Khái quát cấu trúc bộ vi xử lí VIA Isaiah
Những tin tức trước kia về VIA khiến cho chúng ta thất vọng . Bộ phận kinh doanh Chipset của họ đã sáp nhập với bộ phận CPU và có thể khiến cho mọi người có thể hiểu rằng Chipset VIA đã kết thúc để chuyển sang cho cấu trúc bộ vi xử lí khác . ự thực VIA sẽ dừng phát triển Chipset cho những bộ vi xử lí của các đối thủ của mình , và bây giờ sự thay đổi đó là chắc chắn . VIA sẽ quay trở lại với CPU và Chipset của mình .
Quay trở lại những năm trước VIA đã mua lại được Cyrix và Centaur , cả hai đều sản xuất những bộ vi xử lí cho Socket 7 . Trong thời gian đó họ đã thiết kế bộ vi xử lí Eden
VIA đã không tham giai vào “cơn bão “ chào hàng những bộ vi xử lí liên tục mới , mà họ tạo ra những bộ vi xử lí có kích thước nhỏ và tiêu thụ ít năng lượng . Những năm trôi qua họ đã cải tiến thiết kế của mình cho cả mục đích cải thiện năng lượng và hiệu suất làm việc . Bộ vi xử lí C7 hiện thời là sản phẩm tiêu thụ dưới 20W và có tốc độ xung nhịp lên tới 2GHz . Những CPU này đã được sử dụng trong những sản phẩm chuyên ngành như máy tính để bàn tiết kiệm năng lượng và dòng Ultra-Mobile .
Bây giờ chúng ta sẽ được thấy kết quả việc lao động cật lực của những kĩ sư khi đưa ra cấu trúc Isaiah mới trong vòng bốn năm nghiên cứu . Nó là sự cải tiến những bộ vi xử lí của VIA trước kia .
Hiệu suất không phải là đầu tiên
VIA đã thực hiện công việc của mình rất tốt trong thị trường tiết kiệm năng lượng , nhưng những sản phẩm của họ lại không phải là những sản phẩm dẫn đầu khi xét về mặt hiệu suất làm việc . Khi đó những kĩ sư tại Centaur đã trực tiếp tạo ra cấu trúc mới và vấn đề năng lượng được đặt lên hàng đầu . VIA biết rằng nếu muốn cạnh tranh với Intel và AMD thì phải cần bộ vi xử lí mới , họ phải cải tiến hiệu suất của CPU để đối đầu với những đối thủ của mình .
Mục đích thứ hai của cấu trúc mới sẽ chứa đựng nhiều công nghệ mới . Mục đích đầu tiên tương thích với 64-bit dựa trên AMD64 . Tiếp theo bao gồm hỗ trợ công nghệ ảo hoá , có thể không thực sự quan trọng hiện nay nhưng lại có tiềm năng trong tương lai . Mục đích khác tiếp theo cải thiện những phép tính dấu phảy đọng và hỗ trợ tập lệnh SSE3 để tăng cường tính cạnh tranh với những bộ vi xử lí khác trên thị trường .
Thiết kế thế hệ tiếp theo
Bộ vi xử lí C7 đã không đạt được vấn đề liên quan tới hiệu suất làm việc nhưng nó thật sự tiết kiệm năng lượng . Thiết kế của C7 có dung lượng bộ nhớ Cache L2 nhỏ . Nọ hạn chế những phép tính liên quan tới dấu phảy động và Multimedia , nhưng hiệu suất tổng thể đủ tốt cho những ứng dụng thông thường và lại đạt mức tiết kiệm năng lượng tốt .
Hiện nay chúng ta đang sống thời đại của âm thanh và Video chất lượng cao , những bộ vi xử lí phái đáp ứng được những nhu cầu như vậy . Những bộ vi xử lí gọi là nhanh đều tập trung xử lí cho những công việc của Game thủ , nhưng với những yêu cầu Multimedia chuyên dụng khác nhau thì thậm trí những bộ vi xử lí đó cũng gặp một số vấn đề trong một số ứng dụng .
Để tiếp cận tới những hiệu suất cần thiết , VIA bắt đầu giới thiệu bộ vi xử lí họ Isaiah . Đó là bộ vi xử lí với cấu trúc hoàn toán mới không hề dựa trên bất kì những bộ vi xử lí trước nào của VIA/Centaur . Sự thay đổi hoàn toàn so với C7 gây nền một ấn tượng sâu sắc và những kĩ sử đã đạt được những kết quả đáng khích lệ .
Isaiah thực sự có thể cạnh tranh được với một bộ phận nào đó của AMD và Intel . Nó được thiết kế kiểu SuperScalar , OOO ( Out Of Order ) với nhiều bộ phận giải mã và thực hiện lệnh đồng thời và đó cũng chính là bước tiến vượt qua những bộ vi xử lí C7 trước kia . Thực tế nhiều phần trong thiết kế của nó có vẻ như nhắc nhở chúng ta nhớ tới Core 2 Duo của Intel , nhưng lại vượt trội so với mức độ tiết kiệm năng lượng .
Isaiah được sản xuất dựa trên công nghệ xử lí 65nm , mặc dù VIA không trực tiếp tự mình sản xuất . Những bộ vi xử lí C7 trước kia do IBM sản xuất dựa trên công nghệ 90nm SOI . Vào thời điểm này VIA quết định bỏ SOI mà chuyển sang công nghệ xử lí rẻ tiền hơn ( gần với công nghệ 65nm nhưng có mức độ tiêu thụ năng lượng tối ưu hơn so với công nghệ 90nm ) . Khi tính đến kích thước của bộ phận linh kiện ( Die ) , VIA không công bố bất kì một số liệu gì , nhưng có vẻ như Isaiah sẽ có kích thước bằng với những lõi C7 trước kia .
Bên trong lõi không tích hợp bộ phận điều khiển bộ nhớ , nhưng vẫn còn sử dụng FSB VIA V4 tới bộ phận điều khiển bộ nhớ trong Chipset . Bộ vi xử lí Isaiah có bộ nhớ Cache L1 và L2 lớn hơn . Bộ nhớ Cache lệnh L1 có dung lượng 64KB và bộ nhớ Cache dữ liệu L1 cũng có 64KB . Bộ nhớ Cache L2 có dung lượng 1MB trong khi đó C7 có 128KB . Bộ vi xử lí mới cũng dùng chức năng lấy trước thông tin ( Prefetch ) trong bộ nhớ để lưu trữ dự liệu từ bộ nhớ chính tới Cache L2 .
VIA đã làm việc việc trong bộ nhớ Cache . Cả hai bộ nhớ Cache L1 và L2 đều là tập hợp 16-way , và chúng là Cache riêng biệt . Riêng biệt có nghĩa là dữ liệu trong Cache L1 không có là bản sao trong L2 . Cache của bộ vi xử lí Intel Core 2 Duo không phải là riêng biệt , bởi vì Cache L2 có dung lượng 2MB là quá lớn nên điều đó không thành vấn đề . Bộ nhớ Cache L1 mỗi lần truy cập là 16-byte , trong khi đó bộ nhớ Cache L2 thì số này là gấp đôi tức là 32-byte . Thực tế đó không phải là giải pháp tới ưu cho việc truyền dữ liệu tổng thể giữa những bộ nhớ Cache , nhưng dù sao hiệu suất cũng là thoả đáng cho những thiết kế của nó .
Sơ đồ khối cấu trúc Isaiah
Lõi sử dụng 03 bộ giải mã ( Decoder ) phức hợp mà có thể thực hiện tất cả lệnh x86 và ngắn nó thành những Micro hoặc vi lệnh ( Macro-Ops ) , phụ thuộc vào Lệnh / giây . Nó cũng có 07 bộ phận thực hiện lệnh ( Execution Unit ) có thể thực hiện những lệnh hoặc những lệnh kết hợp .
Bộ phận thực hiện những lệnh liên quan tới Dấu phảy động ( FPU ) nhìn trong rất ấn tượng , theo như tuyên bố của VIA nói rằng nó là một trong những phần nhanh nhất và có thời gian trễ thấp nhất . Nó có thể làm hai phép cộng và hai phép nhân trong một chu kì , và có tiềm năng vô cùng to lớn tại đây .
Isaiah cũng có bộ phận SSE 128-bit mà hỗ trợ tập lệnh SSE3 . Điều đó tương tự như trong bộ vi xử lí Phenom của AMD và những Chip Core 2 Duo ban đầu của Intel . FPU trong Isaiah không thực sự có thể cạnh tranh được với các bộ vi xử lí của AMD hoặc Intel , nhưng nó lại là bước cảitiến lớn lao so với C7 trước kia .
Bộ phận Dự đoán rẽ nhánh ( Branch Predictor ) của Isaiah
Bộ phận dự đoán rẽ nhánh ( Branch Predictor – BP ) của C7 vô cùng đơn giản , nhưng VIA đã làm thay đổi bộ phận này bên trong Isaiah . Bây giờ nó mạnh hơn và dự đoán rẽ nhánh phức tạp hơn để cải tiến hiệu suất làm việc tổng thể . BP của Isaiah có vẻ như là độc nhất vô nhị và khác với những gì mà Intel và AMD đã làm bên trong bộ vi xử lí của họ . Chúng ta cần nghiên cứu kĩ hơn về chức năng của BP trong Isaiah , nhưng dù sao cũng phải nói rằng nó được thảy đổi nhiều so với C7 .
Sau khi nếu một số đặc điểm khái quát về cấu trúc của Isaiah bây giờ đến lượt tính đến số lượng Transistor . Mỗi Chip có gần 94 triệu Transistor với 1MB Cache L2 . So sánh điều này với 450 triệu Transistor có ở AMD Phenom với 04 lõi và 2MB Cache L3 , chúng ta thấy rằng Isaiah chỉ bằng ¼ kích thước .
Die của Isaiah
VIA không theo đuổi những sản phẩm Dual-Core trong lúc này , nhưng cấu trúc Isaiah có thể điều khiển nhiều hơn một lõi . Cứ cho là cấu trúc cơ sở hạ tầng bên trong đã cho phép tạo ra những sản phẩm Dual-Core , nhưng phải chờ đợi khi có điều kiện kinh tế phù hợp và nhiều điều kiện khác trước khi thực hiện những công việc như vậy .
Hiệu suất tổng thể của Chip Isaiah mới chưa bàn đến , nó còn phải qua nhiều giai đoạn để kiểm tra và cân chỉnh . VIA nói rằng Isaiah nhanh gấp 2 tới 4 lần so với C7 tại cùng tốc độ xung nhịp và có khả năng mức độ tiêu thụ năng lượng lại ngang bằng . Điều này mang lại lợi ích thiết thực nhất trong thiết kế những hệ thống nhỏ và tiêu tốn ít năng lượng .
Chúng ta hãy chờ để xem những sản phẩm Isaiah đầu tiên vào cuối nửa năm 2008 . Hiện tại đã có 40 thiết kế dựa trên sức mạnh của Isaiah của những nhà sản xuất trên thế giới . Nếu sản phẩm này đạt hiệu quả đúng như quảng cáo , nó sẽ cạnh tranh với AMD và Intel trong thị trường tiết kiệm năng lượng . Đối với thị trường tích hợp , thực tế chỉ nó sẽ chỉ cạnh tranh với dòng Silverthorne của Intel . VIA có nhiều thời gian để kiếm được nhiều thị phần trước khi Intel đưa ra sản phẩm tương ứng và thậm trí VIA sẽ có cơ hội là nhà cung cấp CPU x86 chính cho phân đoạn thị trường này .
