酷睿架構(gòu)首款處理器測試 5大創(chuàng)新解析
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英特爾智能功率特性(Intel Intelligent Power Capability)

由于上代Prescott處理器功耗表現(xiàn)并未如理想,故新一代Core架構(gòu)針對功耗上作出重良的改善稱為Intel Intelligent Power Capability技術(shù),處理器在制程技術(shù)作出優(yōu)化,例如采用先進的65奈米Strained Silicon技術(shù)、加入Low-K Dielectric物質(zhì)及增加金屬層,相比上代90奈米制程減少漏電情況達1千倍。但最值得注意的是,Intel加入了細微的邏輯控制機能獨立開關(guān)各運算單元,只有需要時才會被開啟,避免閑置時出現(xiàn)不必要的功耗浪費,稱為Sleep Transistors技術(shù),此外,把核心各個Buses及Array采用獨立控制其VCC電壓,當(dāng)這些部份被閑置時會被運作于低功耗模式中。
以往要實現(xiàn)達成Power Gating是十分困難,因為在元件開關(guān)的過程需要消耗一定程度的能源,而且需要克服由休眠至恢復(fù)工作出現(xiàn)的延遲值,故此在Intel Intelligent Power Capability設(shè)計考慮到如何優(yōu)化Sleep Transistor的應(yīng)用,并確保不會因Sleep Transistors技術(shù)而影響效能表現(xiàn)。在Computex TW 06期間,Intel就曾展示一臺Core 2 Duo E6300(1.86GHz/2MB L2/1066MHz FSB)在沒有采用風(fēng)扇輔助下完全負載前景播放HD WMV9影片、背景同時不斷重覆Lame Audio Encoding WAV to MP3壓縮,經(jīng)過20分鐘后仍能保持正常運作,用手觸摸處理器散熱器表面只是微熱,相反北橋散熱器的溫度要比它還要燙手,很難想像這顆65W TDP的處理器竟有如高水準表現(xiàn),據(jù)Intel表示由于影片壓縮工作部份核心元件并不會被使用,會被關(guān)掉或是運作于低功耗模式中,縱使其他核心部份正部完全負載。
英特爾高級智能高速緩存(Intel Advanced Smart Cache)

Intel第一代雙核心處理器設(shè)計只是單純地把兩顆核心封裝在一起,并分享同一個Front Side Bus(FSB)頻寬,當(dāng)其中一顆核心使用FSB時,另一顆便需要等待另一顆的完成才能使用FSB,加上Intel FSB設(shè)計是單向存取,還需要透過北橋來讀取系統(tǒng)記憶體資料,均嚴重加重Intel的FSB工作量,兩顆核心亦沒有直接溝通的橋梁,如果CPU 0的L2 Cache需要讀取CPU 1的L2 Cache,更是需要經(jīng)過FSB及北橋才能達至出現(xiàn)嚴重的延遲。
Intel Core微架構(gòu)對此作出了大幅改良,全新的Intel Advanced Smart Cache有效加強多核心架構(gòu)的效率,傳統(tǒng)的雙核心設(shè)計每個獨立的核心都有自己的L2 Cache,但Intel Core微架構(gòu)則是透過核心內(nèi)部的Shared Bus Router共用相同的L2 Cache,當(dāng)CPU 1運算完畢后把結(jié)果存在L2 Cache時,CPU 0便可透過Shared Bus Router讀取CPU 1放在共用L2 Cache上資料,大幅減低讀取上的延遲并減少使用FSB頻寬,同時加入L2 & DCU Data Pre-fetchers及Deeper Write output緩沖記憶體,大幅增加了Cache的命中率。
相比現(xiàn)時K8的雙核心L2 Cache架構(gòu),也是比不上Advanced Smart Cache設(shè)計,因為共用L2 Cache能進一步減少了Cache Misses的情況,K8微架構(gòu)在CPU 0需要讀取CPU 1 L2 Cache的資料時,需要向System Request Interface提向要求并透過Crossbar Switch就把取讀資料,但CPU 0發(fā)現(xiàn)讀取自己的L2 Cache沒有該筆資料才會要求讀取CPU 1的L2 Cache資料,情況等同于CPU 0的L3 Cache,而共用的L2 Cache設(shè)計卻沒有以上需要,AMD已明確在下一代K8L微架構(gòu)中加入相似Shared Cache技術(shù),但K8L產(chǎn)品在AMD Roadmap中暫定于2007年H2才能登場。
Smart Cache架構(gòu)還有很多不同的好處,例如當(dāng)兩顆核心工作量不平均時,如果獨立L2 Cache的雙核心架構(gòu)有機會出現(xiàn)其中一顆核心工作量過少,L2 Cache沒有被有效地應(yīng)用,但另一顆核心的L2 Cache卻因工作量過重,L2 Cache容量沒法應(yīng)付而需要傳取系統(tǒng)記憶體,值得注意的是它并無法借用另一顆核心的L2 Cache空間,但SmartCache因L2 Cache是共用的而沒有這個問題。
Shared Bus Router除了更有效處理L2 Cache讀取外,還會為雙核心使用FSB傳輸進行排程,新加入的Bandwidth Adaptation機制改善了雙核心共用FSB時的效率,減少不必要的延遲,其實這個Shared Bus Router設(shè)計確實有點像K8的System Request Interface及Crossbar Switch的用途。此外,Intel Advanced SmartCache架構(gòu)用在行動處理器上亦很有優(yōu)勢,系統(tǒng)工作量不高或是處于閑置狀態(tài)下,Intel Core微架構(gòu)可以把其中一顆核心關(guān)掉,以減少處理器的功耗,不過卻可以保持4MB L2 Cache運是保持工作,而且Shared Bus Router更可以因應(yīng)L2 Cache的需求量改變L2 Cache的大小,在不必要時關(guān)掉部份L2 Cache以減低功耗,但在獨立L2 Cache的雙核心,如果要把其中一個Cache關(guān)掉,則必需要把其中一顆核心的L2 Cache資料移交出來,而且Cache亦會和核心同時被關(guān)閉,并沒法因應(yīng)需求實時改變或關(guān)掉部份L2 Cache的容量以減低功耗。
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