是什么让AMD如此难以平静?又是什么让大家期待代号为Nehalem 和相关平台呢?我们总结以下几点。第一,Nehalem CPU放弃FSB开始采用CPU内置内存控制器架构,从而拥有了类似AMD K8 CPU的看家技术;第二,Nehalem高端CPU具有QuickPath Interconnect总线(早期称CSI总线,下文简称QPI)与AMD CPU上采用的Hypertransport(简称HT总线,目前版本HT3.0)总线技术类似;第三,Nehalem桌面平台通过CPU的集成化得到的单芯片芯片组方案会改变下游配套设备的较大幅度变化。这也成为了Nehalem挑战“AMD抄袭论”的三大有力武器。
从总体技术角度来看,Intel和业界从来没有否定过AMD内置内存控制器和HT总线技术的先进性,不过倒是AMD近年常用HT总线互联的多核心CPU来为难Intel,说得委婉些AMD认为Intel的四核心CPU并非原生四核设计。的确,Intel多年来使用的将内存控制器至于北桥芯片的方案,需要CPU与北桥芯片间足够带宽的FSB(Front Side Bus,前端总线)来交换CPU缓存与内存间数据。虽然Intel也将FSB速度的不同用以区分产品高低定位,但以酷睿2架构产品(台式机)最低端FSB 800MHz到最高端FSB 1600MHz也可以看出FSB对现有Intel CPU的重要性,而这一重要性在高端应用尤其是服务器领域更为突出。
武器一:CPU内置内存控制器
CPU内置内存控制器与Intel现有放于北桥的内存控制器相比,其延迟短的优势不言而喻且极为突出,而与AMD K8架构的内置内存控制器相比,谁的效率更高现在还不得而知。但我们仍可以从容量和规格的角度来推测Intel Nehalem和K8/K10在内置内存控制器方面在落实到产品后的差异。
有不少人曾对45nm 4核心CPU 8.2亿个晶体管中被12M二级缓存占去的60%左右晶体管数量表示质疑,在FSB架构下Intel是不是必须通过不断增加二级缓存来弥补内存控制延迟较高的问题?是否因此造成庞大的晶体管数目和较复杂的制造难度?而反观AMD K8/K10 CPU,几年来二级缓存容量不升反降,性能受到影响却不大。那么Nehalem是不是要给我们同样的答案与方案?
从目前掌握情况看,Intel表示Nehalem 代号Bloomfield的四核心CPU会具有8MB二级缓存,“并不会因为内置内存控制器而让二级缓存缩水”。同时,Bloomfield也将集成3通道的DDR3内存控制器,超过现有AMD双通道DDR2控制器的方案和AMD规划中双通道DDR3的规划。显然,在规格和容量上Intel均后来居上了。
武器二:Quickpath Interconnect,QPI总线
除了内置内存控制器外,Intel将QuickPath互联总线引入了Nehalem CPU和平台中,其中只有代号Bloomfield 四核心CPU将支持QuickPath总线,这款CPU将通过QPI与北桥芯片Tylersburg-DT相连,而这颗北桥芯片的主要作用则是提供了两条PCIE 2.0 16X通道。Intel并没有说明在同一CPU内的四个或多个核心需要通过QPI连接,这与AMD方案不同。以双核心酷睿2双核心CPU效率表现来看,Intel的共享二级缓存互联双核架构是明显优于AMD HT互联下的双核架构(Nehalem 多核心内部是否由QPI连接有待确认,安腾多核心将采用QPI相连)。
对于桌面应用来说,QPI基本没有太多用武之地,它将被Intel更多用于服务器高端领域CPU与CPU、CPU与芯片组以及CPU与协处理器的连接。根据目前掌握的信息来看, Quickpath高速互连方式使得处理器与处理器之间的峰值带宽达到每秒96GB而AMD的HT 3.0传输速度为每秒41.6GB。
武器三:高度整合的单芯片设计
最后,我们来看看CPU内置内存控制器和QPI以及单芯片设计给周边设备带来的影响。从286、386时代的FSB与主频相同,到486、Pentium时代的倍频和FSB比例形成、再到Pentium4以及至今的Quad Pumped(四路并发,FSB频率是CPU外频4倍),FSB走过20多个春秋终于将从Nehalem开始消失。而与AMD K8桌面平台不同的是,Intel还提出了单芯片设计方案。
在Intel规划中,除了最高端的Bloomfield,后期的两款Nehalem产品都将采用单芯片方案。也就是说,Intel将彻底废掉现有的北桥,在剥离了内存控制器后变本加厉,把北桥所有功能拉入CPU中,其中最为重要的将是PCIE总线功能。这样,主板之需要提供一个提供USB、网络、音频、ATA等通用I/O接口的南桥芯片即可。如此一来,这对整个主板行业尤其是非Intel芯片组提供商将是极大的变化。想想现在非Intel芯片组正在忙于推广的整合显卡方案、显卡互联方案等等都要看Intel CPU的颜色,尤其是整合了GPU的Havendale核心的CPU。
总结
综上所述,内置内存控制器与QPI总线会给Nehalem带来怎样的性能表现是我们关注的目标,而其中内存控制器与CPU微架构和二级缓存等配合更是可以体现Intel与AMD不同的细节所在;至于QPI总线,对于桌面领域我们仍没有看到太多应用方案,而在高端服务器领域QPI已经提供了比HT3.0更大的带宽;除此之外,我们不要忘记Nehalem在桌面平台甚至移动平台上采用的单芯片芯片组设计方案,它将北桥所有功能全部置入CPU中,这彻底改变现有芯片组从技术开发等上游资源到芯片和成品市场下游的格局。而我们更加关注,这样一款内置了北桥功能的CPU还能否带给我们DIY玩家比现在更为灵活的超频等操作体验呢?
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