2006 Spring IDF台北/北京場特別報導:Intel Core微架構統一電腦平台處理器市場
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2006-05-10 00:00
前言:
經歷了一年的醞釀之後,Intel終於在本次峰會向外界披露了他們號稱兼顧“性能、功能與節能”的新的處理器架構,新的微處理器架構命名為Core,並且自此之後,從桌面PC何姓、行動式核心以及伺服器核心都將採用此統一的架構。
自2000年發佈Pentium 4以來,Intel的道路走得有些曲折,以追求高頻為目標的NetBurst架構,在跌跌撞撞走過6個春秋之後終於要拉上不捨的帷幕。而終結這個錯誤產品系列的便是在此次大會發佈的Core架構。Intel Core微處理器架構為俱備最佳化電源使用效益的處理器提供開發基礎,延續Intel Pentium M系列架構的省電設計理念,並加入了許多先進創新技術以及現有Pentium 4的寬資料通道、串流指令等優秀技術。
65 nm製程所帶來的驚喜
製程進步給產業帶來的影響是不言而喻的,每一次製程的進步都像跨上了一級臺階一樣會為廠商帶來更多的可能性,誰掌握了最先進的製程技術誰將立於產業發展的前端。相對於之前Proscott核心,Core核心第一個也是最根本的改進之處便是採用了65 nm製程。Intel對於65 nm技術的應用已不是新聞,不過基於該技術所開發出來的Core核心卻是一種突破。
新的65 nm製程繼續使用矽化鎳柵極、1.2 nm二氧化矽柵極電介質、低K碳雜氧化物、銅互連技術,並且在原有技術基礎上面升級了應變矽技術,將金屬傳導堆疊層增至8層,減少柵極節距至220 nm,採用更新的蝕刻技術。增加了晶片電晶體的密度,提高了電晶體的效率。
之後Intel所有的Core系列處理器都將基於與Core Solo/Core Duo同樣的65 nm製程,按照Intel的說法,新製程可以帶來20%的性能提升與30%的功耗節省。Intel技術長Justin Rattner並宣佈了2007年Intel將進入45 nm製程,同時再次實現20%的性能提升與30%的功耗下降。
五大創新助力Core一統三大領域:
此五大創新便是,寬動態指令執行、高級數位媒體增強、智慧緩存加速、智慧電源管理、智慧緩存技術。
* 14級指令執行管線與4組指令編碼器
在架構變化當中,Core核心首先採用的就是將處理器管線縮減為14級,其次一個特點就是內建了4組指令編碼器。管線越長,頻率提升潛力就越大,但是如果一旦發生分支預測失敗或者緩存不中的情況就會帶來更長的延遲週期。可以說管線是一把雙刃劍,使用不好的話傷人傷己。由於新架構首先瞄準的如何控制能耗,並且參照NetBurst一味提升頻率所帶來的慘痛教訓,因此在晶片發熱量的問題還沒有解決之前,頻率提升反而會招來相反的效果。由此來看,Core要突破4 GHz似乎在短期之內不太可能了。另外,由於縮減了管線,所以Core目前發佈的資料來看,不支援超線程技術。
Core架構更是融合了一直只在Pentium M處理器上面採用的Micro-Op Fusion(微操作融合)——可以允許將一定數量的編碼指令捆綁在一起發送到管線執行單元;與Macro-Op Fusion(巨集指令融合)技術——允許下x86指令在編碼之前進行“融合”並當作單獨指令送往管線。
* 先進數位多媒體應用增強支援
Core微處理器架構另外一個重要的改進就是增強的對多媒體應用的支援。Core架構提供了完整的128位元寬的SSE執行單元,一個頻率週期可執行一個128位元的SSE指令。配合完整的128位元SSE執行單元,以及龐大的執行單元數目,Core微處理器架構可在一個頻率週期內,同時執行128位元乘法、128位元加法、128位元資料載入與128位元資料回存,或著是4個32位單倍浮點精確度乘法與4個32位元單倍浮點精確度加法運算。
* 智慧電源管理
Prescott核心失敗的最大因素就是恐怖的功耗問題,可以說,Prescott架構的發佈是用Intel的技術與市場推廣繁榮了散熱器市場。因此在Core內核架構當中對於功耗控制,Intel是下足了功夫。不過所謂的“下足了功夫”其實也就是引入了在Pentium M、Yonah行動式處理器上應用的諸多節能技術,並加以改良。不僅在內部功能單元上做“按需啟動”的處理,連匯流排也設計了類似的技術——Split Buses(分離式匯流排)技術。
如同Yonah一樣,Core架構在處理器數個最容易發熱的位置放置了數位熱量感測器,通過專屬控制電路監控處理器熱量與運行模式,並在內核預留平臺環境控制介面可將處理器實際溫度回報系統,調整風扇運行模式。
結語:
Intel行動式處理器各項優勢技術早就讓桌面用戶垂涎多時,現如今Intel將最好的迅馳平臺處理器架構技術引入到桌上型、行動式、伺服器三大領域無疑是明智之舉。Core架構的發佈可以預見會是Intel投入處理器市場一塊非常有分量的“石頭”,它所激起的“浪花”與“聲響”絕不可低估。