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新一代45nm Penryn/Nehalem微架构分析

  从前面可以看出,45nm Penryn架构的改动并不算是太多,不过基于新工艺带来的频率提升,以及SSE4的应用,Penryn还能具有着明显的性能增强,那45nm Nehalem呢?

  45nm Nehalem处理器预计在08年第四季度推出,因此关于它仍然具有一些变数,例如其内核的准确结构就无法得知。然而根据资料,我们还是可以得出一些有用的信息:

  Nehalem将会是一种注重Scalability可伸缩性的架构,一方面它可以根据需要动态地管理核心、线程,另一方面它的架构可以根据需要变得很复杂,可以满足高性能计算的要求。Nehalem还增强了缓存的共享性以及能源管理特性,并再次提供了超线程技术。

  Nehalem最令人印象深刻的就是可扩展性了,这个特性由两部分组成:Intel QuickPath Architecture快速路径架构和Integrated Memory Controller集成内存控制器。从上图可以看出,两个Nehalem处理器可以具有两套内存系统,处理器之间、处理器和北桥之间都具有直接的通道,如此数据的交通速度得以大大地提升,还记得双路/多路Xeon共享古老的FSB引起的指责么?

  假如双路系统的表现还不够明显的话,那么四路系统就很直观了:每个CPU之间都具有专用的直通通道,共4组的内存提供了大容量支持以及高带宽,更多的IOH可以连接更多的外部设备。

  8路乃至更多路的时候QuickPath架构的威力就会得以完全体现,每个CPU可以提供4个QPI(QuickPath Interface),我们可以看到8个CPU组成了一个典型的超立方体结构——这是超级计算机组织CPU的其中一种形式,特点是处理器之间通信的延迟随着处理器的数量提升成缓慢的对数关系,可以组建很大的处理器阵列,从这方面可以看出,x86架构在高性能计算方面的种种野心。

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