国人的骄傲!威盛新一代C7处理器详解

俊狼

　威盛的“中国芯”——受人尊重
      威盛是从当年收购Cyrix之后开始进军处理器市场的。虽然，威盛电子在之后推出的Joshua以及Samuel等几款产品并没有什么优势，在性能上落后于竞争对手，但从那时起威盛电子发现虽然在性能上讨不到什么便宜，但功耗方面却是自身的优点，所谓东方不亮西方亮。于是，威盛发挥自身优势，将处理器产品盯向了嵌入式平台和移动市场领域。

　　VIA C3处理器在威盛的移动处理器成长道路上是一款里程碑式的产品。C3分为桌面和移动两个版本，当年精英推出的红极一时的“移动PC”里有很多型号采用的就是这款处理器。虽然VIA C3处理器不具备很好性能表现，与对手相比在性能上差距明显，不过其功耗极小、稳定性高、价格便宜等特点，使其在中低端笔记本电脑及移动PC市场占据了较大的空间，奠定了VIA在移动处理器领域的基础。



     继VIA C3处理器之后，威盛于2003年推出了针对笔记本电脑市场的汉腾（Antaur）移动处理器。Antaur采用新的Nehemiah内核，集成128K一级缓存以及高效增强型64K二级缓存，支持MMX/SSE指令集，同样以0.13微米工艺制造，并沿用了EPGA封装方式，其整体性能比C3处理器有了较为明显的提高，在我们的测试中，发现同为1GHz的Antaur处理器与过去的C3核心相比性能有了150%的提升，但仍与同频的AMD或者Intel差距甚远。也正因为此，Antaur的市场表现并没有为C3带来多大的市场改观，C3仍在移动处理器领域的低端市场游荡。直至今天……




2005年的9月份，威盛正式向外界公布了自己的C7以及C7-M处理器规划。停滞了近2年的处理器产品线重被启动，而这第一款新品就是C7。从我们现有资料分析，威盛电子本次的处理器产品具备的三大技术特色应该被大家注意，也正是这三大特色让这款处理器具备了很多实用价值。这就是第一：传统的低功耗设计仍被延续，改进的VIA Enhanced PowerSaverTM技术实力非凡，第二：提升到军事级别的安全性设计让C7处理器具备抢眼的硬件级安全性能，第三：性能方面不在是VIA处理器的软肋。

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威盛当年的Antaur处理器中已经将PowerSaver应用的十分到位，不过随着高级配置与电源接口（ACPI）规范3.0的发布，VIA的加强版Enhanced PowerSaverTM技术也在C7-M处理器中得到升华。简单来说，PowerSaverTM技术与intel的SpeedStep技术以及AMD的PowerNow!技术类似，可以做到即时的控制性能和功耗。要想说明白这一技术原理，还要先从ACPI 3.0谈起。


ACPI 3.0已经十分复杂。而如此庞杂的原因是因为电源管理事实上是影响外围设备、芯片组和处理器的系统及问题。在软件方面，BIOS，设备驱动程序和操作系统必须共同监测工作量，并在各种能耗/性能状态间进行有效转换。但是，仅就CPU而言，ACPI规范更容易理解。一般来说，ACPI是揭示越来越接近微处理器硬件的不同层次的状态。全部系统状态（Global System States (从G0到G3) ），定义系统是否处于工作、休眠、软关闭、或电源关闭状态。就CPU而言，如果你分析“工作状态” (G0)，会发现很多种处理器电源的状态往往会返回类似Cx 状态的信息（通常记为C-状态）。

    从上图可以看到，有多种情形可使处理器在各种状态下进行切换。其中最为重要的是C0状态，因为这是执行代码的唯一状态。其他的Cx 状态会暂停CPU的时钟，并在CPU再次运行前，引发不同的延时。而在C0状态，有两种管理功耗的操作模式：即性能状态 (Px)和节流状态（Throtting）。不过大多数x86处理器只支持节流状态，作为调整功耗/性能的一种方式。

    为了使操作系统能在较大范围的不同频率内都能节省最多的能耗，ACPI规范定义了一套性能状态（称为Px状态）。P-状态列表并不直接把频率进行编码。相反，该表格存储由前端总线不同的倍频设置生成中央处理器CPU频率。与其他处理器的P-状态实施相比，VIA C7-M处理器有一个很大的优势，因为C7-M的低频设置最低至4X FSB频率(例如：100MHz FSB的400MHz)。这一灵活性使得移动设备在空闲时(比如当设备在等待用户输入时)能节省更多的功率。

    下表显示了针对某两款C7-M处理器宣布速度等级的若干可用性能状态对比。请注意：系统将频率降低至4倍FSB的灵活性，大大降低了功耗。按照惯例，只有最高和最低频率设置的功耗才能在设备数据表中具体规定。临时性的功率设置，是由BIOS提供给操作系统的保守估算。大多数卖主并不公布这些临时数值。请注意：由于在大范围的频率中存在更多的频率阶跃，因此通常高频率处于P-状态的数量要多。同时也请注意：针对VIA ULV移动设备家族提供的电压比例可带来的巨大的节能效益。在这样低的电压条件下，达到这样的时钟频率，需要一个特别筛选的高性能CPU。

VIA C7-M 模型795 P-状态


　
                                       频率(MHz)        FSB(MHz)        核心电压(V)          功耗(W)

Performance State P0     2000               533                   1.148                 20

Performance State P1     1867               533                   1.132                 18

Performance State P2     1600               533                   1.100                 15

Performance State P3     1467               533                   1.052                 13

Performance State P4     1200               533                   1.004                 10

Performance State P5       800               533                   0.844                   7

Performance State P6       667               533                   0.844                   6

Performance State P7       533               533                   0.844                   5


VIA C7-M ULV 模型 779 P-状态

　
                                        频率(MHz)        FSB(MHz)            核心电压(V)            功耗(W)

Performance State P0       1000             400                    0.796                3.5

Performance State P1         800             400                    0.796                   3

Performance State P2         600             400                    0.796                2.5

Performance State P3         400             400                    0.796                   2


　　这并不是VIA的专利，在AMD 和英特尔Intel产品线中都有一些支持P-状态的产品。但其拥有这一特征的设备价格更高。Intel的P-状态实施称为“增强SpeedStep”。尽管更贵的奔腾Pentium M与赛扬Celeron M基于同样的核心体系结构，但移动版本的赛扬Celeron并不能支持P-状态。这一忽略，将大大缩短使用Celeron M的移动产品电池的待机时间。

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在系统运行中，当根据需要切换到低功耗状态时，系统的功耗降低确实非常大。因此一旦操作系统确定用户已不再需要高的性能和功耗，尽快降低功率是系统应该实现的目标。当其他厂家只有一个单一的PLL并且必须等候PLL 改变频率且稳定下来时，VIA已经开发了利用“PLL对”的新途径，来代替暂停CPU、复位PLL、等候稳定时钟并以新的频率重新开始的做法。C7-M能够在第二个PLL中生成新的频率，然后在一个单一的时钟周期内转换。以下图表，说明了使用“PLL对”使频率在一个单一时钟内转换的概念：




举例来说明这一过程：可以通过一辆汽车的传动系统与TwinTurbo PLL进行简单有效的类比，齿轮箱内齿轮以高速运转，司机需踩下离合器踏板，以改变作用在汽车传动轴上的齿轮速度。将这一类比应用在一个单一的PLL上就是：在开始启动一个新的档位之前，先要完全停止传动轴。对于实施单一PLL的其他厂家而言，不仅处理器停止操作，所有CPU的总线数据流也停止，这将影响系统事件的响应时间

　　TwinTurbo PLL是根据系统产生的热量来进行快速的频率转换，减少使CPU达到安全操作频率所需要的时间，避免损伤系统。VIA处理器一直是为低功率运行而设计，其体系结构也包括了针对移动产品的特殊的节能特征。与其竞争设备相比，“Enhanced PowerSaver”允许系统在较低的功率下运行。而系统所具备的TwinTurbo PLL功能，可以保证系统在全速（最高速度）和低功率方式之间快速转换。由于现有处理器的性能已经远远超过移动用户的使用需求，能够发挥下一代功率管理创新优势的“能效处理器”才是赢得市场胜利的产品。

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威盛PadLock安全引擎也并不是一项创新的技术，在Antaur处理器时代就有出现，只不过，那个时候的这项技术并没有像今天这样被提升到军事高度，显然现在的这一技术更为丰富。


威盛连续推出的三款处理器内核中都置入了威盛PadLock安全引擎。通过三次显著的改进，今天的C7-M已经成为世上最安全的x86引擎之一。



威盛C3和威盛Eden处理器是威盛首次开发的具备安全功能的产品，2003年就被建在具有突破性的C5XL Nehemiah内核基础之上，并将一个特定随机数据生成器，即威盛RNG加密引擎直接内置在处理器内核上。现如今，威盛C7-M更新的最新版PadLock安全引擎是今年5月份首次被披露的技术，简单概括，它具备如下特点：

 独立操作和运算安全数据，使得黑客们无法运算中高价值的初始数据；
 实时处理加密计算，它采用了世界上最快的引擎，能够对多种数据源进行实时加密，其速度是串行ATA硬盘驱动速度的350倍。
 含有所有保证信息安全的关键工具，这些工具达到军用规格要求，最终用户拥有了这种技术，从此高枕无忧。
 使用量子机制原理快速、高效地生成大量真正的随机数字。

    C7-M内的威盛PadLock安全引擎的最新版本拥有五个核心安全功能，威盛PadLock安全引擎在安装设备上启动之后，将形成坚不可摧的保护墙，这五个核心功能分别是：

 　1、安全高效加密术SHA-1 和 SHA-256：以5GB/秒的速度加密信息

　　在信息安全领域，SHA-1被认为是百敌难侵。如果要你想尝试一下，你需要做大量运算工作（这相当于几千台电脑一起工作十年！）。而想攻破SHA-256需要花去的时间，几乎要与宇宙的年龄相当。

　　2、AES 加密术（ECB，CBC，CFB，和OFB摸式）：以高达25GB/秒（频率2GHz）的速度加密信息，比标准网络连接快200倍，比最快的硬盘驱动还快25倍最新的加密术工具采用美国官方标准，且被世界上的政府和军队采用。

　　3、蒙哥马利乘法器：一种进行大量复杂不规则运算的重要工具，这些运算来自RSA/public加密术。

　　4、NX Execute保护：在系统存储器内设置一道虚拟的屏障，能阻止大多数蠕虫病毒的扩散

　　5、随机数字生成：双量子随机数字信号发生器以每秒钟1200万个的速率产生大量不可预测的随机数字信号

　　以威盛PadLock安全引擎为动力，在信息安全领域，威盛电子这种领先的、积极的安全策略将基于硬件的安全加密之道置于信息安全战斗的核心位置。

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威盛PadLock安全引擎位于处理器内部自己的区域，这意味着黑客在威盛PadLock安全引擎启动后，很难有机会获取受到保护的数据。在执行相同的加密和解密计算中，威盛PadLock安全引擎的运算速度与软件运算要快好几倍。这主要是因为威盛PadLock安全引擎承担了运算任务，它通过世界上最快的安全引擎达到比实时运算更快的效果。事实上，威盛PadLock安全引擎不仅让运算的速度更快，而且解放了处理器的处理能力，使用户可以自由处理自己的工作，比如流畅地播放电影。这是为什么有许多应用软件能提供和威盛PadLock安全引擎相似的功能，但威盛PadLock安全引擎更加出色的原因。

    基于硬件的加密和基于软件的加密，两者之间的主要不同点，对于数据的安全保护产生了实质的影响。




无威盛PadLock AES的处理器内核




威盛PadLock安全引擎AES 加密

通过对比，我们看到，在威盛PadLock安全引擎支持下，未加密的文本可以实时转化为安全信息，不会造成系统瓶颈。此外，与传统方式不同，威盛PadLock安全引擎进行了优化，不需要针对辅助芯片（Co-processor）增加额外的程序，并降低了可能由此引起的系统稳定性。同时，也避免了将安全引擎承担加密处理可能带来的其他事项。这些加密和保护功能是通过一些简单的额外设置实现的，如同增加或者减少指令这样简单。 开发者将得到完整的文件和一整套的常规设置，不用缴纳任何授权费和开发费就可以将这种易用、灵活的工具纳入到实际应用中。与威盛捆绑在一起的，还有全系列的软件开发工具包，这些开发商可以免费得到。

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在C3时代，威盛就凭借功耗上的优势在大做文章，而其处理器产品也真争气，确实在耗能上有所长处，以至于耗能几乎成为了威盛处理器的最大优点在宣扬，也由此赢得了不少工业用户的青睐，因为低耗能就意味着低热量和稳定。到了C7-M时代，我们看到耗能仍是威盛的优点。










从上面的对比数据来看，C7-M的功耗真的是很低，尤其是VIA C7-M ULV更是低的恐怖。

    现在，我们已经收到威盛送测的C7-M样机，具体的性能测试很快就会与大家见面。整体来看，威盛本次发布的C7-M拥有众多的创新和特色，尤其在安全和功耗上值得称道。至于性能，根据资料显示会比以往产品强悍很多，但具体测试还要看本文的后续报道。

转自中关村在线  http://cpu.zol.com.cn/22/221208.html

sqmax

对C3的印象就不是很好,感觉其对3D软件以及很多应用软件的支持不好!

何必有我

原帖由 sqmax 于 2005-11-30 17:18 发表
对C3的印象就不是很好,感觉其对3D软件以及很多应用软件的支持不好!

可能适合用在对性能要求不太高的低功耗场合

charlesc

就是原来CYRIX CPU

纳兰婷

长知识了~~