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第一四一章 最终方案（第1页）

intel的奔腾处理器，带来两个技术概念，一个是超标量，允许cpu在一个周期内执行两个指令。

另外一个就是深度流水，就是把一条指令分成多步执行，奔腾处理器的流水深度达到十四级，发展到奔腾四处理器的时候，流水深度已经达到二十多级。

超流水技术在提高性能和主频上，有着显著的作用，但也不是没有缺陷。

其中最大的缺陷就是，超长的流水面临执行效率的低下。

这也是奔四时代，同主频的intel奔腾四处理器，往往被和其频率相似的amd速龙处理器摁在地上摩擦。

而超线程可以完美解决这个问题。

在这个主频至上的年代，华芯科技的cpu想要在市场上打出名头，自然在主频上有所考虑。

而提高主频只有两个办法，一是提高制程，二是提高技术。

制程上，华芯科技没得选择，只有在技术上想办法。

王岸然的解决办法是，首先在cpu的指令集上，大量采用risc精简指令，因为计算机每一条指令都需要额外的晶体管和电器元器件，而大部分复杂指令可以有多个精简指令组合而成，在效率和性能上选择好平衡点。

其次就是选择超流水技术，华芯科技的第一代cpu的流水设计为18级，设计频率为200mhz，自然也存在流水线执行效率不足的缺陷。

这款cpu的原本设计的技术指标，浮点，整数等计算，已经不弱于世面上奔腾处理器。

加上超线程技术，王岸然对模拟的结果很是期待。

不过事实给了他一道响亮的耳光。

eda模拟测试结果显示，smt超线程技术没有给cpu带来显著的性能提升。

花费10%数目的晶体管搭建，只带来10%左右的性能提升，这已经是鸡肋般的存在。

华芯科技没有必要为了这10%的性能提升，爆出如此重要的技术。

王岸然分析原因，应该是十八级仍然没有发掘完ilp流水的潜力，而且这个时代的cpu设计，受限于晶体管的数目，本身的闲置资源也是有限。

那问题来了，这10%的晶体管加到哪里。

这对于王岸然这样的大师来说，根本不是什么问题，提升cpu性能的方法很多，适用这个时代的才是最好的。

最终的解决方案就是，王岸然把amd运用成熟的tage分支预测算法加入到新款cpu当中。

分支预测的目标就是，在cpu处理进程，发生分支时，提前存储在分支目标的缓存区当中。

而分支算法的精髓就是，猜测指令流的路径。

那么问题来了，若是猜错了怎么办？

猜错了解决的方法很简单，那就是再猜，一直到猜对为止。

但带来的后果是很明显的，进程停滞，cpu执行效率低下，用户的体验就是电脑卡顿。

所以，一个优秀的分支预测方法在cpu执行效率上，往往对性能有巨大的提升。

……

付炎是科院培养的研究生，在剑桥大学微电子专业拿的博士学位，还在德州仪器欧洲研究所呆过三年时间。