Так что команда начала работу над новым по-настоящему мобильным чипом Intel практически в состоянии депрессии. Поначалу инженеры решили взять в качестве основы архитектуру Pentium 4, но она не была подходящей для мобильного процессора. Очень длинный конвейер хорошо подходил для высоких частот, но вряд ли он рассчитывался с учетом 24 Вт потребляемой мощности. Часть функций была взята от Pentium 4, но мы не можем сказать, что архитектура Netburst легла в основу Banias. На архитектуру нового процессора очень сильно повлиял опыт работы команды над Timna. Некоторые называют Banias Pentium III с шиной Pentium 4, но вряд ли это является правильным. Banias имеет очень интересную микропроцессорную архитектуру.

Архитектура Banias

Вообще говорить об архитектуре Banias очень тяжело - Intel всячески пытается ограничить распространение информации, предпочитая даже не патентовать в открытую технологии Banias - существует опасность получения технологии конкурентами через обмен патентами. Поэтому мы довольно кратко пробежимся по основным моментам.

Семья Centrino в сборе: чипсет, процессор, беспроводная карта.

Конвейер

У Banias конвейер длиннее Pentium III, но короче Pentium 4. Причина очевидна: архитектура Pentium III смогла достичь 1,2 ГГц на 0,13 мкм техпроцессе, однако Banias определенно нужна более высокая тактовая частота. А Pentium 4 имеет слишком длинный конвейер для мобильного процессора. В итоге, длина конвейера Banias находится от 10 до 20 ступеней. Точное число ступеней, а также их предназначение неизвестно.

Удлинение конвейера по сравнению с Pentium III заставило разработчиков применить какую-либо схему защиты от неправильных предсказаний ветвления. Ведь чем длиннее конвейер, тем больше становится ущерб от подобных ошибок. В Pentium 4 для уменьшения негативного эффекта ошибок используется кэш с отслеживаниями. Однако подобный кэш занимает большое число транзисторов и потребляет большую мощность. Поэтому разработчики отказались от использования кэша с отслеживаниями в Banias. Им пришлось искать другие способы для улучшения "угадывания" ветвлений. Поэтому Banias обладает намного более эффективным модулем предсказаний ветвлений по сравнению с Pentium III - число ошибок ветвления было уменьшено на 20%.

Что интересно, Banias имеет более высокое значение IPC (число инструкций за такт), чем Pentium III. И это при более длинном конвейере.

Архитектура Banias, продолжение

Слияние микроопераций

Идея здесь заключается в соединении нескольких декодированных инструкций (микроопераций) вместе перед отсылкой их по конвейеру на исполнительные устройства. В результате конвейер не будет использоваться до тех пор, пока не накопится достаточное число микроинструкций. Следовательно, повышается общая эффективность конвейера. Негативный момент - увеличение задержек, но вряд ли он столь существенен.

Выделенный диспетчер стека

Здесь мы не обладаем достаточной информацией.

Исполнительные модули

Раскладка исполнительных модулей Banias аналогична Pentium III. Banias имеет не больше пяти исполнительных портов, что значительно меньше Pentium 4. Подобный подход позволяет экономить энергию, но не позволяет реализовать HyperThreading - процессору для этого просто не хватит исполнительных ресурсов. Короткий конвейер, синтез микроопераций и относительно "узкая" архитектура снижают эффективность реализации HyperThreading.
 

Copyright @ by Lehach, 2009