VIA Nano

A VIA Nano (korábbi kódnevén VIA Isaiah) egy személyi számítógépekbe szánt 64 bites egy- vagy többmagos mikroprocesszor. A VIA Technologies bocsátotta ki 2008-ban, öt évnyi fejlesztés után, melyet a cég CPU részlege, a Centaur Technology végzett. A 64 bites Isaiah architektúra az alapoktól kezdve teljesen új tervezés. 2008. január 24-én mutatták be és május 29-én dobták piacra, az alacsony feszültségű változatokkal és a Nano márkanévvel együtt. A processzor támogat néhány VIA-specifikus x86-os bővítményt is, melyeket a kis fogyasztású készülékek hatékonyságának növelésére terveztek.

Történet A VIA két különböző fejlesztési kódnevet használ minden egyes processzormagjához. Ebben az esetben, a 'CN' kódnevet az Egyesült Államokban a Centaur Technology használta. A bibliai neveket a VIA kódnevekként használja Tajvanon, és ehhez az egyedi processzorhoz és architektúrához az Isaiah (Ézsaiás) névre esett a választás. A várakozások szerint a VIA Isaiah fixpontos teljesítménye kétszerese, lebegőpontos teljesítménye négyszerese az előző generációs VIA Esther processzornak, azonos órajelen. Az elvárt energiafogyasztás is az előző generációs VIA CPU-kéval egyezett, a tervezett hőteljesítmény (TDP) és között mozog. Teljesen új kialakítás lévén, az Isaiah architektúra olyan jellemzők támogatásával készült, mint az x86-64 utasításkészlet és az x86 virtualizáció, amelyek elődein, a VIA C7-es vonalon nem voltak elérhetők, miközben megtartotta a titkosítási kiterjesztéseket. Több független teszt kimutatta, hogy a VIA Nano különböző munkaterhelésekben jobb eredményeket mutat, mint az egymagos Intel Atom. Az Ars Technica egyik 2008-as tesztjében egy VIA Nano jelentős teljesítményt ért el a memória-alrendszerben, miután a processzor CPUID-jét Intelre változtatták, ami azt mutatja, hogy a benchmark szoftver a tesztkód kiválasztásához a CPU által támogatott tényleges funkciók helyett csak a CPUID-et ellenőrizte. A tesztben használt teljesítménymérő szoftver a VIA Nano megjelenése előtt készült.

2009. november 3-án a VIA bemutatta a Nano 3000 sorozatot. A VIA állítása szerint ezek a modellek 20%-kal nagyobb teljesítményt és 20%-kal nagyobb energiahatékonyságot nyújtanak, mint a Nano 1000 és 2000 sorozat. A VIA által végzett összehasonlító tesztek szerint egy -es 3000-es sorozatú Nano 40-54%-kal jobb teljesítményt nyújt, mint az Intel Atom N270. A 3000-es sorozatban az utasításkészletet kibővítették az SSE4 SIMD kiterjesztéssel, amit az Intel Core 2 architektúra -es kiadásában vezettek be.

2011. november 11-én a VIA kibocsátotta a VIA Nano X2 kétmagos processzort az első pico-itx alaplappal együtt. A VIA Nano X2 -es folyamattal készül és támogatja az SSE4 SIMD utasításkészlet-kiterjesztést, ami kritikus fontosságú a lebegőpontos számításokat végző alkalmazások számára. A Via az állítja, hogy ennek teljesítménye 30%-kal nagyobb egy 50%-kal magasabb órajelű Intel Atom processzorénál.

A VIA Nano hatalmas hátránya az, hogy nem igazi SoC, mivel nem tartalmaz grafikus chipet. Miközben az Intel az Atom újabb változatainál a grafikát teljesen a processzorba integrálta, a VIA rendszerei egy külső grafikus chipet kénytelenek alkalmazni az alaplapon, ami növeli a gyártási költségeket, és a komplexitást. Ez a technológiai hátrány a termék életciklusa során ledolgozhatatlannak bizonyult a VIA számára.

A Zhaoxin vegyesvállalat 2014-től kibocsátott processzorai a VIA Nano sorozaton alapulnak.

Jellemzői

x86-64 utasításkészlet Órajelfrekvencia Buszsebesség: vagy ( a Nano x2 esetén) adat és utasítás L1 gyorsítótár és L2 gyorsítótár magonként 65 nm-es gyártási folyamat ( a Nano x2 esetén) Szuperskalár sorrendtől eltérő (out-of-order) utasítás-végrehajtás MMX, SSE, SSE2, SSE3, SSSE3 és SSE4 utasításkészlet támogatása x86 virtualizáció támogatása Intel-kompatibilis megvalósítással (letiltva a stepping 3 előtt) ECC memória támogatása Csatlakozó-kompatibilis a VIA C7 és VIA Eden processzorokkal

Az architektúra áttekintése

Sorrendtől eltérő és szuperskalár kialakítás: a VIA ebben a processzorban vezette be először ezeket a technikákat, így az Isaiah architektúrán alapuló processzorok jobb teljesítményt nyújtanak, mint elődjük, a sorrendi végrehajtású VIA C7 processzor. A VIA ezzel az architektúrával az AMD és az Intel azonos évjáratú ajánlataihoz igazodott. Utasításfúzió: lehetővé teszi a processzor számára, hogy több utasítást egyetlen utasításba vonjon össze; ez javítja a teljesítményt és csökkenti az energiafogyasztást. Ez a megközelítés az Atom processzorban használatos technikához (is) hasonlít, ami hatékonyabb lehet, mint az utasítások kisebb egységekre bontása. Az Isaiah utasításbeolvasása az utasításokat egy kétciklusos dekódolási fázisba továbbítja, amely ciklusonként három tetszőleges méretű vagy típusú x86-os utasítást tud fogadni. A VIA állítása szerint a dekódolási fázis képes egyes x86-os utasításkombinációk, például az összehasonlítás és az ugrás Conroe-stílusú makrofúziójára, valamint a különböző kiadási portokat használó utasítások mikroutasítás-fúziójára. Az Intel Conroe-hoz (más néven Core 2 Duo) hasonlóan ez a kétféle fúzió csökkenti a menet közbeni utasítások követéséhez szükséges könyvelési logika mennyiségét. Javított elágazás-előrejelzés: nyolc előrejelzőt (predictor) használ két futószalag-fokozatban CPU-gyorsítótár kialakítása: kizáró (exkluzív) gyorsítótár kialakítás, ami azt jelenti, hogy az L1 gyorsítótár tartalma nem duplikálódik az L2 gyorsítótárban, így a teljes gyorsítótár-tartalom nagyobb Adatok előzetes lehívása (data prefetch): Az Isaiah egy speciális előzetes adatlehívó gyorsítótárral is rendelkezik, ennek segítségével helyet takaríthat meg a normál gyorsítótár-hierarchiában. Az előretöltött adatokat jellemzően nem használják egynél többször, így nem kell foglalniuk a helyet a normál gyorsítótárban. Ez a technika az előzetesen lehívott adatokat egy speciális 64 soros gyorsítótárba helyezi, az L2 gyorsítótár és az L1-ből való közvetlen betöltés előtt. négy x86 utasítást kér le utasításciklusonként, szemben az Intel három-öt ciklusával ciklusonként három mikroműveletet bocsát ki a végrehajtóegységek felé Memóriahozzáférés: a kisebb tárolókat nagyobb betöltési adatokká vonja össze Végrehajtó egységek: hét végrehajtó egység áll rendelkezésre, ami lehetővé teszi akár hét mikroművelet végrehajtását órajelciklusonként Két fixpontos (integer) egység (ALU1 és ALU2) Az ALU1 teljes funkcionalitású, míg az ALU2-ből hiányzik néhány ritkán használt utasítás, ezért jobban megfelel olyan feladatokra, mint a címszámítás. Két tárolóegység, egy a címtároláshoz és egy az adattároláshoz, a VIA szerint. Egy betöltő egység. Két adathordozó/média egység (MEDIA-A és MEDIA-B) 128 bit széles adatúttal, amely 4 egyszeres pontosságú vagy 2 dupla pontosságú műveletet támogat. A médiaszámítás a két adathordozó-egység használatát jelenti. A MEDIA-A egység végrehajtja a lebegőpontos összeadás utasításokat (2 ciklusos késleltetéssel az egyszeres és kétszeres pontossághoz), a fixpontos SIMD, titkosítás, osztás és négyzetgyökvonás utasításokat. A MEDIA-B egység végrehajtja a lebegőpontos szorzás utasításokat (2 ciklusos késleltetéssel az egyszeres pontosságú, 3 ciklusos késleltetéssel a kétszeres pontosságú műveletekben). A két médiaegységgel bevezetett párhuzamosság miatt a médiaszámítás órajelciklusonként négy összeadás és négy szorzás utasítást tud biztosítani. A lebegőpontos összeadás új megvalósítása, a VIA szerint az x86-os processzorok esetén legalacsonyabb órajel-latenciával. Majdnem minden fixpontos SIMD utasítás egy órajelen belül végrehajtódik. Megvalósítja az MMX, SSE, SSE2, SSE3, SSSE3 multimédiás utasításkészleteket. Megvalósítja az SSE4.1 multimédiás utasításkészletet (VIA Nano 3000 sorozat). Megvalósítja az SSE4.1 multimédiás utasításkészletet (VIA Nano x2 sorozat). Energiagazdálkodás (power management): A nagyon alacsony energiaigény mellett számos új funkciót is tartalmaz. Tartalmaz egy új C6 működési állapotot (gyorsítótárak törlése, belső állapot elmentve, és a mag feszültségét kikapcsolja). Adaptive P-State Control (adaptív P-állapot szabályozás): átmenet a teljesítmény- és feszültségi állapotok között, a végrehajtás leállítása nélkül. Adaptive Overclocking (adaptív túlhajtás): automatikus túlhajtás, ha a processzormag hőmérséklete alacsony. Adaptive Thermal Limit (adaptív hőmérséklethatár): a processzor beállítása a felhasználó által előre meghatározott hőmérséklet fenntartására. Titkosítás: tartalmazza a VIA PadLock utasításkészlet-kiterjesztést (és a hozzá tartozó hardveregységet). Hardveres támogatás az AES titkosítás, biztonságos hash-algoritmus SHA-1, SHA-256 és véletlenszám-generálás céljaira.

2014 augusztusa táján híresztelések jelentek meg egy lehetséges Isaiah II frissítésről, amely ötvözte volna a VIA által licencelt ARM technológiát az x86-os felépítéssel, de a cég nem jelentetett meg ilyen terméket.

Jegyzetek

Fordítás

Források

További információk

VIA Nano Processor VIA Nano X2 Dual-Core Processor VIA QuadCore Processor

Sajtó

Kapcsolódó szócikkek VIA Nano mikroprocesszorok listája VIA mikroprocesszormagok listája Netbook

Nano Kategória:Mikroprocesszorok Kategória:CPU-architektúrák Kategória:X86 mikroarchitektúrák