自Westmere-EP发布以来,IT168针对该处理器曾做过大量剖析,在此我们只对它作一个简要的概括。从Tick-Tock钟摆图中可以看到,Westmere与之前的Nehalem在处理器微架构上是基本相同的,只是做了一定的改进。它们之间最显著的区分在于制程工艺上的变化,Westmere-EP采用的是32nm,而之前Nehalem则为45nm。采用的都是high-κ metal-gate(高K金属栅极)工艺。
▲高K金属栅极可减少漏电,增强场效应
正是由于制程上的不同,使得Westmere处理器芯片面积并不增大的情况下,在集成晶体管数量上可以超越Nehalem,从而实现更多核心以及缓存的集成。以6核心的Westmere-EP为例,它的晶体管数量可以多达11.7亿,三级缓存容量达到了12MB,而Nehalem的晶体管数量为7.31亿,处理器核心数为4个,三级缓存为8MB。这样,即使处理器微架构不做任何变化,新增的两个运算核心以及更大的三级缓存,就可以为处理器性能带来明显提升。
▲制程工艺的改进步伐
对于处理器来说,性能的提升只是一个方面,如同之前的Netburst微架构时代,奔腾处理器依靠主频的提升来达到提升性能的目的,然而最终被功耗和发热所累无法持续下去。因而能耗控制对于处理器来说是非常重要的。在Nehalem上,英特尔就已改进了智能节能技术(Intelligent Power Technology),处理器的每个内核都集成了功率门限(Power Gating),处理器电源控制单元可以对每个内核进行电源与频率的调整,可以让个别闲置的内核处于深层休眠状态,使处理器功耗得到了有效控制。
由于Westmere与Nehalem是一脉相承,因此它也运用了同样的功耗控制技术,不过不是简单的照搬,而是对它的功率门限(Power Gating)做了进一步改良。Westmere的Power Gates除了能关闭处理器核心之外,它将这一技术扩展到了L3缓存以及Uncore部分。从而使得该处理器在功耗控制方面更进了一步。
▲Turbo Boost技术的运用可以在一定程度下提升处理器性能
智能加速技术(Turbo Boost Technology)可以在处理器TDP功率以内提升处理器工作主频,来提高系统的处理性能。Turbo Boost 技术的实现需要依赖于智能节能技术,Nehalem-EP处理器在工作时各内核会有多种活动状态,处理器的功耗控制单元不断监控各内核的活动状态,当一个或多个内核处于Unactive状态时,功耗控制单元就会自动提升处于Active状态的内核的运行频率,直到达到TDP限制。