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有趣华宇Intel x86 省电小中心处置器 Tremont 微架构

 

假如大家没有遗忘,Intel x86 处置器微架构目前分红大中心、小中心2 条道路,大中心也就是你我所熟知的 Core、Xeon,小中心则从 Atom 产品线开端发迹,目前延伸至局部 Celeron、Pentium。Intel 近日正式发布小中心新世代微架构 Tremont,采用10 纳米制程填入更多电芯片体。

 

目前 AMD 与 Intel2 家 x86 处置器大战打得正炽热,玩家的眼光都摆在下礼拜 Core i9-9900KS、11 月行将推出的 Ryzen93950X 及第3 代 Ryzen Threadripper,但在 Coffee Lake、Zen2 这类大中心微架构互相争战之际,也别忘了 Intel 还有个小中心微架构产品线,从一开端的 Atom 发迹,到如今局部 Celeron 与 Pentium 处置器,华宇好玩很多颗中心包在一同以至能组成 Xeon。

 

Intel 近日正式发布新一代小中心微架构 Tremont 相关资讯,制程由前一代 Goldmont Plus14 纳米进化成10 纳米,首波产品将是代号 Lakefield SoC 处置器,内含1 个大中心 Sunny Cove 与4 个小中心 Tremont。由于 Sunny Cove 微架构已于日前 Intel 架构日发布诸多细节,往常也轮到 Tremont 揭开面纱。

 

综观 Tremont 微架构,能以“更宽”这类字眼形容,无论前端解码、后端执行单元、记忆体阶级均有一定横向开展,Intel 以至替 Tremont 分支预测局部标注“Core class”字眼,整体开发方向则锁定提升单执行绪效能。另外考量到 Tremont 整合进入5G 网络交流机等市场,因而也要提升单位面积效能,小中心 x86 微架构的初衷──每瓦效能进步幅度也在考量之内。

 

“Core class”分支预测局部,以更多 target array 及更久的历史材料提升预测正确性,精准度已接近大中心微架构。L1 指令快取容量维持32KB、8-way 不变,cache line 为64B,快取单一时脉周期可传输32Byte,并援助8 个 outstanding miss。

 

指令解码区块是有趣的中央,依照更宽的设计逻辑,Tremont 单一时脉周期最高可同步解码6 条 x86 指令,但是内部设计方式却以复制、贴上另外1 个解码器丛集的方式达成,防止较宽的解码器运作能源效率不彰。此外,在请求更低功耗的场所,其中1 组解码器丛集也能关闭,回到前一世代 Goldmont Plus 的3-way。

 

Tremont 微架构执行单元并非采用大中心整数、浮点数/向量兼并的方式,而是持续前代 Goldmont Plus 互相别离的设计方式,但内部途径埠数量更多更宽。整数局部合计有7 个埠,每个埠前端都设有1 个保存站(2 个 AGU 共用1 个保存站),浮点数为3 个埠,2 个 ALU 共用1 个保存站。前端解码成微指令之后,每时脉周期能够有4 个微指令进入重排序缓冲区,每时脉周期也能引退4 个微指令,而该重排序缓冲区共可包容208 个条目。

 

浮点/向量处置单元为两个 ALU 加上一个 store data,其中一个 ALU 援助加法运算,另外一个援助乘法与除法运算,但两者均援助128bit AES,担任乘法与除法的 ALU 也援助单指令 SHA256,更增加了 GFNI(Galois Field New Instruction)指令集援助性(非 AVX 系列,而是以 SSE 延伸指令集方式援助)。

 

记忆体阶级局部,两个 AGU 单一周期援助两个载入、或是两个贮存、或是一个载入加上一个贮存,而单一周期可以从 L1 材料快取(32KB、8-way)分别载入16Byte 至整数与浮点。贮存至 L1 材料快取时,浮点局部仍坚持16Byte,整数局部则为8Byte。L1 指令快取、L1 材料快取之间,共同分享 L2 TLB1024 个条目。

 

Tremont 根本上以四个实体中心为一个设计单位,但实践应用时可依需求删减,L2 快取容量则需单位内的1~4 个实体中心共同分享,可配置容量为1.5~4.5MB,关联性也能够调整为12-way~18-way。Intel 为 Tremont IP 化做好准备,可以再往下援助末级快取 last level cache(inclusive 或是 non-inclusive)。

 

平安性方面获得2 大功用改善,有趣华宇一为可信任执行技术 TXT(Trusted Execution Technology)和 Boot Guard,一为全记忆体加密 Total Memory Encryption。另外 Tremont 估计整合进入5G 边缘网络产品之内,因此新增加速器介面指令援助性。多年前于大中心 Skylake 微架构导入的 Speed Shift 技术,借由硬件直接剖析目前工作状态调整 P-state,往常也导入 Tremont,比作业系统控制反响更快。

 

目前已知代号 Lakefield SoC 处置器将同时吸纳 Sunny Cove 和 Tremont 微架构,Tremont 也将投身5G 网络系统单芯片片,Intel 也预告 Tremont 将会有更多种不同的应用,但目前坚持神秘态势无法公开。

 

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