Athlon и Pentium III. Сравнение современных процессоров двух корпораций Intel и AMD, страница 4

Каждое следующее поколение техпроцесса увеличивает внутреннюю скорость транзисторов (CV/I) на 30-50%. Напряжение питания уменьшается примерно на 25%, а поскольку потребляемая мощность пропорциональна квадрату напряжения, то она уменьшается примерно наполовину. Единственный параметр, который автоматически не улучшается, — задержка в межсоединениях (RC задержка). Тем не менее время распространения сигналов уменьшается из-за меньших размеров процессорных кристаллов. Кроме того, RC задержку можно уменьшить путем применения диэлектриков с малой проницаемостью (low-k диэлектриков) и проводников с высокой проводимостью (медь вместо алюминия).

В настоящее время наиболее широко распространена технология с 0.18 мкм проектными нормами. Технология предыдущего поколения с 0.25 мкм нормами для производства процессоров больше не

используется. Технология следующего поколения, которая только начинает внедряться, обеспечивает 0.13 мкм проектные нормы. Параметры технологических процессов, которые использовала в прошлом, использует в настоящее время и собирается использовать в будущем фирма Intel, приведены в таблице 1 (у других производителей ситуация примерно такая же). Схема транзистора с характерными для 0.13 мкм технологии размерами приведена на рис. 1.

Архитектура и производительность.

Современные технологии позволяют формировать на полупроводниковом кристалле десятки, и даже сотни миллионов транзисторов. Имея столь огромный бюджет строительных блоков (транзисторов), разработчики и производители могут использовать практически все известные решения для дальнейшего совершенствования архитектуры и роста производительности. Ключевыми являются распараллеливание операций, кэширование памяти и расширение системы команд.

Распараллеливание операций.

Для распараллеливания операций используется конвейерная (Pipeline) и суперскалярная (Superscalar) технологии. Конвейеризация позволяет организовать параллельную обработку нескольких инструкций в одном исполнительном блоке (с перекрытием по времени). Суперскалярная технология позволяет произвести пространственное распараллеливание — по нескольким исполнительным блокам (конвейерам). Обе технологии используются в комбинации.

При конвейеризации процесс выполнения инструкции раскладывается на стадии (число n — это длина конвейера), каждая из которых выполняется за один такт, причем в конвейере одновременно обрабатываются n инструкций, так что результат выполнения очередной инструкции выдается на каждый такт.