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AMD的杀手锏:Barcelona处理器

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在处理器领域,amd和Intel是老对手了。2002年以来,AMD 的处理器一直被采用130nm制程、Northwood核心的Pentium 4牢牢压制,无论性能还是市场都存在一定差距。AMD急需一款旗舰产品与Intel抗衡,Opteron就在这种情况下肩负着厚望应运而生了。Opteron没有辜负AMD的期望,为AMD打出了漂亮打翻身仗。

Opteron的成功有技术和市场策略两方面的原因。

Opteron遵循了AthlonXP的架构,用户可以平滑升级,这样可以节省大量成本,而且其很多设计理念的确十分超前,并且提供了出色的性能。Opteron在服务器市场取得一定的份额。

但是,Intel在意识到这个问题后,很快采取了补救措施。Intel位于以色列的处理器开发团队在Yonah的基础上对架构进行改进,了酷睿2系列处理器。

酷睿2微架构产品的,让Intel在AMD Athlon 64诞生后,重新拿到了久违的性能之王桂冠。面对这样的情况,AMD还有什么杀手锏

答案是代号barcelona的新一代处理器,在过去的2006年中,AMD公司高层已经披露了不少相关细节。

最近,在ISSCC 2007(国际固态电路会议2007)上,AMD对其技术和推出情况进行了详细的介绍。

Barcelona将首次对2003年以来一直没有较大变动的Opteron处理器架构进行改变。

相对于Opteron对AthlonXP的继承,Barcelona的变化则大了很多,但变化依旧不是翻天覆地,而是在Opteron的基础上进行了很多有益地改善。毕竟,完全更换整体架构是一件风险很大的事情,AMD面临的情况使其还不能过于冒险。

Barcelona是AMD第一款四核处理器,它将采用65nm制程,在283平方毫米的面积上集成4.63亿个晶体管,组成四个核心和一、二、三级缓存。其中,每个内核拥有64KB一级缓存,为指令用缓存及数据用缓存;512KB二级缓存以归属各CPU内核的方式分别提供,作为一级缓存的备用空间;三级缓存为2MB,由所有内核共享使用。这也是AMD首次在开发HyperTransport(超传输技术)之后采用三级缓存。

Barcelona处理器的结构将十分复杂,由于采用了SOI(硅绝缘体)CMOS技术,因此需要11层金属层的支持。

新技术的应用可以令AMD生产出更高精密度的处理器,并有助于加强处理器的每瓦功效(这也是近年来处理器的主要衡量标准)。根据AMD在ISSCC 2007上的介绍,Barcelona的电压将为1.15V,主频则在2.2GHz到2.8GHz之间,其最大功耗将不超过95W。

在内部结构上,Barcelona处理器也增加和增强了很多功能和性能。

为了将并行处理器过程中译码(Decode)数量最大化,Barcelona将每个周期的指令存取数从过去Opteron的16B提高到了32B,同时预处理也被增加为至少32B。这样的结构使得Barcelona更加适用于64位操作系统,体现了Barcelona处理器主要面向服务器市场的定位。

在译码过程中,Barcelona处理器将采用被称为“SSE128”的技术,进一步提高执行效率和运算能力。要知道,在过去的Opteron架构中,处理器可以并行处理两个SSE指令,但是SSE执行单元只有64位带宽。

对于128位的SSE操作,Opteron处理器只能将其分为两个64位指令对待,因此降低了执行效率。而Barcelona处理器将带宽扩至128位,所有128位的SSE操作不再需要分解,提高了执行效率。同时,浮点运算一直是AMD的长项,Barcelona处理器将更加突出这个优势,其浮点调度器也可以支持上述的128位SSE操作。

另外,Barcelona处理器将支持乱序执行(Out-of-Order Engines),这是一项当装载指令队列发生等待时,处理器可以将队列后方处于等待的指令优先装载并执行的技术,能给CPU性能带来显著的提高。Barcelona拥有3个地址生成单元,每周期可以完成3个寄存指令。

与AMD此前的处理器相同,Barcelona处理器的芯片上也配备了北桥以及内存控制器。

其内存控制器被分成两个64位控制器,每个控制器都可以独立运行,从而使内存控制的效率更高。

尤其当四个核心分别处理不同的任务时,它的优点更加明显。其北桥也将拥有比Opteron更高的带宽,这将有利于支持更高速的DDR3内存标准(前期的Barcelona仍然只支持DDR2内存)。

Barcelona处理器在温度和电压的控制方面更加精细,能够基于细致的温度管理,独立控制工作频率及电压。

每个CPU内核中都嵌入了8个温度传感器,北桥中则有6个,合计共38个(8×4+6),而其在各内核、HyperTransport电路以及北桥、内存控制器中总共嵌入了10个PLL(锁相环)。在电源电压的控制方面,可分别对各CPU内核等共计10个区块独立进行控制。

根据预计,AMD计划于2007年中期Barcelona服务器版本,第三季度桌面版。可以预见,Barcelona处理器的将为全球的服务器市场带来新的活力,同时也对服务器领域的64位计算起到一定的促进作用。

链 接:Intel降价为哪般

AMD在ISSCC 2007上对Barcelona处理器进行了详细介绍后,Intel宣布了四核处理器和服务器处理器的降价计划:7月22日,Intel高端处理器、四核和服务器处理器将会全面降价。

尽管距离今年12月AMD Barcelona处理器的还有半年的时间,不过Intel此次的降价举动依然被很多人看成是对AMD的一种宣言,意图通过7月份的降价稳固自己在服务器处理器市场的地位,并且在AMD Barcelona处理器上市前加强自己的优势。

在7月的降价中,2月份刚刚的四核处理器Q6600的千片采购价将会降低到530美元/片,而其在上市的时候价格高达851美元/片,在下一轮的降价中,这款产品将只要266美元/片。与此同时,更高端的Q6700的价格将会降低到千片采购价530美元/片。

除了四核处理器之外,Intel在Xeon DP处理器价格上也有所松动,Xeon DP X5355的千片采购价格会从1172美元/片跌落至744美元/片;性能相对较低、采用1333MHz前端总线的E5335的价格将会低至316美元/片;而更低端的Xeon DP L5320和L5310,只要320美元/片和273美元/片。Intel高端处理器的降价将会为服务器市场带来有益的改变。