正如我们刚才提到的,新一代的至强Sandy Bridge处理器给我们带来的一个印象就是采用了环形总线架构,这也是Intel在继Nehalem和Westmere之后继续使用环形总线的架构。
Sandy Bridge核外架构图
Sandy Bridge处理器使用了新的环形总线设计。事实上从之前的Nehalem开始,Intel就转向了融合核心的理念。在Nehalem当中,Intel将内存控制器融入其中,而在接下来的Westmere当中,GPU也作为融入的对象而出现(只是那时候的GPU还仅仅使用的是45nm工艺)。在之前的8核心Nehalem-EX上,我们就看到了环形总线的身影,不过当时的产品在性能和功耗上并没有表现出明显的优势。
本次Sandy Bridge使用的是重新设计的核外结构,全新的Ring Bus环形总线更能够较好的展示出Sandy Bridge的真实性能。通过上图大家可以看到,Ring Bus环形总线连接各个CPU核心、LLC缓存(L3缓存)、融合进去的GPU以及System Agent(系统北桥)等部分。
这个图片或许可以更好的说明问题。新的Ring Bus环形总线由四条独立的环组成,分别是数据环Data Ring、请求环Request Ring、响应环Acknowledge Ring和侦听环Snoop Ring。借助于环形总线,CPU与GPU可以共享LLC缓存,将大幅度提升GPU性能。
在这个环形总线上,分布着多个Ring Stop,也就是俗称的“站台”。这个“站台”在每个CPU/LLC块上具有两个连接点,而之前使用环形总线的产品,也就是Nehalem-EX环在每个CPU/LLC块上只有一个连接点。
环形总线的存在,可以大大减少核心访问三级缓存的周期。在以往的产品中,多个核心共享一个三级缓存,需要访问的话必须先经过流水线发送请求,在进行优先级排序之后才能进行。新的环形总线将三级缓存分割成了若干部分,借助于每个站台,核心可以快速的访问LLC。LLC小容量缓存的延迟优势与核心频率一致性在这里也就体现了出来,这就使得Sandy Bridge的周期相比以往产品有所缩减,从原来的35-40个缩减到了26-31个。同时,由于每个核心与LLC之间可以提供若干带宽,使得Sandy Bridge的整体带宽也提升了4倍。