Winchip

WinChip (IDT-C6) är en x86 -kompatibel processor som tillkännagavs den 13 oktober 1997 [1] . Funktionaliteten var mestadels i linje med Intel Pentium . Avsedd för lågprisdatormarknaden kännetecknades den av en enkel arkitektur, låg strömförbrukning och värmeavledning. Processorn utvecklades av en division inom IDT  - Centaur Technology , produktionen utfördes av IDT [2] .

En vidareutveckling av WinChip var WinChip 2- processorn , som skilde sig från sin föregångare genom att stödja ytterligare en 3DNow! , samt några arkitektoniska förbättringar. Tillkännagivandet av WinChip 2 ägde rum den 19 maj och marknadslanseringen skedde i september 1998 [3] .

Släppningen av WinChip 3- processorn var planerad till november 1999 , vars största skillnad var en ökad cache på första nivån, men dess release avbröts.

Efter försäljningen av Centaur Technology-divisionen till VIA Technologies i slutet av 1999 användes den uppgraderade WinChip-kärnan i VIA Cyrix III-processorerna , senare omdöpt till VIA C3 [4] .

Allmän information

WinChip-processorer tillverkas i ett PGA -paket och är designade för installation i moderkort med 296-stifts Socket 7-sockel . Till skillnad från Intel Pentium MMX-processorer kräver WinChip ingen separat spänning för kärnan och I/O-kretsarna, vilket gör att den kan installeras i äldre moderkort (WinChip 2B och WinChip 3 krävde en separat spänning, men dessa processorer släpptes aldrig) . För korrekt drift av WinChip-processorer med sådana kort är endast deras stöd från BIOS nödvändigt .

En separat L1-cache på 64Kb (den var planerad att öka till 128Kb i WinChip 3) körs på kärnfrekvensen. Det finns ingen integrerad L2-cache (cachechippen finns på moderkortet).

Arkitektoniska egenskaper

Transportören består av 4 steg [8] :

• R  - avkodningsinstruktioner, bestämning av beroenden.
• A  - adressberäkning, databegäran.
• D  - datasampling, utförande av mikrooperationer.
• W  - skriva resultaten av utförandet av mikrooperationer till register, datacache på första nivån och RAM.

Processorer i WinChip-familjen är x86-kompatibla processorer med en intern RISC - arkitektur: x86-instruktioner exekveras inte direkt, utan efter att de konverterats till enkla interna mikrooperationer.

Under utvecklingen förlitade sig Centaur Technologys ingenjörer på ett antal principer som gjorde det möjligt att skapa en processor som kännetecknas av låg tillverkningskostnad, låg strömförbrukning och värmeavledning.

• Hårdvaruoptimering för exekvering av enkla instruktioner (läsning eller skrivning till minne, övergångar, operationer på heltal ), på grund av att mer än 90% av de utförda instruktionerna tillhör dessa. Mer komplexa instruktioner är mycket sällsynta och kan omvandlas till mikrooperationer med hjälp av ett mikrokod- ROM som lagrar sekvenser av mikrooperationer som motsvarar sådana instruktioner. Denna optimering minskar antalet funktionella enheter i processorn.
• Förbättra prestandan genom att öka klockhastigheten och inte genom att öka antalet instruktioner som exekveras per klockcykel.
• Optimering av processorn med RAM , på grund av det faktum att systemets prestanda begränsas av hastigheten att arbeta med minne mycket mer än processorns hastighet. Ökningen av hastigheten för att arbeta med minne uppnås genom att öka volymen på den integrerade förstanivåcachen , samt optimera algoritmerna för att hantera cacheminnet och adressöversättningsbufferten (TLB).
• Processoroptimering för den mest troliga programmeringsmiljön - Windows operativsystem .

Som ett resultat är arkitekturen för WinChip-familjen av processorer avsevärt förenklad jämfört med konkurrerande processorer. De kan inte heller köras på multiprocessorsystem ( SMP ). Deras funktionalitet motsvarar i princip funktionaliteten hos Intel Pentium-processorer , men det finns inget stöd för APIC- gränssnittet (som krävs för att arbeta i SMP), samt några ytterligare funktioner relaterade till att arbeta i virtuellt 8086 -läge och med virtuellt minne ( information om stödda funktioner kan erhållas med instruktionen " CPUID ") [8] .

winchip

När det gäller arkitektur är WinChip-processorer närmare fjärde generationens x86-processorer ( Intel 80486 , AMD Am5x86 ) än sin tids processorer. Den enda heltalspipelinen innehåller 4 steg, den matematiska samprocessorn är inte pipelined. MMX -instruktionsblocket i WinChip -processorn tillåter exekvering av en instruktion per cykel (  två i Pentium MMX ). WinChip saknar utförande , registerbyte och förutsägelsetekniker som finns i de flesta konkurrerande processorer.

Allt detta gjorde det möjligt för Centaur-ingenjörer att avsevärt minska antalet transistorer och minska chipytan, vilket ledde till en minskning av design-, test- och produktionskostnaden för WinChip-processorer, vilket resulterade i att kostnaden för WinChip-processorer visade sig vara avsevärt. lägre än priset för konkurrerande processorer (till exempel var kostnaden för Pentium MMX och AMD K6 med en frekvens på 200 MHz vid tidpunkten för tillkännagivandet $550 respektive $349 [9] [10] , och priset för WinChip med samma klockhastighet var $135 [11] ).

Dessutom hade förenklingen av arkitekturen en positiv effekt på processorns strömförbrukning och värmeavledning (som jämförelse är den maximala värmeavledningen för WinChip med en frekvens på 200 MHz 13 W vid en matningsspänning på 3,52 V [11 ] , medan en Pentium MMX-processor med samma klockfrekvens avger upp till 18 W vid en matningsspänning på 2,8 V [9] ). Det antogs att tack vare detta kommer WinChip att kunna arbeta vid frekvenser upp till 400 MHz, såväl som i stor utsträckning i bärbara datorer [2] [12] .

Processorn tillverkades enligt 350 nm -teknik, hade en kärnspänning på 3,3 eller 3,52 V (beroende på batch) och, till skillnad från Pentium MMX , krävde inte användningen av moderkort, vars omvandlare gjorde det möjligt att leverera olika spänningar till kärnan och ingångskretsarna utgång.

WinChip 2

WinChip 2-processorn är en vidareutveckling av WinChip-processorn. Den tillverkades fortfarande på 350 nm -teknik och hade en kärnspänning på 3,3 eller 3,52 V. Jämfört med sin föregångare fick WinChip 2 följande innovationer:

• pipelined matematisk coprocessor ;
• två superskalära MMX -instruktionsblock ;
• grenprediktionsblock ; _
• instruktionsblock 3DNow! (2 transportörer).

WinChip 2 revision "A" (W2A)-processorer, som introducerades i mars 1999 [3] , tillverkades med 250 nm -teknik, vilket gjorde det möjligt att minska formstorleken från 95 till 58 mm², men kärnspänningen förändrades inte jämfört med till sin föregångare. Dessutom kunde dessa processorer ställa in icke-standardiserade multiplikatorer, såsom 2,33x eller 2,66x, vilket gjorde det möjligt att använda processorer med en klockhastighet på 233 och 266 MHz på moderkort med en 100 MHz systembuss [13] [ 14] .

I slutet av 1999 planerades släppet av WinChip 2 revision "B" (W2B). Dessa processorer måste tillverkas i 250 nm -teknik, och kärnspänningen måste sänkas till 2,8 V (vilket krävde användning av moderkort med separata matningsspänningar). Utgivningen av WinChip 2B, liksom WinChip 3, avbröts dock. Det fanns dock tekniska prover av WinChip 2B producerade i begränsade kvantiteter [3] .

WinChip 2-processorer märktes med ett prestandabetyg (Performance Rating, PR). Betyget motsvarade frekvensen för AMD K6-2-processorn , som är lika i prestanda i Winstone 99-testet (detta test låter dig utvärdera processorns prestanda i kontorsapplikationer). Så till exempel, WinChip 2-processorn med en frekvens på 233 MHz (systembussfrekvens - 100 MHz) i Winstone 99-testet motsvarade prestandamässigt AMD K6-2 med en frekvens på 266 MHz, därför hade den en klassificering av PR266 [15] .

WinChip 3

WinChip 3-processorn planerades som en vidareutveckling av WinChip 2B med dubbelt så stor cache på första nivån. Men på grund av lanseringen av billiga och mer lovande Intel Celeron-processorer , såväl som den slutliga förlusten av Socket 7- stöd för tillverkare , avbröts lanseringen av WinChip 3-processorn, och Centaur Technology- divisionen såldes till VIA i september 1999 för 51 miljoner dollar [16] .

Specifikationer

Processor kärnrevisioner

Fixade buggar

Processorn är en komplex mikroelektronisk enhet, som inte utesluter möjligheten att den fungerar felaktigt. Fel uppstår på designstadiet och kan åtgärdas genom uppdateringar av processormikrokod eller genom att släppa en ny version av processorkärnan. 33 olika buggar hittades i WinChip-processorer, varav 12 har åtgärdats. Det finns 14 buggar i WinChip 2-processorer, varav 6 har åtgärdats [8] .

Följande listar buggar som fixats i olika versioner av processorkärnorna WinChip och WinChip 2. Dessa buggar finns i alla kärnor som släpptes innan de fixades, om inget annat anges.

winchip

Revision 1

• Ett fel uppstod när FSINCOS- eller FCOS-funktionerna kördes.
• Heltalspipeline-prestandaförsämring för vissa FPU- operationer .
• Fel under normalisering av pseudonormala tal (normalisering utförs inte).
• Godtyckliga undantag vid exekvering av vissa FPU- instruktioner .
• Instruktionspekaröverföringsfel efter att FPU anropat NMI .
• Ett fel inträffade vid exekvering av en INVLPG-instruktion med en adress nära 4 GB (0xFFFFFFFD, 0xFFFFFFFE, 0xFFFFFFFF).
• Felaktig igenkänning av självmodifierande kod.
• Klockräknaren ( TSC ) stannar när processorn är i lågeffekttillstånd.
• Felaktig funktion av AHD (avaktiverar automatiskt stopp). Stopp inträffar även om det är inaktiverat genom att ställa in AHD-biten på "1".
• Fel när det icke-strikta postbeställningsläget aktiverades med MCR_CTRL-registret.
• Processorns funktion vid överföring av 8- och 16-bitarsoperander skiljer sig från funktionen hos Pentium-processorer (vilket kan leda till felaktig funktion med vissa chipset ).
• Felaktig funktion av CI-läget (cache-linjeskrivblockering). Aktiveringen av läget ignoreras.

WinChip 2

W2A

• Felaktig bräddhantering vid exekvering av FIST- och FISTP-instruktioner.
• Felaktig inställning av flaggor vid jämförelse av denormaliserade operander.
• Förlust av den sista signifikanta biten vid exekvering av FIST- och FISTP-instruktioner på negativa onormaliserade data.
• Felmeddelande vid godkänd BIST (Inbyggt självtest).
• Lägg på när DTLOCK-biten i FCR är inställd på '0'.

W2B

• Ett fel uppstod när kvadratroten extraherades med 24-bitars precision med instruktionen PFRSQRT ( 3DNow! ).

Marknadsposition och jämförelse med konkurrenter

winchip

IDT WinChip har funnits på marknaden sedan lanseringen i oktober 1997 fram till introduktionen av IDT WinChip 2 i september 1998 . Parallellt med WinChip fanns följande x86-processorer:

• AMD K6 . Hade något bättre prestanda än WinChip.
• Intel Pentium MMX . Det hade en något högre prestanda än WinChip i heltalsberäkningar, vilket avsevärt överträffade det i reella tal [18] .
• Intel Pentium II . Den var avsedd för högpresterande datorer, hade en hög kostnad och låg betydligt före WinChip i alla uppgifter.
• Intel Celeron (Covington). Avsedd för lågprismarknaden för stationära datorer. Ursprungligen var det en Pentium II, utan en andra nivås cache. Betydligt före WinChip i både heltals- och reella beräkningar.
• Cyrix 6x86MX / M-II . Inom heltalsberäkningar överträffade den både WinChip och AMD K6 och Pentium MMX . I real-numeriska beräkningar var det före WinChip, betydligt sämre än Pentium MMX [19] .

WinChip 2

IDT WinChip 2 fanns på marknaden från lanseringen i september 1998 fram till försäljningen av Centaur Technology till VIA . Parallellt med WinChip 2 fanns följande x86-processorer:

• AMD K6-2 och K6-III . Överträffade WinChip 2 med lika betyg i alla uppgifter (ofta betydligt) [15] .
• AMD Athlon . Den var avsedd för högpresterande datorer, hade en hög kostnad och låg betydligt före WinChip 2 i alla uppgifter.
• Intel Pentium II och Pentium III . De var avsedda för högpresterande datorer, hade en hög kostnad och låg betydligt före WinChip 2 i alla uppgifter.
• Intel Celeron (Mendocino). Avsedd för lågprismarknaden för stationära datorer. Betydligt före WinChip 2 [20] .
• Stig mP6 . Betydligt sämre än alla konkurrenter, inklusive WinChip 2 [21] .
• Cyrix M-II . Överträffade WinChip 2 i alla uppgifter (ofta betydligt).

Anteckningar

1. ↑ IDT Winchip C6 (IDT C6-DS180GAEM) Arkiverad 24 juli 2008 på Wayback Machine 
2. ↑ 1 2 IDT-C6: enklare är bättre? . Hämtad 13 maj 2007. Arkiverad från originalet 26 september 2007. (obestämd)
3. ↑ 1 2 3 4 IA-32-implementering: Centaur WinChip 2 Arkiverad från originalet den 27 april 2007.  (Engelsk)
4. ↑ VIA Cyrix III/C3-processorn arkiverad 15 augusti 2017 på Wayback Machine 
5. ↑ IDT Winchip C6 180 Arkiverad 4 mars 2016 på Wayback Machine IDT  Winchip
   C6 200 Arkiverad 4 mars 2016 på Wayback Machine 
6. ↑ IDT Winchip C6 225 Arkiverad 11 augusti 2016 på Wayback Machine IDT  Winchip
   C6 240 Arkiverad 19 februari 2012 på Wayback Machine 
7. ↑ IDT Winchip2 200 Arkiverad 11 augusti 2016 på Wayback Machine IDT  Winchip2
   225 Arkiverad 11 augusti 2016 på Wayback Machine IDT  Winchip2
   240 Arkiverad 11 augusti 2016 på Wayback Machine 
8. ↑ 1 2 3 4 5 Se den officiella dokumentationen för WinChip-processorfamiljen
9. ↑ 1 2 Intel Pentium MMX 200 - A80503200 Arkiverad 11 februari 2009 på Wayback Machine 
10. ↑ AMD K6 200 - AMD-K6-200ALR Arkiverad 23 december 2008 på Wayback Machine 
11. ↑ 1 2 IDT C6-PSME200GA Arkiverad 24 juli 2008 på Wayback Machine 
12. ↑ IDT WinChip C6 CPU:  Introduktion
13. ↑ Processorhastighetsinställningar arkiverade 28 april 2007.  (Engelsk)
14. ↑ The Winchip 2-3D Arkiverad 31 december 2004 på Wayback Machine 
15. ↑ 1 2 Översikt över IDT Winchip 2 266-processorn . Hämtad 13 maj 2007. Arkiverad från originalet 22 augusti 2008. (obestämd)
16. ↑ Via beslutade att förvärva Centaur  (otillgänglig länk)
17. ↑ Implementering av IA-32: Centaur WinChip Arkiverad 28 april 2007 på Wayback Machine 
18. ↑ Jämförelse av IDT C6 200Mhz och iP MMX 200Mhz . Hämtad 27 mars 2009. Arkiverad från originalet 23 juni 2008. (obestämd)
19. ↑ Jämförelse av IDT C6 200Mhz, Cyrix 6x86MX-PR200 och Intel Pentium MMX 200Mhz processorer . Tillträdesdatum: 22 mars 2009. Arkiverad från originalet 23 juni 2008. (obestämd)
20. ↑ IDT Winchip 2-3D: Windows 98 Performance Arkiverad 17 februari 2005 på Wayback Machine IDT Winchip 2-3D: Gaming Performance Arkiverad 17 februari 2005 på Wayback Machine 
21. ↑ Rese mP6 266-processorrecension . Datum för åtkomst: 22 mars 2009. Arkiverad från originalet 22 juni 2008. (obestämd)

Länkar

Officiell dokumentation

•  Datablad för IDT WinChip C6
• IDT WinChip 2  datablad
• IDT WinChip 2 Version A  Datablad
• IDT WinChip 2 för WinChip 2 version B  Datablad
•  IDT WinChip 3 datablad

Processorspecifikationer

•  Kentaur WinChip
•  Centaur WinChip 2
• IDT Winchip  C6
•  IDT Winchip 2

Recensioner och tester

• IDT Winchip  2-3D
• Testar IDT  C6
• IDT-processorer
• IDT-C6: enklare är bättre?
• Översikt över IDT Winchip 2 266-processorn
• Jämförelseresultat av IDT WinChip med AMD K5 och Intel Pentium  (inte tillgänglig länk)

Diverse

• Recensioner från Red Hill om processorer av olika generationer  (eng.)