CPU/GPU真融合！Intel新酷睿權威評測

第三章 SandyBridge處理器核心架構解析

第三章/第一節 SandyBridge核心架構改進總覽

    Intel Core i系列處理器擁有一套革命性的體系架構，包括大容量完全共享式的三級緩存、整合的內存控制器以及QPI快速互聯總線。無論是Nehalem、Westmere還是最新的SandyBridge微架構，其CPU部分的架構是基本相同的，改進的只是處理器指令集以及外圍功能和控制模塊。

    從Nehalem到Westmere，制造工藝從45nm進化到32nm，新增AES加密解密指令集，Turbo Boost睿頻加速技術升級，從原來的多核+1倍頻單核+2倍頻、增強至多核+2倍頻單核+4倍頻。

    從Westmere到SandyBridge，制造工藝沒有變化，但CPU+GPU的整合模式有了革命性的改進，兩者之間不再通過QPI總線互聯，而是將GPU的運算單元作為處理器內核的一部分，GPU可以直接使用CPU的三級緩存以及內存控制器，將CPU和GPU相互通訊時的延遲降到了最低。

SandyBridge處理器模塊示意圖

    由于GPU嵌入到了CPU內核當中，所以三級緩存以及內存控制器的共享和負載平衡算法都需要做相應的改進，SandyBridge的微架構相比上代改變是巨大的。Intel聲稱新的三級緩存和內存控制器相比上代產品無論帶寬還是延遲都有了不小的進步，以滿足CPU和GPU雙方運算單元的存取需要。

SandyBridge處理器架構與功能簡介

    此外，SandyBridge新增的AVX（Advanced Vector Extension）高級矢量擴展指令集并不是一般意義上的指令集擴充，它需要對CPU和GPU的運算單元底層寄存器重新設計，從而獲得更強的浮點運算能力，從根本上改進CPU浮點運算能力較弱、圖形和視頻處理消耗資源過大的現狀，后文中筆者會詳細介紹AVX指令集的威力。

    當然，SandyBridge的Turbo Boost睿頻加速技術也升級到了2.0版本，與Westmere微架構相比，自動超頻幅度更大，對于負載的判定更加準確，而且可以智能的分配CPU和GPU的負載，同時對CPU和GPU進行超頻。