显性并行指令计算(EPIC)
传统的RISC设计师们希望通过在芯片上增加更多的逻辑和智能来提高指令并行度,同时又不必采用太高的工艺、增加太多的资源。EPIC基本设计思想是提供一种新的机制,利用编译程序和处理器协同能力来提高指令并行度。
传统的RISC体系结构没有能够充分编译程序所产生许多有用的信息如关于程序运行线路的猜测信息,也没有充分利用现代编译程序强大的对程序执行过程的调度能力。EPIC体系结构采用创新的技术充分利用编译程序提供的信息和调度能力来提高指令并行度,同时保证在程序运行过程中发现猜测和调度有错时,处理器仍然给出正确的结果,并且尽量减少由此而带来的延迟和惩罚。
在芯片设计上,设计提供大量资源来实现EPIC,包括存储编译程序提供的信息以及提高并行计算效率所需的处理单元、缓存和其他资源。最新发布的Tukwila安腾处理器拥有高20亿个电晶体,核心数目由上代仅双核心提升至四核心,拥有Hyper-Threading技术,令每个处理器最高可同时运算八个线程。此外,Tukwila采用标准的DDR3内存,其最高支持容量提比上升至7倍,全新Interconnect带宽是上代的8倍,内存带宽也提升了5倍。
全新Tukwila微架构在基础架构上增强了灵活程度,不但提高了可靠性、可用性及可服务性,全新Intel QuickPath Interconnect技术及内存子系可在硬件、固件以至操作系统协调解决错误问题,并提高系统可用性,即使其中一颗处理器,也能在时修复不波及其他处理器的运作,以确保运行正常,避免导致服务器停止服务。
Tukwila还采用了第二代Intel Virtualization Technology,大幅提高系统性能和稳定性,内置的Intel 7500 chipset可直接为虚拟机指定I/O设备,能进一步提升运行效率,Tukwila能兼容现有二进制软件,令运算性能显著增强之余,也无须进行额外的软件优化。
Tukwila 安腾处理器将可与Intel 至强处理器共用多个平台组件,其中包括Intel QuickPath Interconnect、Intel Scalable Memory Interconnect、Intel 7500 Scalable Memory Buffer,以及一个I /O Hub (Intel 7500 chipset) ,采用这些通用元件,企业可以按需要日后由至强升级至Tukwila。
有人认为EPIC 在注意发挥编译程序作用的同时,忽视了提高处理器智能和充分利用运行时信息,使得处理器成为“愚笨的处理器”。实则不然,EPIC聪明之处是善于利用编译程序产生信息和丰富的芯片资源来提高性能,这些特性都是 RISC和x86-64架构所不可能提供的。另外一个不能够忽略的事实是,EPIC需要使用大量芯片资源,但这也恰恰是英特尔公司的长处,无论在超大规模集成电路(VLSI)设计上,还是制程工艺上,英特尔都是首屈一指的厂商。惠普与英特尔的合作堪称强强携手。值得一提的是,SGI也是因为果断放弃了MIPS芯片,转而采用安腾和至强,作为硬件处理器的主要选择,并因此一举摆脱了破产保护,从新焕发了活力。
目前最新的Tukwila安腾处理器采用65纳米工艺制造,其下一代安腾处理器Poulson将跳过45纳米,直接采用32纳米制程工艺技术,Poulson下一代产品研发代号Kittson也已经发布。EPIC技术发展之路明了清晰,具有持续可发展性。
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