革命即将开始Nehalem处理器技术解析

互联网 | 编辑: 李凯男 2008-02-17 00:30:00转载 返回原文

2008年,当大家都在期待着45nm的Penryn处理器普及的时候,已经靠酷睿微架构打拼了两年的Intel再次着手推出新一代处理器——Nehalem。从Intel的构想来看,Nehalem仅仅是“Tick-Tock”硅与微架构发展战略的一步而已。不过这一步给我们带来的震撼将远远超过当年的酷睿2处理器取

爆发,在2009年

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2008年,当大家都在期待着45nm的Penryn处理器普及的时候,已经靠酷睿微架构打拼了两年的Intel再次着手推出新一代处理器——Nehalem。从Intel的构想来看,Nehalem仅仅是“Tick-Tock”硅与微架构发展战略的一步而已。不过这一步给我们带来的震撼将远远超过当年的酷睿2处理器取代奔腾的处理器。

取消FSB、整合显卡、“真”四核、采用QuickPath互联系统架构(QuickPath 将包括集成的内存控制器技术以及改善的系统组件间通信链路,在多处理器作业下,每个核心之间可以互相传送数据,并不需经过芯片组,从而大幅提升整体系统性能)……Nehalem的种种特性又一次将我们的好奇心勾起,要去对Nehalem做一番深入的探寻。

你知道吗:Intel的“Tick-Tock”硅与微架构发展战略

“Tick-Tock”可以分为“Tick”与“Tock”,其中“Tick”代表新的制程,比如65nm、45nm,制程的升级通常在奇数年,比如2007年;而“Tock”代表微架构的升级,比如从酷睿2到Nehalem,通常在偶数年,如2008年。因此,“Tick-Tock”的一个周期大约为两年。这也是Intel为迎合未来十年甚至更远的处理器市场发展制定的战略计划。

Nehalem出世,主板无事?

之前的种种迹象都表明,基于Nehalem微架构的处理器将集成北桥芯片、集成显示核心。确实是个很强大的处理器。这样的话,我们的主板厂商基本就没有什么多余的事可做了,在一个PCB板上装一个南桥芯片,再加几根内存插槽、PCI-E插槽和一些必要的接口就可以完事了。但从现在来看,这暂时还是个美好的期望,至少Intel不会让你一下子就得到了一个“终极版”的处理器。

既然是做什么事都要循序渐进,我们就来看下,我们首先能得到什么东西吧。在今年第四季度,我们会看到基于Nehalem微架构的Bloomfield处理器出现在我们眼前。而在2009年的第一季度(也可能推迟到第二季度),同样是基于Nehalem微架构的Lynnfield也将亮相,最后,到了2009年的第二季度,真正的“终极版”的处理器Havendale将出现在我们的视野中。而“集成北桥芯片、集成显示核心,以及让主板下课”等言论正是基于Havendale得出来的。

Nehalem处理器长啥样

Bloomfield——原生四核

我们首先来看看离我们最近的Bloomfield处理器,首先,它和Penryn一样采用了45nm制程。而且四核版本也不像之前的Yorkfield采用两个双核封装的架构,四个核心都共享一个L2缓存,这无疑会让处理器的性能大大增强,虽然容量只有8MB,但效率肯定会比现在Yorkfield的6MB×2的更高。Bloomfield还支持类似于当年超线程技术的SMT (Simultaneous Multi-Threading,同步多线程技术)。

从Bloomfield开始,Intel会取消FSB这一设计,改用QuickPath 互联技术,从宏观的角度上来看,这与AMD的HT技术有异曲同工之处。接口方面,我们也不得不抛弃已经陪伴我们多年的LGA 775接口而使用LGA 1366接口。

Bloomfield平台架构图

当然,基于Nehalem微架构的Bloomfield的面世并非代表采用酷睿架构的Penryn将退市,Penryn将配合G43等整合主板来抢占低端市场(在DIY硬件产品中,现在的高端产品两年后变成低端产品,这是无法改变的宿命,“从古至今”都是这样)。

Lynnfield——原生四核、集成北桥

之后推出的Lynnfield处理当然是拥有Bloomfield的一切优点——共享L2缓存的原生四核处理器、拥有SMT技术等。不同的是这款处理器集成了传统北桥芯片的大部分功能:内建内存控制器,支持双通道的DDR3内存。内置的PCI-E接口可支持一个PCI-E2.0规范的PCI-E ×16接口或两个PCI-E ×8。此外还支持CrossFireX技术(AMD的四显卡互联技术)。

集成北桥的Lynnfield平台架构图

因为已经在处理器内部集成了北桥的主要功能,所以Lynnfield并不像Bloomfield那样支持QuickPath 互联技术,也没有什么“FSB”可言。不过接口又变了,变成了LGA 1160。不过这对于一款“里程碑”式的处理器来说,接口的改变对消费者来说并不过分,因为主板上的北桥都被取消了。以前的主板拿来也没法在这款处理器上使用。

Havendale集成北桥、整合显卡

Havendale——集成北桥、整合显卡

在Nehalem微架构的处理器中,最让人兴奋的当然非Havendale莫属,与Lynnfield的不同之处除了它不是四核而是双核处理器外,其他Lynnfield有的东西它都有(需要注意的是内存控制器和PCI-E接口和Lynnfield不同,不是“原生”的),不过却多整合了一样非常重要的东西——显示核心。

这个显示核心支持DX10、SM4.0和OpenGL2.1。采用Unified Shader 架构, Shader 运算单元数目由G45的10个增加到12个。在我们关心的高清视频解码方面,这个显示核心支持MPEG2、VC-1和H.264的硬解码,也就是说这会让低端的显卡和整合主板完全失去市场。当然,在现阶段要求整合的显卡能跑得比中端显卡还快,还是不现实的。接口方面,也会采用与Lynnfield兼容的LGA 1160。

集成北桥、显示核心的Havendale架构图

除了不集成北桥的Bloomfield外,Lynnfield和Havendale集成的南桥部分都是Ibexpeak。Ibexpeak采用65nm制程,支持6个SATA2.0接口、14个USB2.0接口、8个PCI-E ×1接口。而Ibexpeak本身也会分为Digital Home和Digital Office两个版本。

Nehalem家族处理器特性一览

 

集成北桥

集成显示核心

搭配南桥

发布时间

Bloomfield

ICH10

2008Q4

Lynnfield

Ibexpeak

2009Q1

Havendale

Ibexpeak

2009Q2

作为新一代的处理器,作为消费者的我们当然更有理由去关心它的能耗问题。虽然现在我们的“产品评测中心”无法对Nehalem微架构的处理器进行实际的评测,但仍可以根据Nehalem的一些特性看出一些端倪:1.Bloomfield和Lynnfield都是原生四核设计且遗传了酷睿2的优点,参考以前AMD的Athlon X2系列与Intel的Pentium D和酷睿2系列,这种设计显然可以大幅度地提高处理器的运行效率;2.45nm制程带来的优异表现;3.SMT技术也能在一定程度上对性能有所提升;4.增加了SSE4.2指令集。 根据以上的四点,我们完全有理由相信基于Nehalem微架构的Bloomfield、Lynnfield和Havendale完全能超越现在的酷睿2系列成为下一代处理器的接班人,而且这条路会如现在的酷睿2处理器那样理所当然地走得非常顺,而且有了Intel的“Tick-Tock”发展战略后,以后的升级也是理所当然,而不是如当年的Pentium4处理器那样走到穷途末路后,才有了酷睿2处理器这个接班人。

编辑观点

编辑观点:

本报编辑 吴锟

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Intel的宏伟战略、AMD的先见之明与NVIDIA的埋头苦干

纵观整个基于Nehalem微架构的处理器,从Bloomfield到Lynnfield再到Havendale,都是一个循序渐进的过程——Bloomfield是原生的四核处理器、Lynnfield原生四核且集成了北桥,Havendale虽然是双核,但却集成了北桥和GPU。这样做的好处就是可以让基于改良酷睿核心的Penryn处理器有更长的生存空间,而不是突然就把以前的CPU“革命”了。还有个问题就是,我们发现Bloomfield的接口采用的是LGA 1366而不是我们熟悉的LGA 775,但到了Lynnfield和Havendale时代,接口又变成了LGA 1160。接口的频繁变化对于消费者来说也会造成一定的选购困惑。对于用户来说,Bloomfield、Lynnfield似乎都是过度性产品,或许我们还要再等待,如果你想获得那个集成了北桥和GPU的“终极版”处理器Havendale的话。

但以上所说的仅仅是一场充满了血腥战争的开始!让我们再把目光放远一点,就会发现从现在起,Intel、AMD甚至NVIDIA这三大巨头,要是谁走错一步,就可能步步受制于人,或者直接出局。

Intel确实是个技术领先的巨人,可以按照自己的步伐一步一步地前进,而不受他人影响。反而是其他人还要跟着Intel的步伐前进——Intel走快,其他人就得跑,Intel打个盹,其他人就可以喘口气。

作为这么多年来一直对Intel“纠缠不休”,或者说是坚持不懈的AMD来说,在收购ATI以后,度过了非常困难的一年,就连他们的首席财务长Bob Rivet也说,2007是“The Bad and The Ugly”的一年。的确,从经济上来看,AMD收购ATI付出了太多经济上的代价,不仅让企业举步维艰,让大家看得到的成果也仅仅是主板芯片组方面的。还间接导致开发速度变得迟缓,在酷睿2处理器盛行的时候仍然只有用沿用了多年的K8架构的处理器进行防卫性的还击,以及大幅降价的攻击取得一些“战果”。最近推出的基于K10的Phemon处理器也未能让这种现象有所改观。当大家都在谈论AMD收购ATI是个失败之举的声音越来越大的时候,AMD抛出了整合了显示核心的处理器Fusion的计划。那个时候,我们从AMD CEO 鲁毅智的眼中仿佛看到了一点什么不同。

另一方面,对于推出新品速度非常迅速且能迅速占领显卡、主板芯片市场的NVIDIA来说,2007年是春风得意的一年,在2008年的显卡和主板芯片上仍然会当仁不让地占据着一个非常有利的局面。不过这种局面到了2009年却会发生一个有趣的逆转,那时候,都集成了显示核心甚至是北桥的Intel和AMD会对NVIDIA说:“我不需要你了,你老实地去做你的高端显卡吧。”很显然,NVIDIA是绝对不会让这种情况出现的,无论如何也不能让自己“崩盘”。其实他们也早已经有了制造CPU的计划,不过对于外界,他们的这一举动显得相当低调。即使是作为局外人,我们也能感受到要让从来没有CPU开发经验的NVIDIA来做一件之前没有自身经验可参考的事是多么的困难,会在开发过程中体验无数次的失败。但他们必须得做,而且是要在2009年之前把这个东西给做出来,否则,或许就是死路一条。

离我们并不遥远的2009年绝对是可以被载入IT硬件业历史的一年。在这一年,整合主板、低端显卡将彻底远离我们的视线,从我们的记忆中消失,因为集成了显示核心的GPU会完全取代它。在这一年,没有了北桥芯片的主板变成了一个“驱壳”,或许我们从此就没有了P965、P35等以北桥芯片命名的主板的称呼,或许以199元的价格就能买到一块主板。这一年,我们使用的PC会发生翻天覆地的变化——它会变得轻巧、更便宜、性能更高、价格更便宜。

K男观点: 这里就不占用太多篇幅,K男写了一篇关于Nehalem处理器技术解析文章,详情请点击《整合时代大变革 解析Nehalem处理器

 

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