью уходит, мы не сможем увидеть SDRAM решений для Pentium 4 от Intel до второй половины 2001. Это может сильно повредить началу продаж Pentium 4. В то время как имелось много разговоров о выпуске VIA Pentium 4 чипсета, они вроде бы пока не имеют лицензии. Но из других источников нам стало известно, что у них уже имеются разработки чипсетов для Pentium 4, поддерживающих SDRAM. Шина P4, в отличие от EV6, не «Point-to-Point»
шина, означая, что все процессоры должны
совместно использовать всю ширину
полосы частот. С «Point-to-Point» шиной, хотя
это более сложно в реализации, каждый
процессор подключается к северному
мосту на частоте FSB. Например, 200МГц
для EV6. Чип, SSE2 и температура Intel не рассказала ничего о Pentium 4 SSE2 инструкциях, хотя мы знаем, что игра «Shiny's Sacrifice» воспользуется преимуществом SSE2. Для получения подробной информации о SSE2, рекомендуем обратиться к нашему обзору весеннего форума IDF 2000. 432-пиновый Pentium 4 должен потреблять 52W энергии, при работе на 1.4ГГц. Это меньше 1ГГц Thunderbird. Заключение Большинство наших читателей, конечно же, интересуют реальные цифры производительности нового процессора. Пока мы не можем сказать что-либо утвердительного. Однако нам известны, некоторые результаты тестирования инженерного сэмпла, которые показывают не очень хорошие цифры в сравнении с Athlon и даже с Pentium III. Пока мы не хотим делать никаких выводов. Потому, что считаем, что новая архитектура действительно должна дать Intel возможность занять лидирующие позиции. Источник: http://www.megaplus.ru/
|
|||
|
|||
Copyright © "Internet Zone", info@izcity.com | |||
Копирование и использование данных материалов разрешается только в случае указания на журнал "Internet Zone", как на источник получения информации. При этом во всех ссылках обязательно явное указание адреса вэб-сайта http://www.izcity.com/. При наличии у копируемого материала авторов и источника информации - их также нужно указывать, наряду со ссылкой на нас. |