Fall Processor Forum 2004: процессоры завтрашнего дня

Isaiah: новый процессорный пророк от VIA в 64-битных одеждах

Компания VIA Technologies в лице Гленна Генри (Glenn Henry), президента процессорного подразделения Centaur Technology приняла участие с докладами о своих новых разработках сразу в двух форматах - для настольных и встраиваемых систем. Поскольку обе новинки выполнены на базе архитектуры x86, каждая из них заслуживает упоминания в этом материале.

Наиболее интересным был рассказ о новой 64-битной архитектуре ядра Isaiah, получившего кодовое инженерное название CN. Как видите, череда пророков в виде ядер Ezra, Samuel и Nehemiah (Эзра, Самуил, Неемия) продолжается в еще одном - Isaiah (Исайя). Появление нового ядра в кремнии ожидается не ранее первой половины 2006 года, поэтому рассказ о его возможностях был весьма сжат, подробности последуют значительно позже.

Новый чип Isaiah сочетает в себе реально производительную out-of-order суперскалярную 64-битную архитектуру с экономичным дизайном и встроенными аппаратными средствами безопасности. Чип позиционируется не только в качестве процессора для ПК, но как центральный элемент самых разнообразных электронных устройств для работы с цифровым медиа-контентом и поддержкой вывода изображения с разрешением HDTV. Помимо 64-битной архитектуры, суперскалярное ядро Isaiah интересно поддержкой системной шины с высокой тактовой частотой, наличием оптимизированного и наконец-то доведенного до ума 128-битного FPU, поддержкой дополнительных инструкций SSE, увеличенным размером кэша L2. Известная система аппаратной защиты VIA PadLock Hardware Security Suite будет доработана и реализована в ядре Isaiah с улучшенными алгоритмами работы.

64-битная суть нового ядра CN выражена в поддержке расширенного набора инструкций x86 - AMD64 (или, если хотите, EM64T). Взамен шины Pentium 3, унаследованной от "совместимого" дизайна своих предшественников, Isaiah будет поддерживать так называемую "шину Via". Уже точно известно, что ядро CN будет обладать интегрированным контроллером памяти, однако, представители компании наотрез отказались комментировать, какая же память будет поддерживаться.

В кратком рассказе о ядре Isaiah не были упомянуты ни ожидаемые тактовые частоты новых чипов, ни техпроцесс, ни какие-либо более-менее существенные подробности об архитектуре. Ничего пока не известно о длине конвейера нового чипа, хотя, возможно, она останется той же, что у современного чипа Nehamiah с его 17 стадиями. Интересно упомянуть, что VIA также интересуется многоядерными архитектурами чипов, однако, не ставит их во главу угла своей стратегии. Скорее всего, многоядерные процессоры компании будут базироваться на ее стандартных процессорных "производных" в качестве интересного, но необязательного дополнения к одноядерным предложениям.

Что касается другой новинки компании - ядра VIA C5J, здесь гораздо меньше тумана. Правда, представлено оно было в рамках совмещенной с основным форумом конференции Embedded Processor Forum, что ясно указывает на позиционирование нового чипа.

Новый процессор ведет свою "родословную" от базовой разработки VIA C3. На прошлом MPF компания VIA представила свое ядро Nehemiah, носящее также рабочее название C5P. В первом квартале нынешнего года появились упоминания о получении первых образцов ядра C5I, ранее фигурировавшего как C5XL и получившего давным-давно название Esther (то бишь, "Эсфирь". Не сумлевайтесь, источник названий тот же - Ветхий Завет). Наконец, в дни FPF 04 ядро Esther благополучно обзавелось названием C5J, под которым и было представлено. Впрочем, незадолго до начала FPF 04 компания VIA также объявила официальную торговую марку, под которой ядро C5J будет представлено на рынке - C7 для стандартных систем и C7-M - для мобильных вариантов.

Базовые характеристики ядра Esther весьма схожи с Nehemiah, однако, изменения произошли все же существенные. Например, 64 Кб 16-ходового кэша L2 превратились в 128 Кб 32-ходового кэша L2, появилась полная поддержка наборов инструкций SSE2/SSE3, бита NX (No Execution), новой шины V4 (если кто-то не понял что это, шепотом намекну - AGTL+). Тактовая частота чипа поднята до 1,5 ГГц с прицелом на достижение 2 ГГц при уменьшенном энергопотреблении. Однако, на мой взгляд, самый интересный фокус - это появление архитектуры SMP с поддержкой до 4 процессоров! Ничего не скажешь, хороший прогресс!

Площадь кристалла процессорного ядра C5J составляет 31,7 мм кв., что значительно меньше чем у его предка Nehemiah - 48,1 мм кв., при этом количество транзисторов в новом процессоре выросло с 20,4 млн. до 26,2 млн. Выпускаются эти чипы на производственных мощностях IBM с соблюдением норм 90 нм техпроцесса, применением технологии SOI и Low-K диэлектриков. Интересно в этой связи отметить, что все предыдущие процессоры семейства C3 выпускались на фабриках тайваньской компании TSMC, и опыт сотрудничества VIA и IBM в производстве процессоров пока минимален.

Кстати, обзаведение новым производственным партнером совсем не значит, что компания TSMC осталась не у дел. Она по-прежнему продолжит выпуск процессоров с ядром C5P Nehemiah и части его разновидностей: C5Q с нормами 0,13 мкм и C5R с нормами 0,11 мкм. Третья инкарнация ядра Nehemiah - C5W, будет выпускаться также при участии IBM с использованием ее нового техпроцесса 90 нм + SOI.

Как известно, первый кремний C7 получен IBM ближе к концу августа. В нынешних планах VIA выпуск первых пробных партий процессоров C5J Esther с нормами 90 нм техпроцесса намечен на четвертый квартал 2004 года, а массовые поставки - на первый квартал 2005 года.

Несколько слов об особенностях использования чипов VIA C7. По заявлениям представителей компании, TDP новых процессоров на тактовой частоте 1 ГГц составит порядка 3,5 Вт, что вдвое меньше 7 Вт у ядра C5P на той же тактовой частоте. VIA продолжит использование и поддержку доставшегося ей от Intel разъема Socket 370, однако, предполагается широкое использование миниатюрных форм-факторов VIA C7 для эксплуатации в качестве встроенного процессора в одноплатных системах форм-фактора Nano-ITX. Думаю, что ближе к Новому году мы еще услышим про этот процессор много интересного; не удивлюсь, если впервые с помпой VIA C7 будет представлен на январской выставке CES 2005, а к началу весенней выставки CeBIT 2005 многие компании представят на нем свои интересные разработки.