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IDF十大期待三:Nehalem桌面技术简析

  编者按:IDF不仅是技术交流的盛会,也是英特尔及其合作伙伴展示新产品的平台,一直被看作是IT产业发展的风向标。四核处理器、MID、互联网终端设备等,2007春季IDF才出现的新技术、新产品,今天已经被大多数人所接受,拥有众多的用户。即将在上海召开的2008春季IDF,又将披露哪些新技术、新产品呢?IT168编辑根据近来技术发展的趋势以及新产品推出的周期,分析了今年上海春季IDF十个值得期待的新技术和新产品!这些新技术、新产品能否在IDF如期与大家见面,我们拭目以待!

    【IT168 IDF2008】Intel在07年IDF美国上正式宣布了名为“Tick-Tock”的全新产品开发战略,“Tick-Tock”的模式是指每隔两年的奇数年会推出采用更先进制程的处理器,与之对应的是每隔两年的偶数年推出新的微架构,以此不断交替来推动处理器的性能提升。这项战略于2005年开始实施,在2005年将生产工艺提升至65nm之后,Intel于2006年和2007年依次更新了处理器架构(酷睿2)和生产工艺(45nm),而当时间进入2008年之后,按照“Tick-Tock”战略,intel处理器又将迎来架构的变更。

  和“Core”(酷睿)之名同样的,Intel新一代的全新微架构被命名为“Nehalem”,由于距离正式发布尚有很长一段时间,因此我们对其认识仅限于上届IDF上Intel的展示,根据这些消息和不断曝光的新闻,我们对Nehalem整理出以下一些要点,以便于大家在本届IDF前对Nehalem有一个基本的认识。


1、Nehalem将采用45nm工艺生产,未来会过渡至32nm工艺。

2、Nehalem将会整合内存控制器,内存部分性能会有大幅提升。

3、Nehalem加入了名为“Quick Path Interconnect”的总线技术,简称QPI,用以取代FSB总线。

4、除了上述两点之外,Nehalem其它的大部分微架构仍然源自Core,但拥有原生四核设计。

5、Nehalem拥有类似Pentium 4上的Hyper-Threading技术,名为SMT技术(Simultaneous Multi-hreading)。

6、与Penryn相比,Nehalem再次增加7组SSE4.2指令。

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IDF十大期待十:Tukwila,启用全新微架构

  在介绍Nehalem的高中低端平台之前,我们先来看一下一项被Intel重新提出的技术——SMT。SMT技术也就是大家在奔腾4时代熟知的Hyper-Thrading(超线程技术),但是Intel目前并未针对Nehalem上的SMT重新命名。SMT技术也就是Intel在X86平台上的并发式多线程技术Simultaneous Multi-Threading。通俗的解释就是,SMT技术能够让操作系统将一个CPU核心当作两个,从而使其对CPU发送两个线程,从而提高CPU的处理效率。

16线程着实壮观,那若是非16线程的运算,多核心将如何协同呢?

  Intel一向注重平台的多路处理能力,竞争对手的三核心处理器计划,对于双核心产品在先天上的巨大优势也令intel如鲠在喉。而SMT技术的推出,可令Nehalem多核心平台的线程处理能力翻倍,不得不说也算是一个良好的市场战略,intel在IDF2007上也演示了八核心Nehalem同时进行16线程的运算,尽管看上去Nehalem的多路计算能力更加强大,但是对其我们仍存在不少的疑问。

  在奔腾四时代,由于支持多线程的软件资源的匮乏,导致处理器在开启SMT(HT)技术之后会有性能下降,尽管随着多核心技术的发展,多线程软件的应用也越来越广泛,那么对于一些单线程的运算,加入SMT技术的Nehalem是否能做到完美执行?此外,以前的SMT技术针对的是单核心处理器,多线程只是被两个逻辑处理器来运行,那么在目前CPU已经发展到双核、四核以及八核的时候,Nehalem是否完全将其模拟成逻辑处理器来执行线程,还是逻辑处理器与多核心之间有一定的协调机制呢?

  基于Nehalem的桌面产品线会在2008年第四季度至2009年第二季度逐步推出,和目前主要以FSB高低来区分高中低平台不同的是,Nehalem的高中低三个平台在具体架构上存在较大的不同之处。

07年流传的bloomfield架构图,内置内存控制器

  根据Intel的规划,2008年第四季将会首先推出针对高端市场的Nehalem平台产品,包括核心代号Bloomfield的四核心处理器,代号Tylersburg的北桥芯片,平台代号则为Tylersburg平台。Bloomfield将拥有原生四核设计,四个核心共享8MB二级缓存,采用QuickPath直连总线,支持SMT技术。Bloomfield将采用全新的LGA 1366接口,intel目前尚未公布这个接口还会用在其它产品线。LGA 1366的封装面积为42.5 x 45mm,现有LGA775散热器无法用在LGA 1366接口上。

  和FSB类似的,Bloomfield中不同级别的产品仍然会以Quickpath的速度来区分,不过由于LGA1366接口的存在和三通道内存控制器带来的布线困难,此次Nehalem高端平台的门槛将变得非常高。现在看来我们无法像以前一样,在中端主板上使用优异处理器,或是在优异主板上使用中低端处理器了。

来自HKPEC的配图,内存依然由北桥连接

  对于Bloomfield,目前我们的疑问在于,Intel这款所谓的原生四核心,四个核心之间采取何种方式互联,它们之间是否有QPI的介入,这是Intel尚未公布的问题。其次,当2007年大家都在说Bloomfield整合三通道DDR3内存控制器的时候,2008年初却又有消息称Intel为了稳妥,首批的Tylersburg平台的内存控制器并不在Bloomfield中,为了提升产品良品率以及提升超频性,因此内存控制器仍然存在于北桥芯片中。而没有内存控制器的Nehalem,吸引力究竟有多强呢?

  和优异平台Tylersburg不同的是,预计于2009年第一季度末推出的Lynnfield平台,处理器内部会完全整合内存控制器和PCI-E控制器,也就是完全整合我们之前所说的北桥芯片,并不再需要QPI总线。Lynnfield平台的处理器核心代号即为Lynnfield,针对性能级至主流级市场推出,也就是我们常说的中高端市场。

Lynnfield架构图

  Lynnfield同样采用原生四核心设计,支持SMT技术,L2容量最高为8M,但仅支持双通道DDR3内存,此外Lynnfield支持一组PCI-E2.0 x16接口,并可分拆成两组PCI-E2.0 x8接口,支持AMD CrossFireX技术。

  和Bloomfield的LGA 1366不同的是,Lynnfield处理器将采用全新的LGA 1160接口,这是intel在桌面平台用以取代LGA 775的主流接口,核心封装面积37.5 x 37.5mm,现有LGA775散热器仍然是无法使用的。

  Lynnfield的最大特点在于其处理器内部的CPU、内存控制器以及PCI-E控制器的整合是原生的,但是我们知道,目前Intel北桥芯片的制程总是比CPU要低一代,这帮Intel很好的解决了产品的成本问题,那么倘若进行整合,成本方面的问题是否会成为一个障碍呢?此外,北桥芯片的工作频率比CPU要低的多,采用完全原生的整合设计,两部分功能的工作频率是如何进行协同的?

  在2009年第二季度,Intel会拿出Nehalem的主流级平台Havendale,除了和Tylersburg类似的采用整合北桥设计之外,它的最大特点是整合了显示核心,也是Intel首款全集成的产品。不过和Tylersburg不同的是,这个“全集成”却并非原生,在Havendale处理器内部,内存控制器、PCI-E通道以及显示核心会被制作成一颗芯片,采用MCP封装,与处理器本身采用QPI总线连接。换个通俗的说法,就是Intel将处理器和北桥“粘合”在一起,这样做无疑非常利于自身以及主板厂商的成本控制。

全整合Havendale平台架构图

  Havendale的显示核心设计源自G45,采用Unified Shader架构,Shader数量为12个,并可支持硬件解码MPEG2、 VC-1及H.264编码的高清视频。目前intel尚未公布这个Unified Shader架构的细节,这也将是我们在本届IDF上关注问题之一。

  Havendale作为Nehalem平台的中低端产品,其全整合的概念无疑是AMD Fusion平台的最大竞争对手,而对于这个市场来说,超频是一个重要的卖点,而采用非原生设计的Havendale的超频会如何,MCP封装会不会影响到处理器超频性呢?如果本届IDF上可以看到Havendale实物的话,我们或许会得到一些提示。

  在主板方面,由于北桥功能开始全部整合入处理器内部,因此intel也为主板厂商规划了全新的芯片——PCH(Platform Controller Hub) ,首颗PCH核心代号为Ibexpeak,用在Lynnfield以及Havendale平台上,这也意味着从2009年开始,Intel的主流主板产品将进入单芯片时代。

PCH架构图

  如果按Havendale平台所阐述的全整合概念来看,PCH芯片很多时候其实就是一颗南桥而已。因此当CPU将北桥、显示芯片完全整合以后,第三方芯片厂商无疑是最为尴尬的,随着ATI并入AMD,VIA逐渐淡出,当前也只有NVIDIA凭借在图形方面的优势冲击Intel平台的芯片组市场,但是现在看来,做PCH肯定是不现实,但是除了PCH,Intel平台还剩下什么可以做呢?也许当主板成本得以一再下降的时候,主流市场需要更低价的独立显卡来满足廉价平台的搭建需求,而低成本,是否也将成为Intel进入独显市场的切入点呢?

总结:

  Nehalem所倡导的高性能、低成本以及低功耗是值得我们肯定的,这三点分别对于服务器、桌面还是移动平台来说,都表达出了超越对手的概念。但是在这其中,我们在前文中已经表达出了我们的种种疑问。现在看来“Tick-Tock”必将成为Intel未来十年内的战略规划,而每当“Tock”来临时,我们似乎都将面对intel针对平台大刀阔斧的变革,不过这次Nehalem的变化似乎特别大,现在看来不仅是我们电脑中多数部件又面临换新的问题,而且此次平台的更新可以说是概念式的,甚至对于从芯片厂商到用户端的产业链都会产生一些变化。从即将开幕的IDF2008上,我们会嗅到关于此变化更多的味道。

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