雙核心CPU + 32 Cores IGP VIA推出Nano雙核心處理器平臺(tái)

或許大家已遺忘了 VIA x86 處理器了吧 !! 曾被寄望以低功耗 C7 及全新 Nano 處理器，在大陸成立開(kāi)放式超移動(dòng)產(chǎn)業(yè)策略聯(lián)盟進(jìn)攻白牌及山寨 Netbook 商機(jī)，只可惜在 Intel Atom 處理器猛列攻擊下無(wú)功而回。不過(guò)， VIA 仍未有放棄 x86 處理器市場(chǎng)，計(jì)劃推出全新 VIA Nano 雙核心處理器配搭 VN1000 + VT8261 晶片組，大大提升處理器及 IGP 性能表現(xiàn)，究竟 VIA 能否重新將四面楚歌的劣勢(shì)扭轉(zhuǎn)。

代號(hào)「 Isaiah 」 也代表 VIA 對(duì)這顆處理器的期望

在處理器雙雄不太積極入侵 Embedded 市場(chǎng)時(shí)， VIA 憑著低功耗表現(xiàn)存活于這片被稱(chēng)為藍(lán)海的工業(yè)應(yīng)用市場(chǎng)上，不斷積極推出 Mini-ITX 、 Pico-ITX 等細(xì)少的 Form Factor 產(chǎn)品，雖然效能無(wú)法與主流處理器相比，但卻成為不少 Embedded 應(yīng)用的最佳選擇。但在互聯(lián)應(yīng)用、 M2M 概念及 Embedded 市場(chǎng)不斷擴(kuò)大后，再加上新興市場(chǎng) Netbook 的出現(xiàn)，處理器雙雄亦開(kāi)始積極推出低功耗處理器，這片藍(lán)海開(kāi)始變成血紅色， VIA 必需要自強(qiáng)以抗衡對(duì)手。

面對(duì) Intel 基于 Pentium 架構(gòu)所開(kāi)發(fā)的 Atom 低功耗處理器，核心代號(hào)為「 Esther 」的 VIA C7 處理器雖然擁有優(yōu)秀的功耗表現(xiàn)，在工業(yè)控制市場(chǎng)上仍能與 Intel Atom 處理器平分秋色，但在 UMPC 及 Netbook 市場(chǎng)上卻出現(xiàn)了效能上的差異， VIA C7 無(wú)法取得廠商及用家的青睞，必需推出全新微架構(gòu)處理器以扭轉(zhuǎn)劣勢(shì)。

面對(duì)人「財(cái)」頂盛的處理器雙雄， VIA 一個(gè)不到 100 人的頂尖設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)，完成了核心代號(hào)為「 Isaish 」、全新 VIA Nano 處理器。 VIA 是一家以基督教為本的公司，因此所推出的處理器其代號(hào)均以圣經(jīng)中的先知命名，「 Isaish 」源自新約圣經(jīng)人物以賽亞，以賽亞書(shū)中心思想是「神所造而墮落的全宇宙，得以復(fù)興并終極完成為新天新地，直到永遠(yuǎn)」。

這顆處理器代號(hào)「 Isaish 」有著破釜沈舟的意思，「以賽亞書(shū)」其中心思想包含了整本圣經(jīng)的大慨，特別是新約圣經(jīng)中可說(shuō)是重要的，亦反映 VIA 對(duì) Nano 處理器的期望。

VIA Nano 處理器採(cǎi)用 OoOE MicroArchitecture

VIA Nano 2000 系列處理器

被喻為 VIA 未來(lái)的希望， VIA 首代「 Isaiah 」微架構(gòu)產(chǎn)品于 2008 年 5 月 29 日正式發(fā)布，命名為 Nano 2000 處理器系列，將鎖定主流 PC 市場(chǎng)和新類(lèi)型應(yīng)用設(shè)備，包括了 MID 、 UMPC 及低價(jià) PC 市場(chǎng)。

全新「 Isaiah 」 微架構(gòu)是 VIA 首款採(cǎi)用 Superscalar Speculative Out-Of-Order 的微處理器，相比上代 VIA C7 處理器與 Intel Atom 處理器的 In-Order 架構(gòu)，可以藉由排程機(jī)制決定那些指令可以提早執(zhí)行，處理器可以不用順序執(zhí)行，以防止部份指令所需 DATA 尚未完成造成延遲。

現(xiàn)時(shí)主流的處理器大部份均採(cǎi)用 Out-of-order 設(shè)計(jì)，由于設(shè)計(jì)相對(duì)複雜，晶片大小及功耗相對(duì)提升，對(duì)于 VIA Isaish 微架構(gòu)鎖定主流 PC 市場(chǎng)和新類(lèi)型應(yīng)用設(shè)備，包括了 MID 、 UMPC 及低價(jià) PC 市場(chǎng)來(lái)說(shuō)，對(duì)于資源有限的 VIA 來(lái)說(shuō)絕對(duì)是重大挑戰(zhàn)，雖然效能上會(huì)較 Intel Atom 和自家的 VIA C7 處理器優(yōu)秀。

對(duì)于上代 VIA C7 處理器與 Intel Atom 處理器擁有 2 個(gè) ALU ，新一代 VIA Isaiah 擁有 3 個(gè) ALU ，每個(gè)週期可執(zhí)行 3 個(gè)完整的 x86 指令，并支援 Micro-ops 技術(shù)，每個(gè)週期最高支援 3 組 Micro-ops 指令。在 Out-Of-Order 情況下， VIA Isaiah 擁有 7 個(gè)執(zhí)行埠可同時(shí)處理 7 個(gè) Micro-ops 指令及收回 3 個(gè) Micro-ops 指令。

VIA Nano 處理器內(nèi)部單元圖解

經(jīng)強(qiáng)化的 Branch Prediction 機(jī)制 ?全新的 Cache Subsystem

VIA 「 Isaiah 」 微架構(gòu)同時(shí)也改善了 Branch Prediction ，在兩個(gè)不同的 Pipeline Stage 上合共擁有 8 個(gè) Predictors ，在 Fetch Pipeline Stage 擁有 3 個(gè) Predictors ，可按照條件變化作分支預(yù)試，當(dāng)這些 Predictors 在 Fetch Pipeline Stage 沒(méi)有被作用，將可用于 Translate Stage 作為 overflow Predictor 或一般的 Predictor 。

VIA Isaiah 微架構(gòu)擁有 16-Way associative 128KB L1 Cache ，其中 64KB 為 Instruction Cache 、 64KB 為 Data Cache ，并擁有 Store Q 及 WC Buffer 。 L2 Cache 方面，採(cǎi)用 16-Way set associative 1MB 容量，與 AMD 一樣擁有 Exclusive 設(shè)計(jì)，即不會(huì)與 L1 Cache 內(nèi)容重疊以提升 L2 Cache 的有效容量，間接令命中率提升。

為提升 data-prefetch 效能， VIA 特別加入了 64-line Prefetch cache 取代直接于 L2 Cache 讀取，這個(gè)機(jī)制可以有效改善 L2 Cache 在細(xì)碎資料的命中率，尤其是有效時(shí)間甚短的 Prefetched Data 。

強(qiáng)化 Floating-Point 執(zhí)行效率

VIA 「 Isaiah 」 微架構(gòu)亦進(jìn)一步改善了 Floating-Proint 效行效能，每個(gè)週期可同時(shí)運(yùn)算 4 個(gè)減法及四個(gè)乘法，任何格式的加法包括 SP 、 DP 、 DE 、 Packed 及 Scalar 均可在兩個(gè)週期內(nèi)完成，而乘法則可以在 3 個(gè)週期內(nèi)完成 SP 格式、 4 個(gè)週期內(nèi)完成 DP 及 DE 格式。

此外， SIMD Integer 指令提升至 128bit 寬度，令 VIA Isaiah 微架構(gòu)可以在一個(gè)週期內(nèi)完全一組 SSE3 指令。

針對(duì) Embedded 而生的 VIA Padlock 保安技術(shù)

Intel AtomVIA Nano
Full SHA-1 SupportNoYesSHA-256NoYesNo Execute BitYesYesAES HW SupportNoYesRSA SupportNoYesRNG SupportNoYes

針對(duì) Embedded 市場(chǎng)需求， VIA Isaiah 微架構(gòu)承繼了 C7 的 Padlock 保安引擎，這是一個(gè)硬體保安運(yùn)算技術(shù)，加入 4 種強(qiáng)大的安全功能，提供強(qiáng)大的軍事級(jí)別保護(hù)。支援安全混編運(yùn)算包括 SHA-1 和 SHA-256 規(guī)格，加密速率最高達(dá) 5 Gb/s ，要能夠破解 SHA-1 需要消耗數(shù)千臺(tái)電腦同時(shí)工作十年，要攻破 SHA-256 幾乎是不可能的事。

VIA Nano 處理器同時(shí)亦支援 AES 256Bit 加密，包括 ECB 、 CBC 、 FB 和 OFB 模式，最高可達(dá)加密速率最高達(dá) 25Gb/s ，當(dāng)今在世界範(fàn)圍內(nèi)暫時(shí)沒(méi)有任何駭客能破解 AES 。內(nèi)建蒙格馬利乘法器，可提高提高 RSA 公共金鑰演算法的加密速度，是協(xié)助資訊加密的必備工具，能夠通過(guò)即時(shí)加密的資訊流持續(xù)交流，這種交流方式常見(jiàn)于通過(guò)語(yǔ)音 IP 、視訊會(huì)議及與固定辦公網(wǎng)路用作公開(kāi)金鑰運(yùn)算。

內(nèi)建兩組亂數(shù)生成器，擁有每秒 1600K 到 20M 的速度生成無(wú)法預(yù)測(cè)的亂數(shù)，這些亂數(shù)可用于金鑰生成和加密的過(guò)程，以降低駭客竊取保護(hù)資訊的統(tǒng)計(jì)學(xué)可能性。

功耗成為 VIA Nano 處理器的最大阻礙

相較 VIA C7 處理器的省電表現(xiàn)，採(cǎi)用 Superscalar Speculative Out-Of-Order 的 VIA Nano 處理器，功耗成為了 VIA Nano 處理器的最大阻礙，儘管 VIA 已在設(shè)計(jì)「 Isaiah 」微架構(gòu)時(shí)加入了 C6 省電莫式，基本上整顆處理器均處于停止?fàn)顟B(tài)， Cache 內(nèi)的資料會(huì)被清空并存放于系統(tǒng)記憶體、核心電壓亦會(huì)關(guān)閉，令處理器省電達(dá)至最大化。

為了進(jìn)一步提升電池續(xù)航力， VIA 在 Nano 處理器加入了 Adaptive PowerSaver 技術(shù)為省電模式進(jìn)行最佳化， Intel Atom 處理器在調(diào)整 P-state 時(shí)需要停止運(yùn)算作切換，需要浪費(fèi)一至兩個(gè)運(yùn)算週期，而 VIA Iasiah 微架構(gòu)則可以在切換的同時(shí)不需要停止運(yùn)算，這對(duì)于需要經(jīng)常切換 P-State 的 Mobile 平臺(tái)，支援 PowerSaver 的 VIA Nano 將大幅減少運(yùn)算週期不必要的浪費(fèi)，擴(kuò)大 VIA 的節(jié)能表現(xiàn)。

儘管 VIA 已經(jīng)努力為減低 Nano 處理器功耗，作出了極大的努力，但受限 Out-Of-Order 功耗較高及 Fujitsu 先進(jìn)的 65nm 製程技術(shù)在節(jié)力表現(xiàn)上不及 Intel 45nm 制程， VIA Nano 處理器出現(xiàn)時(shí)脈上的瓶頸，體質(zhì)較好的晶片會(huì)用作 Nano U2000 家族，最高時(shí)脈為 1.3GHz 、最高 TDP 為 8W ，主流的 Nano L2000 家族最高時(shí)脈為 1.8GHz ，最高時(shí)脈為 25W ，與主流 NB 處理器相約，在性能功耗比表現(xiàn)上并不理想。

因此大部份 Embedded 應(yīng)用還是會(huì)選擇 VIA C7 處理器或是 Intel Atom 處理器，而 Netbook 市場(chǎng)亦因此電池續(xù)航力問(wèn)題及售價(jià)問(wèn)題， VIA Nano 2000 家族銷(xiāo)情亦未如理想。

SpeedV4 BusProcess TechnologyTDPC6 Idle PowerNano L21001.8GHz800MHz65nm25W0.5WNano L21001.6GHz800MHz65nm17W0.2WNano U22501.3+GHz800MHz65nm8W0.2WNano U22251.3GHz800MHz65nm8W0.2WNano U25001.2GHz800MHz65nm6.8W0.1WNano U17001.0+GHz800MHz65nm8W0.2WNano U23001.0GHz800MHz65nm5W01.W