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争锋：分析英特尔和AMD下代处理器技术
 
    英特尔不断改进处理器制造工艺和处理器微体系架构，从而快速地更新产品。其即将问世的Penryn和Nehalem系列处理器到底有何过人之处？
   
    　　几十年来，处理器的技术发展及其架构已经发生了翻天覆地的变化。有的时候，人们忍不住会这样想：在摩尔定律的驱动下，经过了这么多年的高速增长，处理器领域是不是也应该发展到成熟阶段，新技术的出现也不会继续那样频繁了吧？
   
    　　事实恰恰相反。
   
    　　英特尔磨刀霍霍
   
    　　日前，英特尔高级副总裁兼数字企业事业部总经理Pat Gelsinger在一次访谈中，详细介绍了英特尔Penryn处理器以及下一代32纳米处理器Nehalem的技术规格，这自然引起了各方强烈关注。
   
    　　按照英特尔的产品路线图，Penryn处理器将采用45纳米生产工艺，并且在2007年底前发布。Penryn往往被人们认为只是对现有65纳米Core系列处理器的改进，并且在一些局部技术上进行了增强，譬如更大容量的二级缓存、更高的主频、更好的散热效果、完整的SSE4指令集，以及先进的high-k工艺等。需要说明的是，high-k工艺就是用高介电常数的金属栅极取代传统的低介电常数（low-k）的二氧化硅栅极，从而在相当大的程度上解决漏电问题。据称，与同频率的65纳米工艺酷睿2处理器相比，45纳米high-k可将晶体管转换速度（频率）提高20%，同时转换能耗减少30%，并将漏电降至1/5。漏电问题至关重要，还记得曾经被竞争对手和很多人诟病的高主频奔腾4么？由于漏电问题严重，它的发热量巨大。
   
    　　和Core 2一样，Penryn的功耗仍会维持在35W左右，它的主频有了不小的提高。虽然英特尔没有给出Penryn可能攀升的确切频率，但是有一些工程师认为，高端桌面型Penryn会超过3.3GHz，笔记本电脑型则不会低于2.5GHz，而理论上的工作速度会更高，这种“理论上的工作速度”其实指的就是超频。对于那些技术高手和发烧友来说，Penryn的这一特性肯定会令他们兴趣十足。
   
    　　我们更感兴趣的，当然是下一代32纳米的Nehalem处理器了。来自英特尔的消息表明，2008年该公司就将推出Nehalem系列处理器。Nehalem的架构接近于现在的Core 2，但是在管理和扩展性方面被大大增强了，完全可以称为新的微架构。
   
    　　此前曾有消息，称英特尔会在Penryn中重新启用超线程技术，不过实际上从英特尔方面来看，新版超线程技术将不会出现在Penryn中，而是选择了在Nehalem中“复出”。英特尔早先在单内核的Pentium4芯片中使用了超线程技术，然而却在多内核芯片中放弃了它。基于Nehalem架构的芯片将集成1到8个内核，每个内核将运行两个独立线程。据悉，高端服务器Nehalem处理器会拥有8个核心，通过采用双路线程技术，这些核心在逻辑上可以变成16个核心。总体来看，这一线程方案是比较灵活的，根据应用程序的实际需要，线程可以动态地关闭和打开。
   
    　　此外，即将出现在Penryn中的SSE4指令集也将在Nehalem中进行扩展，同时Nehalem还将重新具备共享多级缓存的功能。此前英特尔的NetBurst架构曾有此功能，Core架构却放弃了，但是在Nehalem中，共享三级缓存即将重新归来。
   
    　　两大巨头暗中较劲
   
    　　不仅线程技术是动态的，Nehalem在各个方面几乎都可以灵活地加以调节，比如供电、线程、前端总线、缓存和内核。无疑，这些调节会带来更强的节电性能，而这一特性也使得它更加符合商业和个人用户的需求。
   
    　　动态调节的基石是Nehalem内置的内存控制器。对于内存控制器带来的好处，可能没有人比AMD认识得更为深刻了，早在4年前该公司就将内存控制器引入到Opteron处理器中，并且在用户中广受赞誉。对于整合内存控制器上，英特尔这一次终于是下定决心了。不过在看到Nehalem之前，我们会在2007年年底英特尔发布的全整合单芯片Tolapai中，提前看到英特尔整合内存控制器的动作。
   
    　　前端总线（FSB）是将CPU连接到北桥芯片的总线，它也是那些熟知CPU技术的人士总挂在嘴边的一个名字，对于CPU性能的影响非常明显。AMD就是因为创新性地推出HyperTransport总线技术，从而逐渐在与英特尔的纷争中觅得机会，甚至一度占据上风，而在此之前，AMD甚至可以说是在夹缝中求生。总线的重要性由此可见一斑。由于在AMD的HyperTransport技术面前，英特尔的FSB已经有些力不从心，因此英特尔将会推出新的动态总线技术“通用系统接口”（CSI，Common System Interface）。新的CSI技术被部分技术人员认为是一种与AMD HyperTransport类似的芯片通讯技术，它能够实现处理器对处理器的串行连接通讯。另外，英特尔的设计工程师还明确表示，CSI同样会出现在下一代Itanium服务器平台中。至于Xeon，CSI可能在2009年才会“登陆”。
   
    　　专家认为，CSI肯定会带来两个方面的主要变化。首先，与目前英特尔使用的芯片通讯技术相比较，CSI将提高处理器的性能；其次，CSI将帮助Itanium服务器的设计者们更好地利用主流的Xeon服务器技术。这对Unisys这样使用两种处理器的服务器公司来说尤其有好处。对此，Unisys公司服务器部门经理Craig Church表示：“CSI最大的好处是提高了性能，处理器之间是直接进行通讯的，因此节省了时间。”在英特尔目前的设计中，一个叫做芯片组协调器的芯片会通过前端总线控制各个处理器之间的通讯，而有了CSI技术之后，处理器将直接进行彼此的通讯。
   
    　　不过，AMD也丝毫没有在总线技术上退让的意思，今年，AMD就将使用HyperTransport 3.0，这也是该技术问世7年以来的又一次重大更新。该技术的创新和改进之处很多，此处无法一一列举，但是其中很重要的一条是它极大地提高了芯片以及芯片间的通讯速度，服务器厂商可以借助它来组建16路处理器服务器系统，而现在的x86架构服务器领域只有8路处理器的系统。尤其值得一提的是，AMD已经公开了HyperTransport技术，这也将成为它的一大优势。
   
    　　英特尔和AMD的针锋相对，还在于CPU和GPU的整合。收购了显示芯片厂商ATI之后，AMD不可避免地开始筹划CPU和GPU的整合，其前段时间提出的Fusion计划，就令业界为之振奋。相应地，英特尔Nehalem的设计指导中也明确指出，Nehalem将“为客户带来高性能的整合图形引擎”。
   
    　　显然，两大巨头又要上演新的对手戏了。
   
    　　链接:什么是超线程?
   
    　　简单地讲，超线程技术就是利用特殊的硬件指令，把一个物理芯片模拟成两个逻辑内核，让单个处理器也可以执行线程级的并行计算，进而减少CPU的闲置时间，提高CPU的运行效率。这样做的好处是：虽然单线程芯片每秒钟能够处理成千上万条指令，但是在任一时刻却只能够对其中的某一条指令进行操作。采用超线程技术后，应用程序可在同一时间里，使用芯片的不同部分进行多线程处理，使芯片性能得到提升。
   
    　　联系到现有和未来的双核、多核处理器及其体系架构，不难想象，超线程技术一定会在其中一展身手的，或许这才是它更好的归宿。
   
 
 

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