此文为清华大学硕士生雨潇撰写，于2006年5月发布在超频网。本文创作背景是，当时intel发布酷睿2在即，国外很多网站都有非常多的架构分析文章。为了让国内的读者更熟悉这款产品，我找到当时的热心读者雨潇，找他约稿。他通过对外文资料的阅读与理解，将很多内容编纂到一起，并加入了自己大量原创的分析，最终成文。文章内容深入浅出，将酷睿2架构进行了全面的分析，堪称经典，值得长久的收藏与回味，也能学到大量的处理器相关知识，并作为典范级技术流玩家的能力展示于此。。
Intel Core微架构解析
作者：雨潇
时间：2006-04-26
引言
近年来，Intel 原本寄以厚望、号称频率将提升至10GHz的 NetBurst 微架构屡遭重创。采用90nm制造工艺的 Prescott 遭遇功耗过高、散热困难的问题，原定推出的4GHz的 Pentium 4 580被无限期推迟。而后继产品，原定时脉超过5GHz的 Tejas 惨遭腰斩，6GHz的 Nehalem 也无疾而终。NetBurst 微架构遭遇无法解决的功耗问题，发展受阻，固然有90nm制造工艺漏电严重的影响，但是 Intel 同样采用90nm制造工艺的移动平台的 Dothan 处理器却在功耗方面有良好的表现。这使我们不得不认为，功耗问题多半是由 NetBurst 微架构先天设计上的缺陷引起的。与此同时，竞争对手 AMD 的 K8 处理器在性能和功耗两方面都表现良好，正在桌面和服务器平台上侵占原本属于 Intel 的市场，势头迅猛。这也迫使 Intel 只能选择重新研发兼具高性能与低功耗的微架构。
2006年3月上旬，Intel 于美国旧金山举办了2006年度的春季 IDF 大会（Intel Developer Forum）。在这届 IDF 大会上，有一个万众瞩目的焦点：Intel 宣布下一代处理器将采用的 Core 微架构。这也使得今年的 IDF 大会成为近几年来最激动人心的一次。在去年秋季的 IDF 大会的开幕主题演讲中，Intel 的执行长官 Paul Otellini 就曾经指出，未来处理器的技术发展重点将是“性能功耗比”（Performance per Watt）。而这届 IDF 大会的主题更加明确：功耗最优化平台（Power-Optimized Platforms）——与 Core 微架构紧密相关。根据 Intel 的说法，采用新的 Core 微架构的处理器将在整数性能和商业计算方面得到极大的飞跃，肯定将超过竞争对手 AMD 的产品。更加美妙的是，拥有这样强悍性能的 Core 微架构在功耗方面将比前任大幅下降，从而完美的体现了这届 IDF 大会的主题。
Core 微架构是由 Intel 位于以色列海法的研发团队负责设计的。该以色列团队早在2003年就因为设计出兼具高性能与低功耗的 Banias 处理器而闻名天下，Core 微架构也是他们在 Yonah 微架构之后的最新杰作。Core 微架构很早就出现在 Intel 的计划之中了，早在2003年夏天 Intel 就曾经隐约提到过，原定是 Centrino 平台的第三代 Napa 平台后期和第四代 Santa Rosa 平台所采用的处理器。没想到由于 NetBurst 微架构的失败，Core 微架构被 Intel 改弦易辙，推上前台，被赋予了取代 NetBurst 微架构、一统桌面、移动与服务器平台的历史使命。
之前，Intel 最新的 X86 微架构是出自以色列设计团队之手的 Yonah 微架构。而 Yonah 微架构被认为是从古老的 Pentium Pro 架构（P6 微架构）演变而来的。与之前 Pentium 4 采用的 NetBurst 微架构发布时提供的详细文档和资料相比，对 Yonah 微架构，Intel 只披露了很少的相关资料，而且 Intel 很可能将继续对关于 Core 微架构的详细资料守口如瓶。在这种情况下，本文集中了目前可以得到的所有资料，将是业界详细了解 Core 微架构的好机会。
Intel 的新核心已经拥有多个名字。以色列团队在设计之初，采用 Merom 作为开发代号。Merom的原意是约旦河附近的一个湖，这也是 Intel 的一个有趣的习惯——采用研发团队居住地附近的地名作为产品的开发代号。然后，Intel 在2005年开始大规模宣传该微架构的时候，把它描述为“下一代微架构”（Next Generation Micro-Architecture，简称NGMA）。而在今年的IDF大会上，Intel 把它正式宣布为“Core 微架构”（Core Micro-Architecture）。本文也将采用“Core 微架构”作为对新核心的正式称谓。在 Intel 的 Roadmap 上，“Core 微架构”的移动平台的产品代号为“Merom”——以色列团队一开始采用的研发代号，桌面平台的产品代号为“Conroe”，而服务器平台的产品代号为“Woodcrest”。
听完了 Intel 的说法，你也许还是对 Core 微架构的性能没有一个清晰的概念，或者有所怀疑。那么，在进入正文之前，我们先看一看下面展示的 Core 微架构的桌面产品 Conroe 在 SuperPi 1M测试中的表现：3.1GHz下16s时间完成！已经打破之前的世界纪录。采用 NetBurst 微架构的 Pentium 4 处理器超频到6GHz左右，或者 AMD 的 K8 处理器超频到4GHz左右，在这个测试中的速度都是20s左右。当然，SuperPi 测试并不能全面反映处理器的性能，而且，在进一步阅读了后面的 Core 微架构的更全面的测试之后，你会发现 SuperPi 测试算是对 Core 微架构最有利的测试之一。不过，这并不影响 Core 微架构给我们带来的震撼感。
图1 Conroe 处理器进行 SuperPi 测试
本文中，我们首先将带领读者来了解 Core 微架构的秘密，并对其中各个功能单元进行详细的分析。为使读者对 Core 微架构的改进有清晰的概念，我们总是把 Core 微架构和 Yonah 微架构以及 NetBurst架构放到一起进行对比。如果你只想知道采用 Core 微架构的处理器在性能上究竟能达到怎样的高度，那么可以跳过前面的架构解析部分，直接阅读后面的性能评测部分。如果你不仅想“知其然”，还想“知其所以然”，那么，架构解析部分应该可以给你一个比较清晰的概念。 |
本帖子中包含更多资源
您需要 登录 才可以下载或查看，没有帐号？注册
x
|
收藏
转播
来自安卓客户端
