2008年度评测报告:深入Nehalem微架构
The Core: Partition
核心:功能区间划分
Nehalem是一款OOOE乱序执行的Superscaler超标量处理器。现在的乱序执行处理器采用的流水线可能深度不一,但是它们都离不开取指(Instruction Fetch)、解码(Decode)、执行(Execute)、串行顺序回退(Retire)这四个阶段。
既然是乱序执行,那么四个阶段中,取指令、指令解码和回退阶段实际上仍然是属于In-Order顺序的。加上内存存取方面的内容,Nehalem处理器可以按下面的颜色划分:

Nehalem Microarchitecture,经笔者整理
紫色部分属于取指令部分,橙色则属于解码部分。黄色部分是乱序执行的准备部分(灰色Retirement Register File属于乱序架构的Retire部分),蓝色方框是计算单元,绿色方框是内存子系统(包括紫色部分的指令缓存在内),计算单元和内存子系统的一部分(存取单元)一起成为乱序执行单元,下面就大致从指令拾取开始介绍Nehalem的微架构,这些内容就经过了笔者的多方面查证以确保具有较高的准确性。然而由于内容太多,错漏难以避免,欢迎读者们一一指出。
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第1页:Core与Nehalem微架构第2页:8个逻辑处理器:四核与超线程第3页:处理器核心:功能区间划分第4页:处理器核心前端:指令拾取第5页:处理器核心前端:解码第6页:处理器核心前端:循环流检测第7页:处理器核心执行引擎:乱序执行(一)第8页:处理器核心执行引擎:乱序执行(二)第9页:处理器核心执行引擎:执行单元第10页:处理器核心执行引擎:存取单元(一)第11页:处理器核心执行引擎:存取单元(二)第12页:内存子系统:缓存(一)第13页:内存子系统:缓存(二)第14页:核外系统:集成内存控制器及QPI第15页:架构:ccNUMA缓存一致的非一致性内存访问第16页:Nehalem:ccNUMA与SMT与操作系统第17页:Nehalem:虚拟化与SSE4.2第18页:IT168评测中心观点
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