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处理器设计师(架构师)是如何安排和配置现代处理器中的数十亿个晶体管的?

编辑:网友投稿来源:互联网整理更新时间:2022-02-21 08:38:44

我的堂兄是AMD的一名芯片设计师,负责Athlon64/Opteron架构。从他在我们的讨论中所说的,他们使用了一个强大的CAD程序,每个设计师都被分配到芯片的一个非常小的部分,通过尽可能缩短跟踪长度来设计和优化效率。

处理器的部分往往是非常重复的,冗余部分的放置可能是高度自动化的。然后,工程师就可以在大屏幕前花上数不清的时间,用一个齿状的细梳检查硅片的部分,移动碎片,直到没有更多的改进空间。

一旦核心设计完成,就会进行复制,下一阶段就会进行互连和L3缓存的设计,让它们尽可能地协同工作。

处理器设计师(架构师)是如何安排和配置现代处理器中的数十亿个晶体管的

整个奔腾4处理器大致相当于这款i7-7700芯片的蓝色部分和它自己的L3缓存。

这个现代的“天湖”建筑本质上是三合一的。“系统代理”是等价的,它取代了被称为“北桥”的旧主板芯片组,后者处理所有的高速I/O,如AGP和RAM。在处理器模具上使用这种方法可以大大提高速度和效率。

Skylake架构中最令人印象深刻的部分实际上是GPU,它占据了Skylake将近40%的内存。但实际上,低端的环形总线才是现代英特尔处理器的真正英雄。所有核心对整个L3缓存、GPU、系统代理以及彼此的瞬时访问。

看到环形巴士还能在阿尔德湖站着真是太棒了。

芯片设计者在设计CPU的时候不会从头开始。奔腾4发展成为核心二人组。Core 2进化成了四轴飞行器。Nehalem i7完全重新设计(AFAIK),但此后生产的每一个芯片都是原始i7的迭代。

Gen-11 Rocket Lake是自2008年i7上市以来首次对芯片进行重大重新设计,包含了10nm指定的增强功能。当i9-11900K用了惊人的250+瓦时,这是因为英特尔被迫以14nm而不是原定的10nm来生产它。

幸运的是,Alder Lake已经在最初计划的10nm上加入了增强的Rocket Lake内核,以及少量的e- core,这是为了满足核需求的创作者和大大提高后台任务的效率。有传言说电子核正在增强原子核,但是这个传言据说已经被揭穿了。
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