威盛电子:斗志旺盛的受压迫者
威盛电子长久以来一直作为核心逻辑芯片组供应商为人熟知,在 1999 年 9 月也成为了 CPU 制造商,当时它收购了 IDT 的 Centaur Technology 子公司。(威盛还于 1999 年 9 月收购了 National Semiconductor 公司专门面向 PC 的 Cyrix 资产。)从一开始,Centaur 就始终专注于为常规应用尽量减小晶粒尺寸和功耗,并竭力交付足够性能。这个立场在该公司的早年引起了争议,当时“时钟速率就是一切”的观念主导着这个行业,但现在Centaur的思想已变得更加主流了。
该公司的一系列 C3 代 CPU(在无风扇配置中称为 Esther),目前主要是派生自 Nehemiah 核心,尽管威盛把较老的 Samuel 2 设计作为某些 C3 产品的基础(参考文献 5)。Nehemiah 具有多种通用体系结构增强特性,比如全速浮点单元、更深的管线、更全面的 MMX 实现,以及从 3DNow! 改为由 SSE 增强的多媒体指令集。Nehemiah 还瞄向了嵌入式系统设计,比如一对基于发热的硬件 RNG(随机数发生器)。 威盛把这些 RNG 称作 PadLock RNG,并在日后的一种普及产品中称作 AES(高级加密标准)引擎,即 PadLock ACE。还提供单片 CoreFusion 产品,在统一封装中结合了Nehemiah CPU 和北桥核心逻辑晶粒。
对于更常规的台式机和笔记本设计(比如惠普公司最近推出的 2133 型 Mini-Note PC)以及更高端的嵌入式系统应用(无论是否有风扇),威盛还提供 C7 级 CPU(图3)。该公司采用合作伙伴 IBM 公司的 90 nm SOI(绝缘硅)工艺构建上述产品,并提供增强的 PadLock 功能。威盛的文档描述道:“威盛C7处理器中的Via PadLock Security Engine 添加了SHA(安全哈希算法)-1和SHA-256哈希法实现安全信息摘要,还添加了基于硬件的蒙哥马利乘法器,它支持长达 32kB 的密钥长度来加速公共密钥加密法,比如 RSA (Rivest/Shamir/Adleman)。威盛 C7 还提供 NX 执行保护,由此提供针对蠕虫和病毒等恶意软件的保护。并且它可用于带 SP2 的 Microsoft Windows XP。把安全特性直接集成到处理器晶粒上,可确保达到比软件高许多倍的速度和效率,而对处理器性能的影响可忽略不计。”
威盛CPU家族的多种配套芯片组反映了该公司长期积淀的核心逻辑技术,提供了系统设计灵活性,具有若干集成的选项,比如 2D 和 3D 图形加速,以及硬件加速的 MPEG-2、MPEG-4 解码和其它视频编解码器。外部接口选项包括单倍数据速率 SDRAM、多代双倍数据速率 SDRAM、并行和串行 ATA 海量存储、PCI 和 PCI Express 插卡,数量不等的 USB 端口。
许多 C3 和 C7 CPU 普及产品共同的 21 mm×21 mm NanoBGA2 封装高效利用了可用的系统板空间。谈到系统板,如果人们更希望不做自己的设计,则威盛将很乐意向他们出售它的某种 6.7"×6.7" (170 mm×170 mm) mini-ITX、4.7"×4.7" (120 mm×120 mm) nano-ITX 或 3.9"×2.8" (100 mm×72 mm) pico-ITX 板。它们有效缩小了 PC 主板,采用多种 CPU、核心逻辑芯片组和配套芯片组合,其中包括 10/100-MB Ethernet 和 GbE 收发器、超过双声道的环绕立体声模拟和数字音频、TPM(受信平台模块)、IEEE-1394 接口 IC、模拟视频编码器,以及 DVI 和 LVDS 数字视频输出。
mini-ITX 形状系数是威盛于 2001 年公布的,是三种选项中最成熟的,并且该公司成功地把它作为行业标准来宣传,这吸引了竞争对手的注意。第三方伙伴出售基于 AMD 和英特尔 CPU 的 mini-ITX 板,并且英特尔也制造自己的 mini-ITX 产品。值得关注的是,该公司在最近数月的多个公共论坛上展示了几种基于 Atom 的 mini-ITX 设计。
谈到 Atom,威盛与之竞争的 CPU Isaiah对于该公司的未来生存能力很关键。具有讽刺意味的是,英特尔已从它以前的体系结构中取消了乱序执行和其它多余特性,由此产生的做法在一定程度上让人回想起 Centaur 将近十年前的构想。相比之下,威盛的子公司 Centaur 的总裁 Glenn Henry 及其设计团队正在准备推出威盛的第一种三路超标量乱序体系结构。该公司于今年一月末正式公布了 Isaiah。它还增加了对 64 比特指令的支持、硬件虚拟化,以及目前具有竞争力的 CPU 的其它急需特性。威盛最初将采用代工厂的 65 nm 蚀刻技术制造 Isaiah,其中的设计目标包括:在同等时钟速度,整数性能是 C7 的两倍,浮点性能是其四倍。
Isaiah的65nm 功耗目标是:2GHz 时为25W TDP。威盛目前把首批基于 Isaiah 的产品安排在今年二季度生产,这比最初公布的时间表差了一个季度。当人们阅读本文或在稍后的时间,该公司应该在发售这些芯片了。威盛将为该 CPU 提供配套的核心逻辑芯片组。一个有趣的伙伴关系也许反映了该公司在 AMD 和英特尔瞄准的核心逻辑市场中日益减少的市场份额。按照该伙伴关系,Nvidia 也将销售为 Isaiah 量身定做的芯片组。
参考文献
1. Dipert, Brian, “And then there was one: one more time,” EDN, April 29, 2004, pg 29, 2004, pg 29, www.edn.com/article/CA411162.
2. Dipert, Brian, “Double take: Reassessing x86 CPUs in embedded-system applications,” EDN, April 27, 2006, pg 69, www.edn.com/article/CA6325588.
3. Dipert, Brian, “The Intel Developer Forum: ARM-wrestling,” EDN, Sept 21, 2007, www.edn.com/article/CA6480629.
4. Dipert, Brian, “Itanium: 'Itanic’ or full steam ahead?” EDN, April 27, 2006, pg 106, www.edn.com/article/CA6325611.
5. Dipert, Brian, “Hands-on project: And then there was one,” EDN, March 4, 2004, pg 44, www.edn.com/article/CA382777.
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附文1:Montalvo是何方神圣?
1995 年,初创企业 Transmeta 开始从事当时还很秘密的芯片设计工作。随着时间推移,传出消息说,该公司在准备一种以英特尔为目标的低功率 x86 处理器,用于便携式系统应用,并且在 Transmeta 于 2000 年一月正式公布其计划时,公众的预期已达狂热。Transmeta 生产了两条产品线——Crusoe 和 Efficeon。虽然与过去相比,Transmeta 现在只剩个影子,解雇了大部分人员,并转型为一家 IP(知识产权)许可证颁发机构,但它对行业的影响仍在英特尔及其竞争对手目前出售的低功耗芯片中显现。
成立数年的初创企业 Montalvo Systems 公司具有相似的神秘性,也许在沿袭 Transmeta 的老路。行业观察家只是根据具有诱惑力的传闻趣事和几项已提出申请的专利发表意见,他们认为:该公司在准备一种低功率 x86 兼容型处理器系列,它基于一种非对称专用多核体系结构。迄今为止,该公司已筹集了超过 7300 万美元私募基金,并且它的人员包括长期与英特尔竞争的老手,比如曾任 Transmeta 公司 CEO 并且现任 Montalvo 公司 CEO 的 Matt Perry,以及曾任 Nexgen 公司副总裁、英特尔公司首席体系结构设计师、AMD 副总裁的 Vinod Dham。
截止最新信息表明:Montalvo 目前的经营缺乏现金,并在寻求额外的私人投资或买断。Montalvo 是否将把其微处理器构想变成芯片?果真如此的话,它会取得成功吗? 有多种方式为支持者的金融投资实现盈利回报。例如,Transmeta 公司在 2007 年年底成功地了结了它在 2006 年对英特尔提起的诉讼,获益 2.5 亿美元之多。
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附文2:补充说明
本文包含了大量处理器项目和产品名称,其中多数并未提供详情。有意省略这些细节是出于两大原因。首先,因篇幅有限,笔者只能全面概括厂商、体系结构、产品线,无法具体介绍任何产品。其次,本文中的许多产品尚未生产,它们的规格也不可避免地会发生演变,从而使可能提供的某些数据作废。