史上最牛Intel Nehalem架构解析

时间:2008-11-29   来源:小熊在线   网友评论:0   人气: 1639 作者:

IDF大会骄子:Nehalem

以下这张照片是Ronak Singhal先生,他在Intel工作,他正在向大家问好。.cn

他现在正在聚精会神的演讲,但是相信我,他不是油腔滑调的人。因为他就是Intel下一代Nehalem处理器的架构设计师。

从下面这张Intel最为知名的tick-tock“嘀嗒”路线图中,我们就可以看到,Nehalem处理器就是目前Intel最新一代的微架构处理器产品线。

这是一代全新的体系架构,至少它比Penryn处理器要新。不过它仍然是基于45nm制造工艺技术的处理器。在制程方面出次登场的Nehalem与Penryn是一样的。在下一年,我们就能看到32nm制造工艺版本的Nehalem处理器,而届时它的研发代号也另叫作Westmere。另外更新的一代研发代号Sandy Bridge将采用全新的架构,同样也是使用32nm制程。但是今天我们要讲述的主角就是——Nehalem。

最近Intel正式发布了Nehalem核心的处理器LOGO标识,那就是传说中的Intel Core i7微处理器。我们询问了Intel方面的人,为什么这款处理器会叫这个名字。我们得到了Intel方面人员积极的回应,Intel仅仅是发布了一个庞大阵容的产品线,但是并没有具体的处理器规格和型号。因此尽管这款处理器叫做Core i7,但是我仍然喜欢称它为Nehalem,在整篇文章中,我也会一直这样称呼它

 

第一印象:Nehalem概述

首先,让我们来看看这个图表。小熊在线www.beareyes.com.cn

这是Nehalem内部的一个单独的处理核心,请注意,你在市场中绝对不会买到这样的产品,因为它只是处理器其中的一个处理核心,它并不包含内存控制器,L3高速缓存,还有Intel为多核心处理器所设计的许多部件。这张图表绘制的相当精确全面,这是Nehalem处理器中完整的执行核心,它绝对不是1/3的处理核心,它包括乱序执行单元和完整的逻辑电路。有了这些部分,才算是一个完整的高级处理核心。现在你可以明白为什么说嵌入式的Intel Atom处理器算是一个高级的处理核心了吧。小熊在线www.beareyes.com.cn

Nehalem中单独的处理核心,并不是由大规模的高速缓存组成的。大概仅有1/3的芯片面积用来做L1和L2的高速缓存。另外1/3用来部署乱序执行单元引擎和其他零碎的部件。最后1/3的面积用来实现解码单元的功能,分支预测逻辑判定功能,内存的排序和页处理功能。小熊在线www.beareyes.com.cn

除了单独的处理核心之外,Intel还未所有的处理核心设计了8MB超大L3高速缓存。它可以很显著的改善各个核心之间的负载平衡。小熊在线www.beareyes.com.cn

在上面这张图表中,我们可以看到完整的Nehalem四个处理核心。同时也能在下面看到超大容量的L3高速缓存,I/O控制单元,内存控制器电路和传说中的QPI互联总线。在桌面级别的Nehalem处理器,将会有1条QPI链接,即QPI 0。而在服务器和工作站级别的Nehalem处理器,将会有2条QPI链接,即QPI 0和QPI 1。小熊在线www.beareyes.com.cn

Nehalem架构采用的是高可升级性和模块化的设计。因此你会看到双核心和四核心的版本,在2009年甚至会看到8核心的版本。小熊在线www.beareyes.com.cn

甚至某些版本的Nehalem处理器还将包含一个图形核心。它将不属于Nehalem内部的处理核心,很快我们就会看到这个版本的处理器。要说明的是,这颗图形核心并不是基于Larrabee架构,它很有可能只是沿用了当前的G45显示核心架构。

 

全新架构:不是另一个Conroe

如果拿Pentium 4和Conroe来做比较那么他们之间的差别就像是黑夜与白天之间那么明显。P4所采用的NetBurst架构纯粹就是为了追求时钟速度的极限。而Conroe则刚好相反,只追求时钟周期执行效率。他们在架构设计思想方面,有本质的不同。Pentium 4需要做极大的软件方面优化,才能更进一步提高硬件的物理效能,此后Intel从中吸取了这个教训,不在期望通过编译器和代码优化来提高硬件的性能。他们在重新设计新一代处理器架构的时候,采用了模块化的设计思想。


 

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