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从CPU、内存和I/O深度理解IA架构服务器

  模块

  Nehalem采用了模块化设计,核心,缓存和英特尔QPI都是组成Nehalem处理器的模块实例,如图30所示。

  这些模块都是独立设计的,它们可以工作在不同频率,不同电压下,将模块粘接在一起的是一种新的同步通信协议,它提供了非常低的延迟,以前曾尝试过异步协议,事实证明那样做的效率非常低。

  集成功率门限

  这是一种电源管理技术,它是“时钟门控”技术的进化版本,所有现代英特尔处理器都使用了时钟门控技术,遇到空闲逻辑时,时钟门控会自动关闭时钟信号,从而消除了开关电源,但仍然存在漏电流,漏电流引起了无用的功耗。

  功率门控代替了时钟门控,让一个空闲的核心消耗的电力几乎为零,如下图所示,对于软件和应用程序来说这完全是透明的。

集成功率门控

图 33 Nehalem功率门控

  从技术角度来看实现功率门控是很难的,传统的45nm工艺就有明显的泄露,它需要新的晶体管技术和大量的铜层(7mm),以前可从来没有这么做过,如下图所示。

集成功率门控

图 34 功率门控晶体管

  Nehalem-EP和Westmere-EP都拥有“动态的”功率门控能力,当核心不需要执行工作负载时,它可以完全关掉电源,当工作负载需要核心的计算能力时,核心的电源又重新激活。

  Nehalem-EX拥有“静态的”功率门控功能,当个别核心失去工作能力时,核心电源被完全关闭,例如,当8核心变成6核心时,这些被停用的核心不能重新打开。对于前一代处理器,在工厂中停用的核心仍然会消耗一些电力,但在Nehalem-EX中,电源是完全关闭的。

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