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Tick-Tock生生不息 10代至强处理器回顾


双路六核服务器版本和双核客户版本Westmere处理器配置

  Westmere处理器家族是Nehalem处理器家族的下一代,Nehalem基于45nm制程,Westmere则基于32nm制程,它们都使用了high-κ metal-gate(高K金属栅极)工艺,在微架构上,Westmere就是Nehalem的增强版本。


Intel High-k Metal Gate晶体管,这两个技术都是为了增强晶体管的场效应和降低其漏电

  除了工艺之外,Westmere最大的特点就是最高集成了6个处理器核心,包括12MB L3缓存,共多达11.7亿晶体管,四核心的Nehalem包括8MB L3缓存则有7.31亿晶体管,而这两者具有接近的核心面积(Westmere的还要小一点)。


双核和六核Westmere晶圆图

  和Nehalem一样,Westmere也实现了Power Gates技术,和Nehalem不同的是,Westmere的Power Gates不仅仅限于关闭处理器核心,它还扩展到了可以关闭L3缓存以及Uncore上的全局队列(Westmere晶圆上正中央下方的部分)。在所有核心都被Power Gate之后,L3缓存将会被部分刷新并且Uncore部分的供电将会线形地降低,L3/Uncore的漏电楼将得到降低。在最限制的情况下,L3缓存和全局队列将会全部刷新并Power Gated关闭,只有一块附属于L3的SRAM会用来保持所有核心的关键状态。

  和Nehalem一样,Westmere也使用了Long-Le晶体管(Long Channel长沟道晶体管)技术,Nehalem-EX和Dunnington也有使用,只是“分量”有些不同。Westmere有60%的核心部分使用了长沟道晶体管,Uncore部分则同时使用了超低漏电晶体管和长沟道晶体管。Nehalem则是58%的核心部分使用了长沟道晶体管。

  最后,Westmere的漏电功耗大约是总功耗的23%。Nehalem上这个数值是16%。

什么是长沟道晶体管技术呢?


样表:沟道长度(横坐标)与漏电流(纵坐标)的关系,请自行理解(越低的延迟,越高的漏电电流)

  在IC设计当中通常需要根据不同的情况使用不同沟道长度的晶体管,非时序关键(non-timing-critical)的线路可以使用性能略差的长沟道MOSFET晶体管以减少亚阈值漏电。亚阈值漏电:subthreshold leakage,MOSFET的subthreshold亚阈值特性被广泛利用在低电压线路上。

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