Инновации AMD в мобильном (низковольтном) сегменте — архитектура AMD Bobcat

В необъятных просторах Кремниевой Долины США сейчас проходит конференция HOT CHIPS, где AMD сегодня представила подробности по новой архитектуре х86 вычислений для мобильных устройств — AMD Bobcat (Рысь).во всех современных х86 архитектурах

Мы не предлагаем вам срочно ехать туда, а предлагаем прочитать эту статью, чтобы иметь представление, с чем выйдет AMD в новом году, на этот конкурентный рынок.

В рамках конференции представлено две архитектуры: мобильная Bobcat, статью о который вы читаете, и десктопная/серверная архитектура Bulldozer, статью о которой вы можете прочитать здесь.

Какие ключевые задачи ставились при создании ядра Bobcat?

- Создание небольшого по размерам и энергопотреблению х86 ядра
- Превосходная производительность в рассчете на 1Вт
- Широкие возможности интеграции
- Легкость портирования дизайна ядра на различные техпроцессы

Процессорные технологии и наборы инструкций, которые будут реализованы в ядре Bobcat:

- Полная поддержка х64 архитектуры вычислений
- Поддержка мультимедийных SIMD расширений: начиная от SSE1, до SSE4A (AMD)
- Поддержка виртуализации
- Поддержка «невыровненных» 128 битных данных
- Динамическая оптимизация с помощью шаблонов инструкций
- Поддержка расширенного управления состояниями процессора включая режим C6

Обзор микроархитектуры Bobcat

В финальную версию ядра Bobcat войдут следующие механизмы и технологии, влияющие на производительность и энергопотребление (перечислены наиболее значимые технологии):

Все пункты, кроме последнего, призваны повысить производительность ядра. Последний пункт слайда отвечает за «продвинутый» механизм энергосбережения.

Микроархитектура ядра Bobcat:

Рассмотрим ряд блоков подробнее.

За предсказание ветвлений отвечает несколько блоков, во главе с ITLB:

Важную часть этого механизма представляет кэш ICACHE объемом 32Кб и поддержкой двухсторонней ассоциативности. Разумеется, кэш обладает механизмом проверки четности.
Шина механизма предсказания ветвлений — 64 байта.

Работа механизма предсказания ветвлений, без блока предсказания ветвлений невозможна.
Задачи, которые выполняет этот блок в ядре Bobcat:

Производительность блока позволяет вычислять до двух переходов за 1 такт процессора.

Двойной декодировщик х86 инструкций:

Двойной декодировщик выполняет анализ входящих инструкций и их декодирование для последующего исполнения. Производительность декодировщика составляет до двух инструкций за один процессорный такт.
Рассчитано, что 89% передаваемых инструкций могут быть декодированы для выполнения на одну инструкцию MicroOp, 10% - на две микроинструкции, и только 1% инструкций требует деления на большее число микроинструкций.