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32nm价格虽然算不上很便宜,但至少一般消费者都购买的起,但是也需要新鲜点才能吸引人去购买。那么这些32nm处理器的新鲜点都在什么地方呢?别急,接下来我们将为您娓娓道来。
● 32nm制程工艺
既然是32nm工艺产品,那么这第一个新鲜的地方当然就是32nm了。了解芯片行业的人知道,要想提高CPU的性能一方面是提高他的主频,一方面是更改他的架构,再有一方面就是提高他的制作工艺了。
制造工艺的改进理论上可以带来功耗的降低,使得产品的默认时钟频率可以更高,直接提升性能。
欧德宁展示32nm晶圆
● Intel 32nm 制造工艺的技术优势
和现有的45nm工艺相比,32nm工艺在以下几个方面有着显著的变化:
32nm工艺使用第二代高-K金属栅级
0.9nm等价氧化物厚度高-K(45nm技术是1nm)
金属栅级工艺流程更新
30nm栅极长度
第四代应变硅
有史以来最紧密的栅极间距
第一代32nm技术将使112.5nm栅极间距
有史以来最高的驱动电流
晶体管性能提升22%
同比封装尺寸将是45nm工艺产品的70%
32nm的栅极间距更密但漏电率仍然得到改善
相对于45nm工艺,NMOS晶体管的漏电量减少5倍多,PMOS晶体管的漏电量则减少10倍以上。由于上述改进,电路的尺寸和性能均可得到显著优化。
英特尔方面宣称,第一批32nm处理器的功耗将和现有同档次45nm处理器大致持平或稍低,但性能会大幅度提升。
● 整合内存控制器的Nehalem架构
前边我们已经提到了,架构的变化也是影响处理器性能的主要因素之一,很幸运的,32nm酷睿i3处理器相比45nm的酷睿2处理器来讲不仅在制程上更先进一些,在架构上也发生了变化。这就是全新的Nehalem架构。
32nm酷睿i3(右)与传统三芯片架构示意图
由于与LGA1156酷睿i5系列处理器相同,32nm工艺的酷睿i3处理器可以看做是酷睿i5的核心简化但同时提升制程的版本。其最大的特点是IMC技术(整合内存控制器技术)而放弃了传统的FSB概念,取而代之的是QPI与DMI总线。这样的好处是充分提高了内存带宽,进一步提高了CPU对内存的控制能力,同时提高了处理器性能。
酷睿i3处理器采用了IMC(整合内存控制器)技术
Nehalem架构另外一大特点是引入了三级缓存概念。其一级缓存的设计与酷睿微架构相同,而二级缓存缓存则采用超低延迟的设计,不过容量大大降低,每个内核仅有256KB。新加入的三级缓存采用共享式设计。 Nehalem Core i7处理器缓存结构图
与酷睿i7处理器的三级缓存类似,酷睿i3以及奔腾G6950也采用了共享式三级缓存,不过容量被精简为4MB和3MB。使用三级缓存的好处在于它几乎可以处理所有的一致性流量问题,同时不需要单独打扰每颗独立核心自己的一级、二级缓存。如果三级缓存没有命中,那么我们需要访问的数据也不在一级缓存或者二级缓存中,此时也不需要侦听所有核心。如果三级缓存中成功,它还可以作为侦听过滤器。
Nehalem架构使用了MESIF缓存一致性协议(全称为MESIF cache coherency protocol),在它的三级缓存中的每一个缓存行里,有4bit用作核心确认,以此表明是哪一个核心在它私有的缓存里具有这个行的数据备份。如果某个核心确认位设置位0,则那颗核心就不具有该行的数据备份;如果两个以上核心的确认位都有效,设置为1,那么该缓存行就被确定为未被修改的,任何一个核心的缓存行都不能够进入更改模式;当全部核心确认位都是0时,就不需要对其它内核做侦听,而只有1个位是有效时,则只需要侦听那1颗核心。这种仲裁机制让Nehalem的三级缓存避免了每个核心数据一致性错误,带来更多带宽。