Conroe強在哪兒？Core vs K8架構(gòu)解析
Intel Core 微架構(gòu)很明顯是曾經(jīng)取得過巨大成功的 P6 微架構(gòu)的繼承者。不過，它加入了很多新的特性和設(shè)計，比如微指令融合技術(shù)、宏指令融合技術(shù)、內(nèi)存相關(guān)性預(yù)測和龐大的 SIMD 及浮點執(zhí)行資源。
與優(yōu)秀的 AMD K8 處理器的設(shè)計相比，采用 Core 微架構(gòu)的處理器是更寬、更有效率、更加亂序化的處理器設(shè)計。當我們對 Jack Doweck 提出“Core 微架構(gòu)中龐大的執(zhí)行資源需要 SMT 技術(shù)才能完全利用”的觀點的時候，Jack Doweck 表示不同意。全新的內(nèi)存相關(guān)性預(yù)測技術(shù)從指令級并行的層次上把 load 操作的并行性提高了一大塊，而 Core 微架構(gòu)強大的一級緩存與二級緩存帶來的高帶寬可以幫助處理器把執(zhí)行單元的利用率保持在與 Pentium M 處理器相近的水平上。這樣，與時鐘頻率相同的 Pentium M 處理器相比，Core 微架構(gòu)多出的三分之一的執(zhí)行資源可以獲得接近三分之一的性能提升。
那么，對 AMD 來說，是否意味著“Game Over”？首先，我們幾乎可以肯定，在 AMD 下一代的處理器上肯定會有一些明顯的變化。然后，現(xiàn)在還不能說 K8 處理器的生命周期已經(jīng)結(jié)束了。AMD 可以做的一種明顯的升級措施是增強其處理器的 SSE 執(zhí)行性能，可以通過增加執(zhí)行單元的位寬，或者增加浮點流水線中的執(zhí)行單元的數(shù)量。
為了保證浮點單元的實力得到充分的發(fā)揮，AMD 應(yīng)該提高處理器緩存的帶寬。舊的 K7 處理器的二級緩存相當慢，而 K8 處理器已經(jīng)可以把二級緩存能夠提供的帶寬加倍。我們可以期待 AMD 在未來的處理器的二級緩存上使用256-bit的總線位寬。
最后，AMD K8 處理器的整數(shù)性能也還有很大的提升空間。K8 處理器對 load 操作的亂序執(zhí)行并不優(yōu)秀，這是從 K7 處理器開始就存在的弱點。實際上，我們知道 AMD 的設(shè)計師對此非常清楚，但是在 K8 處理器上沒有做出改進非常令人驚訝。如果能夠更加有效的對 load 操作進行亂序執(zhí)行，即使不能達到 Core 微架構(gòu)所采用的內(nèi)存相關(guān)性預(yù)測技術(shù)的效果，也可以期待5%的性能提升。這也是 Pentium M 處理器能夠在某些類型的應(yīng)用程序中擊敗 K8 處理器的重要原因之一。
這些只是一些我們熟悉的方面。除此之外，可能還會有更多的措施可以使 K8 處理器延續(xù)的更久。
再來看一下采用 Core 微架構(gòu)的服務(wù)器產(chǎn)品Woodcrest，考慮到服務(wù)器應(yīng)用程序中能夠發(fā)揮指令級并行能力的地方并不多，Core 微架構(gòu)沒有應(yīng)用超線程技術(shù)應(yīng)該是它僅有的缺點。這個小缺點是 Core 微架構(gòu)的設(shè)計思想導(dǎo)致的，因為 Core 微架構(gòu)需要顧及服務(wù)器平臺、桌面平臺和移動平臺。這也許會使 Sun 公司和 IBM 公司在某些需要進行多線程應(yīng)用的服務(wù)器平臺上得到機會。不過，采用 Core 微架構(gòu)的4核產(chǎn)品 Tigerton 很快就要到來，也許可以彌補這個劣勢。那么，現(xiàn)在我們的讀者應(yīng)該清楚了：你很難從 Core 微架構(gòu)中找出明顯的缺陷。
不過，具有諷刺意義的是，就在一年前，Intel 還并不重視提升IPC（Instructions Per Clock）和ILP（指令級并行能力）。多核被認為是未來的發(fā)展趨勢，而單核的性能似乎無關(guān)緊要。因此在 Dobbs 博士的文章中曾經(jīng)提到“The free lunch is over”（免費的午餐結(jié)束了），他認為以后只有增大緩存才能帶來IPC的微弱提升，開發(fā)者把注意力集中在處理器的IPC效率上的日子已經(jīng)一去不復(fù)返了。一些研究者甚至認為，具有簡單的、順序執(zhí)行的架構(gòu)的處理器才是未來的方向。
我們卻非常懷疑“Threading is our only savior”（多線程是唯一的救世主）。Unreal 3 游戲引擎的開發(fā)者 Tim Sweeney 曾經(jīng)指出，在下一代游戲引擎中開發(fā)多線程的代碼是非常大的挑戰(zhàn)。寬流水線、高頻率的處理器被否定得有一些過快。NetBurst 微架構(gòu)的設(shè)計使用了 LVS 電路設(shè)計的策略來實現(xiàn)極高的頻率，而 Core 微架構(gòu)并沒有采用這種策略。但是，它仍然是一個采取極寬流水線的、采取亂序執(zhí)行策略的處理器，這是那些不想花費太大力氣在編寫多線程應(yīng)用程序上的程序員的免費的午餐。從這個角度來說，對雙核處理器發(fā)展的需求可能不會那么太迫切。讓用戶得到更高的性能是軟件開發(fā)者和處理器設(shè)計者共同的責(zé)任。是的，雙核是好東西，但是單核的性能仍然重要。
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