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

由于上代Prescott處理器功耗表現并未如理想,故新一代Core架構針對功耗上作出重良的改善稱為Intel Intelligent Power Capability技術,處理器在制程技術作出優化,例如采用先進的65奈米Strained Silicon技術、加入Low-K Dielectric物質及增加金屬層,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各運算單元,只有需要時才會被開啟,避免閑置時出現不必要的功耗浪費,稱為Sleep Transistors技術,此外,把核心各個Buses及Array采用獨立控制其VCC電壓,當這些部份被閑置時會被運作于低功耗模式中。
以往要實現達成Power Gating是十分困難,因為在元件開關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工作出現的延遲值,故此在Intel Intelligent Power Capability設計考慮到如何優化Sleep Transistor的應用,并確保不會因Sleep Transistors技術而影響效能表現。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,據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設計是單向存取,還需要透過北橋來讀取系統記憶體資料,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,更是需要經過FSB及北橋才能達至出現嚴重的延遲。
Intel Core微架構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的效率,傳統的雙核心設計每個獨立的核心都有自己的L2 Cache,但Intel Core微架構則是透過核心內部的Shared Bus Router共用相同的L2 Cache,當CPU 1運算完畢后把結果存在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。
相比現時K8的雙核心L2 Cache架構,也是比不上Advanced Smart Cache設計,因為共用L2 Cache能進一步減少了Cache Misses的情況,K8微架構在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發現讀取自己的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設計卻沒有以上需要,AMD已明確在下一代K8L微架構中加入相似Shared Cache技術,但K8L產品在AMD Roadmap中暫定于2007年H2才能登場。
Smart Cache架構還有很多不同的好處,例如當兩顆核心工作量不平均時,如果獨立L2 Cache的雙核心架構有機會出現其中一顆核心工作量過少,L2 Cache沒有被有效地應用,但另一顆核心的L2 Cache卻因工作量過重,L2 Cache容量沒法應付而需要傳取系統記憶體,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設計確實有點像K8的System Request Interface及Crossbar Switch的用途。此外,Intel Advanced SmartCache架構用在行動處理器上亦很有優勢,系統工作量不高或是處于閑置狀態下,Intel Core微架構可以把其中一顆核心關掉,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L2 Cache的需求量改變L2 Cache的大小,在不必要時關掉部份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閉,并沒法因應需求實時改變或關掉部份L2 Cache的容量以減低功耗。
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