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聊一聊Intel融合处理器之路:从Nehalem到Kaby Lake

导读: 自Core架构之后,Intel逐渐走出了Tick-Tock定律这条路线,以工艺年和架构年交错更新处理器。除此以外,类似AMD的APU,Intel也渐渐开始将CPU和GPU融合在一起,从以往的集成显卡慢慢提升到核芯显卡/核心显卡的概念。

  OFweek电子工程网讯 自Core架构之后,Intel逐渐走出了Tick-Tock定律这条路线,以工艺年和架构年交错更新处理器。除此以外,类似AMD的APU,Intel也渐渐开始将CPU和GPU融合在一起,从以往的集成显卡慢慢提升到核芯显卡/核心显卡(下文简称核显)的概念。虽然只是名字上换了一下,但是核显和集成显卡的历史意义完全不同。前者相比后者最大的进步就是整合到CPU之中,和CPU共享很多运算资源,达到了异步计算的目的。

  如果要说清楚Intel融合处理器之路,我们就要先从Nehalem这一代架构开始聊起。不知不觉也快有10年的时间,Intel弹指间也推出了很多套处理器架构,虽然近两年的Tick-Tock定律在放缓,但是总体来说还是保持着一定的先进性,无论是14nm工艺还是最新的Kaby Lake架构,都有很多东西值得AMD学习。

  聊一聊Intel融合处理器之路:从Nehalem到Kaby Lake

  2008年Nehalem架构进一步将Core架构的处理器核心上限从双核提升到四核心,当然,这只是消费级别而已,本文所有的例子都仅以家用处理器为主展开讨论,图形工作站和服务器处理器不在讨论范围内。之前Intel为了重点研发双核心工作,不得不放弃Pentium时代一直开外挂的超线程技术,自Nehalem架构开始,Intel重新将超线程技术引入到处理器之中,最高能够实现4核心8线程的运算能力,兼容64位指令集,支持乱序执行和超标量。虽然Nehalem还没开始整合GPU到CPU之中,但是Intel从这一代架构开始逐渐将昔日更多的主板组件整合到CPU之中,让处理器的运算能力和整合程度逐渐提高。最大的进步就是引入支持双向传输的QPI总线技术,同时将内存控制器整合到CPU之中,也就是大名鼎鼎的IMC,支持3通道DDR3内存,有效降低内存延迟,另一方面,缓存系统存储特性也进一步增强,3级缓存体系从那时候开始站稳了阵脚。

  09年的Westmere架构在Nehalem基础上进一步强化制程,来到了32nm工艺节点。QPI总线、IMC、三级缓存、超线程等技术全数继承下来,功耗也进一步降低。在非家用级别处理器中推出了原生6核心和10核心版本,不过不在本文讨论范围内。

  聊一聊Intel融合处理器之路:从Nehalem到Kaby Lake

  11年SandyBridge架构历史意义比较大,自这一代架构开始,Intel终于将GPU整合到CPU之中,不再在主板上整合集成显卡,而是移到CPU之中,进一步提高两者之间数据交互的速度。AMD虽然在11年才量产Fusion APU,但是融合CPU概念早在Intel推出SandyBridge架构之前就已经出现,所以很难说这两家企业谁先想到这个好点子。一直以来,双核处理器、64位架构以及整合GPU到CPU之中这些里程碑式举动都很难说Intel和AMD谁抄袭谁,毕竟两者的具体产品发布时间十分接近,算上研发周期更难推断两者的原创性了。整合了GPU之后的SandyBridge架构自然出现核显(核芯显卡/核心显卡)这一概念,分为两个版本,分别拥有6个和12个EU。Intel这一举动对老搭档Nvidia或多或少形成了一定压力。理论上只要Intel核显足够强大,未来有可能在笔记本上完全抛弃入门级别独立显卡,直接上顶配版的核显。

  聊一聊Intel融合处理器之路:从Nehalem到Kaby Lake

  12年采用22nm制程的IvyBridge架构让Intel相比AMD提前进入了全新的制程节点,主要得益于3D晶体管(FinFET)技术引入。顶配版GPU型号HD4000的EU单元从SandyBridge的12个增加到16个,支持DX11、第二代快速转码单元、OpenCL、多屏、无线显示技术等。除此以外Intru3D、AVX等技术也完整保留下来。IvyBridge原生支持USB 3.0技术。这个时代的GPU更多的并不适合独立显卡争一朝之夕,而是分工合作,通过Lucid Virtu显示切换技术,用户能够根据性能选择合适的视频方案。

  聊一聊Intel融合处理器之路:从Nehalem到Kaby Lake

  13年Haswell架构进一步将电压调节器整合到CPU之中,这也是继内存控制器和GPU(昔日统称为北桥)之后第三件重要主板组件,至此,主板厂商能够集中火力将设计心思花在南桥(DMI)和周边功能身上,例如Hi-Fi电路能够拥有更大的发挥空间。由于升级了CPU整合程度,接口方面也升级到LGA1150,不再兼容SandyBridge和IvyBridge时候的主板。核显方面支持DX11.1、OpenCL 1.2,优化了3D性能,支持HDMI、DP、DVI和VGA接口标准,能够实现三屏独立输出。

  Haswell时代的GPU型号还是蛮丰富的,分为了5个档次:GT1、GT1.5、GT2和GT3u、GT3e。

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责任编辑:Trista
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