Conroe為何如此強?簡析酷睿五大創新
許多朋友經常會問,為什么Intel新一代Conroe處理器性能會如此強?相比之前的奔騰4、奔騰D簡直是天壤之別。實際上,新一代Conroe處理器基于的Core(酷睿)微架構相比之前的Netbrust架構有80%以上的部分是重新設計,并且加入了5大創新技術。
Intel寬位動態執行(Intel Wide Dynamic Execution)
當今衡量一款處理器的性能水平,已經不能再單純的以頻率的高低考量,而是更強調“每瓦特性能”,也就是所謂的能效比。性能=頻率×每個時鐘周期的指令數 是Intel新提出的對性能的創新理解,Intel寬位動態執行的出發點,就是為了提升每個時鐘周期完成的指令數升,從而顯著改進執行能力和能效。
Intel酷睿微架構擁有4組解碼器,相比上代Pentium Pro(P6)/PentiumII/PentiumIII/Pentium M架構擁有3組可多處理一組指令,簡單講,每個內核將變得更加寬闊,這樣每個內核就可以同時獲取、分配、執行和退回多達4條完整的指令。
Intel酷睿微體系結構在提升每個時鐘周期的指令數方面做了很多努力,例如新加入宏融合(Macro-Fusion)技術,它可以讓處理器在解碼的同時,將同類的指令融合為單一的指令,這樣可以減少處理的指令總數,讓處理器在更短的時間內,以更低的功率處理更多的指令。為此Intel酷睿微體系結構也改良了ALU(Arithmetic Logic Unit)部份以支持宏融合技術。
Intel智能功率能力(Intel Intelligent Power Capability)
Intel智能功率能力,可以進一步降低功耗,優化電源使用,從而為服務器、臺式機和筆記本電腦提供個更高的每瓦特性能。新一代處理器在制程技術方面做出優化,采用了先進的65nm Strained Silicon技術、加入Low-K Dielectric物質及增加金屬層,相比上代90nm制程減少漏電情況達1000倍。
值得注意的是,Intel加入了超精細的邏輯控制機能獨立開關各運算單元,具體來講,酷睿微體系結構采用先進的功率門控技術,來充分利用該微架構的超精細邏輯控制。以往功率門控技術實現起來十分困難,因為元件開關過程需要消耗一定的能源,而且由休眠到恢復工作也會出現延遲,但Intel酷睿微體系結構已經解決這些問題。
通過該特性,可以智能的打開僅僅是當前需要的子系統,而其他部分則處于休眠狀態,這樣將大幅降低處理器的功耗及發熱。
Intel高級智能高速緩存(Intel Advanced Smart Cache)
以往的多核心處理器,其每個核心的二級緩存是各自獨立的,這就造成了很多應用下,二級緩存不能夠被充分利用,并且兩個核心之間的數據交換路線也更為冗長,必須要通過共享的FSB和北橋來進行數據的交換,負擔很大,嚴重影響了處理器工作效率。
而Intel酷睿微結構體系結構,采用了共享二級緩存的做法,有效的加強了多核心架構效率。這樣的好處是,兩個核心可以共享緩存內部的數據計算據結果,而不是通過FSB和北橋再進行外圍的交換,大幅增加了緩存的命中率。
Intel高級智能高速緩存還有其他方面的優勢,每個核心都可以動態支配100%的全部緩存。例如某一個內核當前對緩存的利用很低,那么另一個內核就可以動態的增加占用二級緩存的比例。Intel酷睿微體系結構可以把其中的一個內核關閉以降低功耗,但卻可以保持全部緩存在工作狀態,當然也可以根據需求關閉掉部分緩存來降低功耗。
這樣可以降低緩存的命中失誤,減少數據延遲,改進處理器效率,增加絕對性能和每瓦特性能。
Intel智能內存訪問(Intel Smart Memory Access)
Intel智能內存訪問是另一個能夠提高系統性能的特性,他可以通過隱藏內存延遲,來優化內存子系統之外的數據帶寬使用率。Intel智能內存訪問能夠預測系統的需要,從而智能的提前載入或預取數據,反映到用戶的直接使用體驗上,就是大幅提高了執行程序的效率。
以前我們要從內存中讀取數據,就需要等待處理器完成前面的所以指令后才可以進行,這樣的效率顯然是低下的。而Intel酷睿微體系結構中加入一項名為內存消歧的能力,它可以對內存讀取順序做出分析,智能、預測性的裝載下一條指令所需要的數據,這樣能夠減少處理器的等待時間減少閑置,同時降低內存讀取的延遲,而且它可以偵測出沖突并重新讀取正確的資料及重新執行指令,保證運算結果不會出錯誤,大大提高了執行效率。
Intel高級數字媒體增強(Intel Advanced Digital Media Boost)
上面提到了性能=頻率×每個時鐘周期的指令數 這個新概念,而Intel高級數字媒體增強也同樣是為了提高每個時鐘周期的指令數而誕生,它可以提高SIMD流指令擴展指令(SSE/SSE2/SSE3)的執行效率。之前的處理器需要兩個時鐘周期來處理一條完整指令,而Intel酷睿微體系結構則擁有128bit的SIMD執行能力,一個時鐘周期就可以完成一條指令,效率提升明顯。
當前SSE指令集已經十分普遍地用于主流的軟件中,包括繪圖、影像、音頻、加密、數學運算等用途,單周期128Bit SIMD處理器能力以頻率以外的方法提升性能,令處理器擁有高能源效益表現。
基于以上這些先進的創新特性,Intel酷睿微體系結構提供了比前代產品更卓越的性能,更高的能效,同時也保證了完整的軟件兼容性。結果為服務器、臺式機和移動平臺帶來了振奮人心的全新可能。<
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