VIA C3
A VIA C3 a Centaur Technology által tervezett és a VIA Technologies által forgalmazott x86-os mikroprocesszor-család, amit személyi számítógépekben való felhasználásra terveztek, de a 2000-es évek első felében beágyazott rendszerekben is forgalmaztak. A különböző processzormagokat a Centaur Technology tervezési módszertana alapján tervezték. A C3-as sorozat tagjai sebességükkel nem tűntek ki, viszont rendkívül kis fogyasztásuk és alacsony hőtermelésük által kiemelkedtek a hasonló tulajdonságú eszközök közül. A C3 sorozatban alkalmazott magok egy részét az Eden sorozatban is használták, az Eden ESP és Eden-N modellekben.
| C3 | |
 | |
| Gyártás | 2001 |
| Gyártó | TSMC |
| Max CPU órajel | 500 MHz–1,4 GHz |
| FSB sebességek | 100 MHz, 133 MHz |
| Gyártás technológia méret | 0,18 µm–0,13 µm |
| Utasításkészlet | kiterjesztések: MMX, SSE |
| Architektúra | x86 |
| Magok száma | 1 |
| Magok nevei | Samuel (C5A)
|
| L1 gyorsítótár | 64 KiB utasítás + 64 KiB adat |
| L2 gyorsítótár | 64 KiB |
| Foglalat | Socket 370 |
| Előd | Cyrix III |
| Utód | VIA C7 |
 A Wikimédia Commons tartalmaz C3 témájú médiaállományokat. | |
Az x86-os utasításokon kívül a VIA C3 CPU-k dokumentálatlan alternatív utasításkészletet is tartalmaznak, amely lehetővé teszi a CPU-hoz való alacsonyabb szintű hozzáférést, és bizonyos esetekben a jogosultságok kiterjesztését (privilege escalation).[1]
Előzmények
szerkesztésA VIA Technologies a Centaur Technology által kifejlesztett Samuel magon alapuló kialakításokat eleinte VIA Cyrix III néven értékesítette, marketing okokból. A Samuel 2 a Samuel mag átdolgozása. A Cyrix III sorozatot a Samuel 2 megjelenésekor C3-ra nevezték át, mivel már nem tartalmazott Cyrix technológiát.
Magok
szerkesztés
Samuel 2 és Ezra magok
szerkesztésA VIA Cyrix III-at átnevezték, új neve VIA C3 lett a fejlett „Samuel 2” (C5B) magra váltva. A lapkára integrált L2 gyorsítótár némileg javította a teljesítményt.[2] Mivel ez a mag már nem a Cyrix technológiára épült, az átnevezés csak egy logikus lépés volt. Az energiafogyasztás növelése és a gyártási költségek csökkentése érdekében a Samuel 2 150 nm-es gyártási technológiával készült.
A VIA C3 processzor továbbfejlesztésekor továbbra is az energiafogyasztás minimalizálására fektették a hangsúlyt, és a következő zsugorítással egy vegyes 130/150 nm-es folyamatra váltott a gyártó. Az „Ezra” (C5C) és az „Ezra-T” (C5N) csak a „Samuel 2” mag új változatai voltak, az „Ezra-T” buszprotokolljának néhány kisebb módosításával, hogy az Intel Pentium III „Tualatin” magokkal szerelt változatával kompatibilis legyen. A VIA ekkor évek óta a legalacsonyabb energiafogyasztást tartotta az x86-os CPU-k piacán. A teljesítmény azonban elmaradt a riválisokétól, a tervezés terén elmaradt fejlesztések miatt.[3]
Egyedülálló módon a kereskedelemben kapható C3 CPU-t dekoratív dobozban forgalmazták.[3]
Nehemiah magok
szerkesztésA „Nehemiah” (C5XL) egy nagyobb revízió volt a magok tervezésében. Abban az időben a VIA marketingtevékenysége nem tükrözte teljes mértékben a bekövetkezett változásokat. A vállalat a régebbi magok számos tervezési hiányosságát orvosolta, beleértve a fél-sebességű FPU-t is: a Samuel és Ezra magokban az FPU a processzor órajelének felével működött. A futószalagfokozatok számát 12-ről 16-ra növelték, ami lehetővé tette az órajelfrekvencia további növelését. Emellett megvalósították a cmov utasítást, így a processzor 686-os osztályúvá vált. A Linux kernel C3-2 néven hivatkozik erre a magra. Megszüntették továbbá a 3DNow! utasítások kezelését, és helyette bevezették az SSE kiterjesztés támogatását. A tokozás azonban továbbra is az ekkor már idejét múlt Socket 370-es foglalathoz igazodott, és az egyszeres adatátviteli sebességű front-side bus mindössze 133 MHz-en futott.
Mivel a beágyazott rendszerek piaca az alacsony fogyasztású, olcsó CPU-kat részesíti előnyben, a VIA kezdte agresszívabban célozni ezt a piaci szegmenst, mivel a C3 meglehetősen jól illeszkedett ezekhez a jellemzőkhöz. A Centaur Technology a beágyazott piac számára vonzó funkciók hozzáadására koncentrált. Példa erre az első „Nehemiah” (C5XL) magba épített kettős hardveres véletlenszám-generátor. (Ezek a generátorok a VIA marketinganyagában tévesen „kvantumalapúnak” vannak feltüntetve. A generátor részletes elemzése világossá tette, hogy a véletlenszerűség forrása termikus, nem pedig kvantumos.[4])
A „Nehemiah+” (C5P, stepping 8) revízió még néhány fejlesztést hozott, többek között egy nagy teljesítményű AES titkosító egységet, valamint egy különösen kicsi, Micro-FCBGA felületre szerelhető ball grid array kialakítású tokozást, melynek mérete körülbelül egy egycentes érmének felel meg. Ebben az időben VIA az FSB sebességét is 200 MHz-re emelte és új lapkakészleteket, például a CN400-at is felkészítette ennek támogatására. Az újabb 200 MHz-es FSB vezérlők csak BGA csomagolásban voltak kaphatók, mivel nem voltak kompatibilisek a meglévő Socket 370-es alaplapokkal.
Ezt az architektúrát forgalomba hozásának idején gyakran „VIA C5” néven is emlegették.
Műszaki információk
szerkesztésA lapkaméretek összehasonlítása
szerkesztés| Processzor | Másodlagos
gyorsítótár |
Lapkaméret, Hiba a kifejezésben: nem várt > operátor mm2 | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 180 nm | 150 nm | 130 nm | 90 nm | |||
| C3 Samuel | 0 | 75 | – | – | – | |
| C3 Samuel 2 | 64 | – | 52 | – | – | |
| C3 Ezra | 64 | – | – | 52 | – | |
| C3 Nehemiah | 64 | – | – | 52 | – | |
| C7 Esther | 128 | – | – | – | 30 | |
| Athlon XP | 256 | – | – | 84 | – | |
| Athlon 64 | 512 | – | – | 144 | 84 | |
| Pentium M | 2048 | – | – | – | 84 | |
| P4 Northwood | 512 | – | – | 146 | – | |
| P4 Prescott | 1024 | – | – | – | 110 | |
(– : nem készült, nincs)
Tervezési irányok
szerkesztésA VIA processzorai lassabbak voltak ugyan az AMD és az Intel által forgalmazott x86-os CPU-knál, az alkalmazott órajelek szerint és abszolút értelemben is, a VIA csipjei azonban sokkal kisebbek voltak, olcsóbban előállíthatók és alacsonyabb fogyasztásúak. Ez rendkívül vonzóvá tette őket a beágyazott piacon.
Ez azt is lehetővé tette a VIA számára, hogy tovább növelje eszközei órajelfrekvenciáját minden lapka-zsugorítási lépésben a gyártási folyamatban, míg az Intel konkurens termékei (mint például a P4 Prescott) súlyos hőkezelési problémákkal küszködtek, habár a későbbi Intel Core csipgenerációk lényegesen hűvösebbek voltak.
A C3 tervezési szempontjai
szerkesztés
Mivel a memóriateljesítmény a legnagyobb korlátozó tényező a benchmarkok többségében, a VIA processzorokban nagy elsődleges gyorsítótárakat, nagy TLB-ket és agresszív előzetes utasításkód-lehívást valósítottak meg, egyéb fejlesztések mellett. Míg ezek jellemzők nem csak a VIA kialakításokra érvényesek, a memóriaelérés optimalizálása az egyik olyan terület, ahol a tervezésben nem hagytak ki funkciókat a lapkaterület csökkentése érdekében.
Az órajelfrekvencia általánosságban elsőséget élvez a ciklusonkénti utasításszám növelésével szemben. Az olyan komplex jellemzők, mint a sorrenden kívüli utasításvégrehajtás (out-of-order), szándékosan nincsenek megvalósítva, mert hatással vannak az órajel növelésének lehetőségeire, sok extra helyet és energiát igényelnek, és kevéssé befolyásolják a teljesítményt a gyakoribb alkalmazási forgatókönyvekben.
A futószalag úgy van kialakítva, hogy biztosítsa a nagyon gyakran használt regiszter-memória és memória-regiszter formájú x86 utasítások egy órajelütem alatti végrehajtását. Emellett több más gyakran használt utasítás is kevesebb futószalag-ütemet igényel, mint más x86-os processzorokon.
A ritkán használt x86-os utasítások mikrokódban vannak megvalósítva és a processzor emulálja azokat. Ez helyet takarít meg a lapkán és csökkenti az energiafogyasztást. A valós alkalmazási forgatókönyvek többségére gyakorolt hatás minimális.
Ezek a tervezési irányelvek eredetileg a RISC tervek támogatóitól származnak, akik szerint egy kisebb és jobban optimalizált utasításkészlet gyorsabb általános CPU-működést eredményezne. Mivel azonban az x86-os architektúra, így a C3-as is nagymértékben használ memóriaoperandusokat, egyszerre forrásként és célként, maga a C3-as tervezet mégsem tekinthető RISC-nek.
Piaci szereplés
szerkesztésSzerződések
szerkesztésA VIA beágyazott termékeit a hírek szerint (2005) a Nissan autósorozataiban,[5] a Lafesta, Murano, és Presage modellekben alkalmazzák. Ezek, és más nagy volumenű ipari alkalmazások nagy profitot termeltek a VIA-nak, mivel a kis alaktényezőből és alacsony energiafogyasztásból adódó előnyök beágyazott területen jól alkalmazhatók és keresettek.[forrás?]
Jogi kérdések
szerkesztésAz IDT Centaur felvásárlása alapján,[6] a VIA legalább három olyan szabadalom birtokába jutott, amelyek az Intel által használt processzortechnológia kulcsfontosságú aspektusait fedik le. A megszerzett szabadalmak által kínált tárgyalási előnyök alapján a VIA 2003-ban tízéves szabadalmi keresztlicencelési megállapodást kötött az Intellel, amely lehetővé tette a VIA számára, hogy továbbra is x86-kompatibilis CPU-kat tervezzen és gyártson. A VIA emellett hároméves türelmi időt kapott, amely alatt továbbra is használhatta az Intel processzorfoglalatokat érintő infrastruktúráját.
Jegyzetek
szerkesztés- ↑ Wagenseil, Paul. „Hacker Finds Hidden 'God Mode' on Old x86 CPUs”, Tom's Hardware, 2018. augusztus 9. (Hozzáférés: 2018. augusztus 10.)
- ↑ Poluvyalov, Alexander. VIA Cyrix III (Samuel 2) 600 and 667 MHz, Digit-Life, accessed 2007. január 15..
- ↑ a b Rutter, Daniel: Review: 800MHz Via C3 CPU. Dan's Data , 2011. december 3. [2018. március 25-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2018. október 15.)
- ↑ Evaluation of VIA C3 "Nehemiah" Random Number Generator. Cryptography Research, Inc.. [2006. december 31-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2007. március 12.)
- ↑ The Inquirer report, Friday 30 December 2005
- ↑ VIA and Intel Settle Patent Infringement Cases. VIA Technologies, Inc. [2007. március 11-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2007. március 12.)
Fordítás
szerkesztésEz a szócikk részben vagy egészben a VIA C3 című angol Wikipédia-szócikk ezen változatának fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel. Ez a jelzés csupán a megfogalmazás eredetét és a szerzői jogokat jelzi, nem szolgál a cikkben szereplő információk forrásmegjelöléseként.
Források
szerkesztés- VIA Cyrix III, 2017, CPU Museum, információk, képek
- Diefendorff, Keith. „WinChip 4 Thumbs Nose at ILP” (pdf), Microprocessor Report, MDR Electronic Publishing Group, 1998. december 7. (Hozzáférés: 2018. augusztus 14.)
- VIA: VIA C3 Nehemiah Processor Datasheet / Revision 1.13 (angol nyelven) (pdf) pp. 1-83. VIA Technologies, 2004. szeptember 29. (Hozzáférés: 2024. április 4.)
- VIA: VIA Cyrix(R) III Processor Datasheet (angol nyelven) (pdf) pp. 1-58. VIA Technologies, 2000. november. (Hozzáférés: 2024. április 4.) „For example, the string “VIA Samuel” would be returned ...”
További információk
szerkesztés- VIA-C3-Nehemiah review
- VIA C3 Gold CPU - 1 GHz
- VIA's Small & Quiet Eden Platform
- VIA C3 1 GHz Processor Review
- BlueSmoke - Review : VIA C3 Processor
- http://www.cpushack.com/VIA.html
- https://web.archive.org/web/20070717014946/http://www.sandpile.org/impl/c5.htm
- https://web.archive.org/web/20060615180950/http://www.sandpile.org/impl/c5xl.htm
- VIA C3 Kernel for FreeBSD Archiválva 2011. július 23-i dátummal a Wayback Machine-ben.
- Yutani: RETRO: VIA processzorok egymás közt (magyar nyelven). logout.hu, 2012. október 3. [2023. december 7-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2024. április 4.)
