第一四一章 最终方案（1 / 2）

Intel的奔腾处理器，带来两个技术概念，一个是超标量，允许CPU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Intel奔腾四处理器，往往被和其频率相似的AMD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CPU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CPU的指令集上，大量采用RISC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CPU的流水设计为18级，设计频率为200Mhz，自然也存在流水线执行效率不足的缺陷。

这款CPU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，smt超线程技术没有给CPU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ilp流水的潜力，而且这个时代的CPU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CPU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AMD运用成熟的tage分支预测算法加入到新款CPU当中。

分支预测的目标就是，在CPU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，CPU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CPU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CPU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CPU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CPU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tage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CPU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。