2010年大事件 六核心处理器技术揭秘
2018-06-11 来源：
Intel和AMD筹备首款桌面6核心处理器
在未来的数个月中，Intel和AMD都会相继发布桌面平台中，史上首个6核心处理器。为了这次重大的发布，芯片制造商们都在紧锣密鼓的筹备中。这些高端的6核心处理器产品可以更好的支持多任务环境，和多媒体应用。但是就业界目前的发展态势来看，6个核心的处理器在消费级领域来说，应用仍然非常有限。这些超高段的发烧级处理器只能吸引腰缠万贯的电脑发烧友。
Intel已经公布他们即将在2010年初的某个时候发布他们的基于Gulftown核心的六核处理器。根据国外媒体的报道，Intel首发的六核心处理器为Core i7 980X，它将在3月16日发布。另外在AMD方面，也会在这个期间发布，首颗六核心处理器研发代号为Thuban，预计AMD会在5月的某个时候发布。全新的六核心处理器会被冠名Phenom II X6 1000T系列。
而在服务器级的领域中，六核心处理器并不是新鲜事物了。他们经常被用于组建分布式的大型计算系统，每个处理器可以运行多个线程。事实上Intel早就已经在2008年推出了基于六核心的Xeon 7400系列处理器。而未来Intel更有打算推出8核心服务器级处理器产品。众所周知，AMD发布的首款六核心Opteron服务器级处理器是在2009年6月，它的研发代号就是鼎鼎大名的伊斯坦布尔。而在未来，AMD计划整合两个六核心处理器，组建一个“准12核心”处理器，它会被命名为Magny-Cours。这些怪兽级的高端处理器仅仅会用于多路处理器市场，而在普通的PC台式机我们很少会看到如此恐怖的规格。在最新一季的AMD财报中，AMD的CEO Dirk Meyer说：六核心的Opteron处理器发布后，它会占据公司服务器级处理器出货量的一半，会占据整个AMD服务器处理器业务的60%营收。
然而在笔记本市场中，处理器的革新速度更加缓慢，考虑到性能与价格之间的权衡，许多笔记本电脑中的四核心处理器发热量太大，他们会将电池能量转化为热量释放，而不是转化成运算的效能。Intel在2006年年底，就发布了首批的四核心处理器，但是它是将2个65nm的处理器封装在一个处理器基板上。而在1年之后，AMD领先Intel，第一次推出了真正意义上的四核心处理器，但是由于生产工艺的问题，巴塞罗那处理器的发布推迟了好几个月。
时间跨度到2008年年底，Intel首次推出了单芯片四核心处理器penryn，它先后在不同的制程工艺中推出了2代产品。包括65nm的Kentsfield和45nm制程的Yorkfield，而在45nm制程时代，Intel首次推出了基于Nehalem微架构，第一颗Core i7就此诞生了。
处理器行业遭遇32nm制程变革
在最近的几个月的处理器市场中，Intel和AMD都在主推四核心处理器产品，并且他们的价格战打的越来越火热。去年9月，AMD发布了首颗100美元以下的四核心处理器。但是大多数笔记本电脑和台式机市场中，双核心处理器依旧是热卖产品。消费者对于四核心级的应用并不十分感冒，还是价格因素能最终决定他们的选购抉择。
市场中的消费者的这些倾向，深深的影响着Intel的产品行销策略。此后Intel在2010年初推出了收款32nm制程的Westmere核心处理器。研发代号Arrandale和Clarkdale的处理器产品采用的是双核心的设计，针对主流笔记本和台式机阶层。
目前Intel最为高端的桌面处理器Gulftown六核心处理器是基于32nm制造工艺技术。虽然Intel提及了许多Gulftown的技术细节和产品路线图，但是它有着完全不同的设计。它的首次公布是在2009年9月的IDF上，当时Intel的副总裁马宏升还作了ES版的演示。很多媒体都猜测苹果未来新一代的Mac Pro将会采用全新的Gulftown六核心处理器。
同样在去年秋季，AMD的高级副总裁Rick Bergman也向各大媒体展示了AMD最新的产品路线图。一个全新的Thuban核心被提到日程上来。与Gulftown不同的是，AMD的Thuban将会在桌面和移动领域使用45nm制程。而在2011年后，才会更新到新的32nm制程。另外Phenom II X6 1000T的售价并未公开，考虑到Intel的32nm制程六核心处理器，AMD很有可能会将产品价格压的很低。或许会和当前的四核心Phenom II X4 965 Black Edition售价旗鼓相当。它的主频为3.4GHz，目前售价为195美元。
可是问题在于，许多电脑爱好者在购机的时候，大部分预算会花费在购买高性能的图形卡方面，其余的是内存和硬盘、蓝光光驱这类存储型部件上。虽然六核心处理器有着超强的性能，但是他们会是最后被消费者考虑的对象。
Westmere新细节：独特的SRAM单元
前不久，Intel的电话会议上，透露出来一些Westmere的技术细节，这是以前我们所不知道的。其中大部分是关于节能技术的希捷，同时也有包含一些32nm四核心Westmere处理器的衍生物消息。下面且听小编我慢慢道来。
Westmere可以算是Intel Nehalem处理器架构的32nm衍生物。它是基于改进型的Nehalem架构，添加了用于加速加密解密的AES指令集，构建在32nm制造工艺之下。
Westmere的大秘密：非核心功耗控制门电路
步入2010年，我们刚刚跨入了Intel一季新的“嘀嗒”年。我们迎来了第一款Westmere处理器——clarkdale。它是基于双核心的处理器，分布在Core i3和i5系列处理器中。在本季度晚些时候，我们就会迎来真正六核心的Westmere处理器——Gulftown，他将会作为新的Core i7系列处理器与我们大家亮相。这可以说是目前最为强大的桌面处理器了。
随着Nehalem架构的广泛普及我们也对其中的功耗控制技术有了越来越多的了解。Nehalem中使用了Intel的门电路功耗控制技术。门电路功耗控制的晶体管可以对每个处理核心的电压进行调节。从而可以明显改善核心的功耗水平，有效的切断电源，有助于防止漏电等现象。近期小熊在线处理器频道有几篇详细的处理器节能方面的技术文章，感兴趣的读者可以延伸阅读。
真省电吗？处理器节能技术量化测试
当你关闭一个处理核心是，需要保存核心的状态，这样当它再次被唤醒的时候，它就可以知道自己下一步该做什么。需要注意的是，这样的睡眠和唤醒，在1秒钟可以发生许多次。处理器不用在被唤醒之后，重新经历引导形态，他们唤醒之后只需通过备份，就能即刻投入到工作中。
在Nehalem处理器架构中处理核心有许多节能形态，Intel承诺会让他们进入到更深层次的节能形态。这些处理核心的备份只能保存在最后一级高速缓存中即——L3！但是，不幸的是，由此带来了负面后果，L3高速缓存不能断电节能。因为它是其他处理核心睡眠的温床，如果L3断电的话，各个处理核心的工作备份也荡然无存。由此可见，传统的Nehalem处理器中，L3高速缓存部分是无法进行功耗管理的。
而在Westmere处理器核心中，Intel已经增加了一个SRAM单元，专门用来存储处理核心的状态。当处理核心即将进入睡眠形态时，他们的工作记录会备份在SRAM中，此后处理核心随之关闭。保存在L3中的信息仅有处理器的睡眠形态数据，并无工作备份数据，由此Westmere可以进行下一个逻辑步骤并对L3进行功耗管理。
Intel为移动型Westmere处理器都增加了处理器状态SRAM备份单元。这是一个好的契机，但是台式机处理器并无此设计。Intel这样做看似比较合理，因为如果L3断电，那么会节省许多功耗，反之Westmere将会非常耗电。但是台式机中，我们就不必过于苛求控制L3的功耗。试想一下，如果处理核心在睡眠之前，先要确人是否将工作记录都备份到SRAM单元中，再进入到睡眠状态。这会大大影响处理核心进入到睡眠状态的效率。甚至由此可能会进一步耗费能量。
2010年：六、四核心称霸桌面
根据Intel透露的信息，在2010年，所有的台式机、工作站、服务器即产品将全面部署新的Westmere核心。6核心的Westmere会是一个11.7亿晶体管组成的可怕怪物，它的核心面积有240平方毫米。
六个处理核心在一颗芯片上，而L3的容量高达12MB。需要注意的是，Nehalem和Lynnfield仅有8MB的高速缓存，而Clarkdale仅有4MB。Nehalem架构的首席设计师，Ronak Singhal曾经告诉过我这样一句话：它希望至少每个处理核心都分配到2MB的L3高速缓存。而在Westmere中，Intel始终在坚持着这样的设计理念。
这颗处理器可以支持现有的LGA 1366接口，同时你还可以享受3通道DDR3内存。6核心的Westmere除了可以支持DDR3 1.5V，还可以支持服务器级的DDR3 1.35V。特别是如果你将X58的内存槽都插满的情况下，这样可以进一步节约能耗。
Core i7 970身世之谜
另一个大新闻是，Intel即将发布Westmere的4核心衍生物。最近我们听到一个关于Core i7 970的传言。很多人都猜测它会是一个4核心/ e0b 8线程的Westmere处理器。但是Intel已经明确提出，在2010年，只有高端的6核心和低端的双核心会使用32nm制程。由此也有人揣测Core i7 970是一颗45nm的Bloomfield核心处理器。
Intel最后还表明，目前Intel确实需要一颗32nm的4核心处理器。而芯片的尺寸接近300平方毫米时，功耗和发热量就不是很理想了。问题在于Intel能否在2010年发布一款32nm的4核心处理器产品还要看AMD方面的动向。如果AMD的新6核心处理器势头强劲，Intel也许会提前使出杀手锏。最后Intel在2011年肯定会发布新一代Sandy Bridge架构，采用32nm制程。届时我们会看到一个频率很高的4核心Westmere产品。而Lynnfield的32nm化则在今年肯定没戏了，至少要等到明年才能见到32nm制程的产品。
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