【IT168 技术】Haswell处理器虽然已经发布了半年多，架构方面的很多细节也都早已公开，但是在内核尺寸、晶体管规模、功能模块分布、封装设计、Crystalwell eDRAM嵌入式缓存等方面，外界仍然所知甚少。在本周的ISSCC 2014国际固态电路会议上，Intel终于慷慨地放出了大量技术文档，揭开了Haswell底层的诸多秘密。

　　首先是不同版本的官方晶体管数量、内核面积。发布时，Intel仅公布了ULT 2+3(双核/整合芯片组/GT3核显)、4+2(四核/无芯片组/GT2核显)的数据，现在又给出了最大和最小的两个版本，基本齐了：

　　Haswell家族中最大个儿的当属四核心、GT3e核显加缓存。此前的粗略测量值为处理器264平方毫米、缓存84平方毫米，官方数据则是260、77平方毫米。处理器本身集成了大约17亿个晶体管，但缓存用了多少仍然是个谜。

　　最小巧的是双核心、GT2，仅仅130平方毫米，消耗了9.6亿个晶体管。

　　ULT 2+2(双核心/GT2核显)还是隐藏状态，但是简单计算可知，GT3、GT2两种核显之间差大约3亿个晶体管，因此ULT 2+2的规模差不多应该也是1亿个左右。

　　▲Haswell内核参数、四核GT2与双核GT3内核图

　　▲Haswell五种版本配置、内核面积、晶体管数量

　　▲Haswell五种版本的内部模块分布图

　　接下来说说缓存。同样是22nm 3D工艺制造，每个单元面积0.029平方微米，每平方毫米容量17.5Mb，总容量128MB，分为八个宏(Macro)，每个16MB，运行频率1.6GHz。

　　Intel宣称，这些缓存可以带来10-75%的性能提升。

　　在处理器与缓存、处理器与整合芯片组之间，Intel都采用了所谓的OPIO(On-Package IO/整合封装输入输出)互连接口，位宽4×16-bit，其中与缓存之间速率6.4GT/s、带宽102.4GB/s、功耗1W，而与整合芯片组之间速率2GT/s、带宽4GB/s、功耗32mW。

　　处理器与缓存、芯片组之间的距离仅仅1.5毫米，OPIO因此可以做得极其简单，而且能够让产品和工艺更加灵活，并降低平台功耗和尺寸。

　　▲eDRAM缓存内核图、关键参数、性能提升

　　▲双芯片封装与互连架构

　　▲OPIO接口

　　▲处理器与缓存之间的OPIO

　　▲OPIO走线布局

　　▲OPIO PHY物理层

　　第三个方面是关于功耗优化的。

　　内存界面使用了新的堆栈式电源栅极，漏电率只有上一代的百分之一。

　　Haswell首次做到的FIVR(完全整合电压控制器)效率相当高，负载时可达90%，而且非常稳定。

　　切换速度也是极快，进入/恢复睡眠只需0.32微秒，进入睿频加速更是不过0.1微秒。

　　Haswell支持多种电源状态。这里以TDP 15W的超低功耗版为例，除了传统的C0、C6、C7之外，还支持三种更深度的状态：C8，关闭显示、IO部分，Vin输入电压1.2V，功耗77毫瓦;C9，Vin电压降为零，功耗18毫瓦;C10，电压控制器优化，功耗18毫瓦。