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酷睿2的十年:一场Intel与AMD的生死博弈

2016-9-12不详佚名

但从Banias核心的Pentium M开始,由于有了新技术,表中的前两条微操作可以被融合,这称为微操作融合(micro-op fusion),在预译码阶段就辨识出可以融合的宏操作能够提升并发、降低对缓冲的压力,提高效能,配合SSE/SSE2效果更佳,这是酷睿2压倒AMD K8的主要原因。

酷睿2的十年:一场Intel与AMD的生死博弈

AMD也有微操作跟宏操作,不过定义跟Intel是不同的,因为AMD的译码器是三组复杂译码器,通过直连路径(Direct PATH)可以像简单译码器那样快速处理,通过矢量路径(Vector Path)就是复杂译码器模式,差距在于,AMD没有宏操作融合,在执行SSE指令的时候需要更多的时钟周期,加上译码器数量3对4,译码并发3对5,在前端曾经风光无限的AMD K8已经输了一截。

乱序执行OOOE

预取、高速缓存和译码上的努力要通过乱序执行来发挥,乱序执行本身的增强靠的是增加执行单元和乱序记录缓存来实现。

酷睿2的十年:一场Intel与AMD的生死博弈

对比AMD K8,酷睿2的乱序执行的优势体现在三点上,一是记录缓存96 ENTRY VS 72 ENTRY,酷睿2的前端有更高的并发,记录缓存也有4:3的优势。二是调度管理方面相比AMD拆分为24-ENTRY整型跟36-entry浮点,酷睿2为统一的32entry保留站,三是SSE执行单元数量达到三个,能够最大化利用到宏操作融合的优势,另外,酷睿2的SSE执行单元是128bit位宽,AMD只有64bit,在执行128bit SSE指令时候酷睿2有压倒性优势

酷睿2的十年:一场Intel与AMD的生死博弈

存取也疯狂酷睿2强大的前端跟乱序执行带来的是更大的数据吞吐需求,Intel发现如果允许下一次载入(Load)在存储(Store)之前操作,就可以实现载入提速和降低延迟,其风险在于,存在需要载入尚待存储数据的可能(大约1~2%的几率),这时候就需要浪费20个时钟周期等待重新载入,为此,在酷睿2中加入预测器可以避免这一场景出现。

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预测器(Predictor)允许在数据存储之前载入,同时冲突检测逻辑(Conflict logic)会扫描乱序缓冲区(Memory reorder Buffer MOB)查找问题,一旦发现立即执行重载入,在最坏的情况下性能会有所损失。根据Intel的说法性能提升幅度可以达到40%,实际执行环境中也能有10~20%的增速,在整型操作中优势尤为明显。

超线程不再,也没有内置内存控制器十年后的今天,超线程(HT)和内置内存控制器(IMC)是X86处理器的最基本属性,在当时,前任Pentium4引领过超线程的潮流,对手AMD则率先将内置内存控制器引入了PC领域,但酷睿2一个都没有。

同步超线程技术(Simultaneous Hyper-Threading SMT)需要在高速缓存中开出更大的缓冲区来满足多出一倍的资源的要求,酷睿2引领时代的前端设计已经是对当时工艺的极限的挑战,超线程实在是心有余而力不足,内置内存控制器AMD靠的是SOI工艺的的先天优势实现,一旦工艺允许,超线程自然会回来,内置内存控制器也不是问题,后来的nehalem不就是这么做的么?(原文以超线程优势体现在服务器上和有FB-DIMM内存为由洗地理由并不充分)

廉颇老矣尚能饭否?

在2006年,即使是最弱的E6300,都可以在很多测试中轻松放倒之前的旗舰产品Pentium XE 965,中坚产品E6600则成功击败AMD最新的旗舰产品FX-62,而旗舰产品X6800更是比E6300强了近一半。

酷睿2的十年:一场Intel与AMD的生死博弈

今天的214美元产品I5-6600 VS当年同价位的E6400,十年来我们的CPU足足快了一倍,就连入门级产品G1620也轻而易举的战胜了E6400,但是不要忘记这是2.13Ghz的E6400跟一群主频接近4Ghz的产品作对比,事实上很多酷睿2用户后来升级到Sandy bridge后就再也没有换代过。

酷睿2的十年:一场Intel与AMD的生死博弈

回顾十年前酷睿2发布后发现,在当今的skylake处理器中依旧延续了酷睿2的框架:四发射、操作融合、大容量共享高速缓存等,当然,随着工艺的进步,intel在nehalem加入了内存控制器、北桥功能和三级高速缓存,在Sandy Bridge中引入了微操作融合缓存(micro-op cache)和eDRAM,酷睿2的故事仍然没有结束。

而那个在酷睿2时代被一举拿下的对手AMD在十年间一蹶不振,K10和bulldozer麻烦不断,几乎完全退出了中高端领域的竞争,直到最近才借着新核心Zen喊出“我回来了”,然而仔细看Zen的PPT,仍然没有看到类似当年酷睿2那样石破惊天的变化,所以,AMD也许能重返中端,但论挑战似乎还很远。

展望未来后10至15年的半导体路线图在conroe十周年纪念的日子里正值国际半导体技术路线图报告(International

本文来源:不详 作者:佚名

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