【IT168 综述】英特尔信息技术峰会(IDF)是由英特尔公司主办的全球业界最负盛名的技术论坛活动之一，是计算机、网络、无线、通讯等领域最新技术及信息发布与交流的盛会。2012IDF于4月11日、12日在北京国家会议中心隆重举行，截至到今年，英特尔信息技术峰会已经在中国大陆成功举办了13届。本届IDF以“天空无边界 发展无止境”为主题，旨在共同前瞻IT产业的发展与计算体验的变革，共迎个性化计算时代的到来。

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　　今天，是英特尔2012北京IDF开幕的第一天。英特尔中国区董事长、英特尔的公司的全球执行副总监马宏升，他演讲的主题为“英特尔与中国共赢未来”，马宏升介绍了英特尔推动核心技术的创新。

广为人知的摩尔定律

　　从65nm到45nm出现了高K金属栅极，晶体管工艺出现了明显的变化；而从65nm到22nm的过渡红我们看到，晶体管的布局由原来的双向改为了单向，而且出现的统一的栅极尺寸和网格布局，相比65nm来说显得更为规正。这也从侧面说明如今的晶体管工艺已经出现了质的变化。

从薯条到薯片的变革

　　22nm工艺的IvyBridge处理器采用了3D Tri-Gate工艺，这是继高K金属栅极之后又一最新的工艺。3D Tri-Gate使用一个薄得不可思议的三维硅鳍片取代了传统二维晶体管上的平面栅极，形象地说就是从硅基底上站了起来。硅鳍片的三个面都安排了一个栅极，其中两侧各一个、顶面一个，用于辅助电流控制，而2-D二维晶体管只在顶部有一个。由于这些硅鳍片都是垂直的，晶体管可以更加紧密地靠在一起，从而大大提高晶体管密度。

    　这种设计可以在晶体管开启状态(高性能负载)时通过尽可能多的电流，同时在晶体管关闭状态(节能)将电流降至几乎为零，而且能在两种状态之间极速切换。Intel还计划今后继续提高硅鳍片的高度，从而获得更高的性能和效率。

　　刚刚我们看过的22nm工艺的内容，了解它是如何运行并且对比了与之前工艺的差异化。应该说这种3D的设计是英特尔的又一突破，当平面空间不够的时候，就只能向三维空间发展。接下来，我们要看看这次发布的IvyBridge处理器又有哪些新特征。

　　全新一代英特尔酷睿处理器最大的改变在于使用了22nm工艺，这是与上一代产品最大差别的地方。其他诸如环形总线、共享LLC、整合GPU以及向下兼容性都是上一代产品中所具备的。

　　IvyBridge作为新一代的产品，主要是在功能上提供了改进和提升。比如核芯显卡，从原有的HD2000/3000升级到了2500/4000，增加了对于主流DX11的支持。其次就是引入了ISA指令集，在原有AVX指令集的基础上进行了扩展。接下来是安全和能耗管理方面的内容，保证了更低的、动态的TDP模式。最后是使用超低电压版的内存，进一步降低系统功耗。

　　IvyBridge引用了一个高质量/高性能的数字随机数发生器DRNG。(如下图所示)这个DRNG是为了符合各类标准而设计的，如ANSIx9.82、NIST SP 800-90以及NIST FIPS 140-2/3 Level 2等。通过“RDRAND-可供所有特权级/运行模式使用”指令，可以把一个随机数(可以是16位、32位或者是64位)返回到目的寄存器，RDRAND通过CPUID.1.ECX引用。

　　 IvyBridge引入了SMEP来帮助防止EoP(越权)安全攻击，比如说在较高级特权级运行时溢出到不可信的应用内存区域执行。如果CR4.SMEP设定为1而且是在监管模式(CPL<3)，那么来自用户模式为1的线性地址的指令不会被执行。SMEP在32位和64位的运行模式下都可使用，使用的方式为通过CPUID.7.0EBX引用。

　　IvyBridge的另一大改进就是增加了对于PCI-E 3.0的支持，其实这个在SandyBridge-EP处理器中已经出现了，只是第一次应用在桌面级的CPU上。这样一来主板上绝大部分PCI-E插槽都由CPU直联，减少了内存和芯片组的过渡，延迟更低、相应时间更短，自然性能也就更高。

　　与SandyBridge一样，IvyBridge架构也整合了GPU核心，并且进行了调整和增强。这些改进有助于GPU性能的进一步发挥，也是IvyBridge架构的优势所在。

22nm Ivy Bridge处理器被誉为第三代酷睿，其中整合的GPU芯片由原来的HD2000/3000升级到了2500/4000，性能更为出色。同时，在指令集方面也有一定的变化，同时增加了对于PCI-E 3.0的原生支持

英特尔着重强调了游戏性能中的提升，这得益于HD4000核芯显卡


通过两个图片的对比可以看到新核芯的性能的确有了明显进步

相比之前的整合显卡（IDF2007的时候还是通过芯片组提供的），性能提升达到了25倍

核芯显卡针对游戏进行优化，但主要还是显存与带宽的调整

专用的工具还可以帮助用户实现开源式的编程与硬件解码

　　22nm Ivy Bridge处理器相比上一代的SandyBridge来说在核芯显卡上有了进步，同时借助于更大的共享三级缓存和PCI-E 3.0直连，在性能上相比上一代来说有了明显提升，同时也提供了对于主流视频编码和解码格式的支持。这些都是侧重于游戏应用的内容，也是整合GPU的特点所在。

　　仅有硬件的介绍是不够的，如何帮助用户使用最新的架构及如何优化软件使之能够更好的运行，是许多程序员希望看到的内容。本次IDF也特别有这方面的介绍。

按照Intel著名的Tick-Tock战略，今年是Intel的Tick之年，也就是要进行工艺方面的革新。不同的是，由于本次革新较大，因此也引起了在架构方面的变化，故此今年是Tick+。新的处理器在节能及性能方面都得到了不小的提升，下面将分别进行介绍
从架构来看，22nm Ivy Bridge依然基于四核心处理器，包括AVX指令集等在上一代SandyBridge架构中的概念都得到了延续
整合GPU提供了多种硬件解码方式，包括主流的OpenGL和OpenCL、DX等
22nm Ivy Bridge同样共享了三级缓存，提升I/O性能也得益于PCI-E的整合

和SandyBridge架构一样，22nm Ivy Bridge也整合了GPU功能，同时也提供了高清硬件解码功能

从这里可以发现，CPU部分承担了任务和数据并行内容，而GPU部分只负责数据并行

共享LLC，借助于内部的三级缓存，可以减少数据从CPU——内存的时间，从而进一步降低延迟，提升效率
在OpenCL运算中，同样需要CPU的支持，GPU与CPU协同工作才好

　　从今天上午22nm Ivy Bridge处理器的介绍中看出，新一代的架构在节能及性能方面有了很大的改进，借助于共享LLC，可以实现核外架构与扩展部件的兼容。作为新一代的产品，22nm Ivy Bridge在GPU方面得到了很大的加强，兼容主流高清模式与编码方式，提供更具兼容性的编程基础平台。

　　总体来说，这次我们看到的IvyBridge在架构上与上一代产品差距并不大，但是增加了许多新的技术，同时原有的技术也进行了升级，因此被称为Tick+的产品。