英特尔Core微架构技术特点简介

互联网 | 编辑: 杨剑锋 2006-08-01 17:43:00原创

 

    英特尔的“扣肉”已经成为现在最热门的话题之一,不少人都分不清“Conroe”(扣肉)和“Core(酷睿)”的区别,以为它们是指同一样东西,但事实上,Core是英特尔最新的一种处理器微架构,而Conroe只是基于Core微架构的桌面处理器平台的产品。以前英特尔在移动、桌面、服务器处理器平台上采用不同微架构,而现在,英特尔将分别推出的应用于服务器的Woodcrest,应用于桌面的Conroe,还有应用于移动平台的Merom,这三者都将采用统一的Core微架构。Intel下一代桌面处理器Conroe以及下一代笔记本处理器Merom都将采用相同的命名方式——Core 2 Duo,而Intel最高性能的桌面服务器芯片Woodcrest将命名为Core 2 Extreme,以区分于普通桌面/笔记本处理器产品。

     英特尔对自己新的Core微架构充满信心,而业界也对Core充满着期待。那么,究竟Core有些什么新的技术特点呢?

     Core微架构是由Intel位于以色列海法的研发团队负责设计的,而Intel最新的X86微架构Yonah同样出自该设计团队之手,事实上,我们可以说Core微架构是在Yonah微架构基础之上改进而来的。Core微架构拥有双核心、64bit指令集、4发射的超标量体系结构和乱序执行机制等技术,使用65nm制造工艺生产,支持36bit的物理寻址和48bit的虚拟内存寻址,支持包括SSE4在内的Intel所有扩展指令集。而且它采取共享式二级缓存设计,2个核心共享4MB或2MB的二级缓存,这一特点也使得那些批评英特尔的双核架构是假双核的人哑口无言了。

      缩短后的14级流水线
  
      基于Core核心的Conroe处理器的流水线从Prescott核心的31级缩短为14级,与目前的Pentium M相当。大幅度缩短后的流水线,虽然频率提升潜力会有所下降,但这使得延迟时间大大减低,效率也高得多。
      另外,Core采用改进后的分支预测设计,这使它拥有更优秀的分支预测能力,避免了流水线周期的浪费。这些都使得Conroe处理器的性能比基于前代核心的产品性能提高不少。

      超强的四组指令编译器

      Core微架构的最大变化之一,就是采用了四组指令编译器,也就是四组解码单元。这四组解码单元由三组简单解码单元(Simple Decoder)与一组复杂解码单元(Complex Decoder)组成。

       另外,Core采用微指令融合技术,可以减少微指令的数目,这相当于在同样的时间内,它能实际处理更多的指令,显著提高了处理效能。而且,减少微指令的数目还能降低处理器的功耗。
 
       更强大的内存I/O能力

       Core微架构采用大容量的共享式二级缓存。这种设计不仅减少了缓存访问延迟,提高了缓存的利用率,而且还可以使单个核心享用完全的4MB缓存。一级缓存和二级缓存的总线位宽都是256-bit,从而可以给核心提供最大的存储带宽。这些都有效地提高了系统的内存I/O能力。     
       此外,Core微架构提供内存数据依存性预测功能,可在处理器将数据回存内存的同时,预测后继的加载指令是否采用相同的内存地址,并将未采用相同内存地址的后继指令加载到指定位置。而增强的“预先加载机制”可根据应用程序数据的行为,进行指令与数据的预先抓取动作,让所需要的内存地址数据,尽量存放在缓存中,减少读取内存的次数。这些大大改善了内存读取效率,缩短了内存存取的延迟。

       改善的智能电源管理能力

       Core微架构具有智能电源管理能力(Intelligent Power Capability),在处理器内各功能单元并非随时保持启动状态,而是根据预测机制,仅启动需要的功能单元。在Core微架构上,新采用的分离式总线(Split Buses)、数字热感应器(Digital Thermal Sensor)以及平台环境控制接口(Platform Environment Control Interface)等技术将带来明显的省电效果,这将大大降低功耗。


       Core微架在降低耗电量的前提下,能够达到较高的效能,不能不说它是一款成功的设计,同时,Core微架构的出现,也标志着处理器的发展已经从一味追求高性能向追求高效的性能功耗比方向发展了。


       在Core微架构的推出后,英特尔并不会放慢推出新的微架构的脚步。英特尔首席执行官欧德宁曾表示,每隔二年,英特尔就会采用新的“微架构”。在Core架构之后,新的Nehalem 和Gesher则将会分别在2008和2010年问世。

 

 

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