趣解Intel 45nm、高k技術及新移動平臺

http://www.enorth.com.cn　 2008-01-15 14:58

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　　迅馳4.5和動車組的關系

　　有了新CPU提供強大的動力，Intel纔得以將新的refresh推向市場。在06年的7月，Intel就將酷叡2處理器安置在了NAPA平臺之上，以酷叡2的強大動力做支橕，使之形成了NAPA refresh平臺。而現在，Intel再次以45nm新工藝下的處理器為依托，安置在Santa Rosa平臺之上，形成了新的Santa Rosa Refresh平臺。

最新的Santa Rosa Refresh平臺下推出的新處理器
　　如果說奔騰M代替奔4相對於內燃機車代替蒸汽機車，雙核酷叡處理器代替單核處理器相當於動車組代替機頭牽引車組，那麼Santa Rosa Refresh平臺代替Santa Rosa就相當於300公裡時速動車組代替現在的250公裡時速的動車組。

　　什麼是動車組？

動車組
　　動車組已經在祖國大地上馳騁多時，但是它為什麼快，為什麼叫動車組，相信還是有好多人不清楚。其實，之所以叫這個名字還是要把名字拆開理解——動車、組，動車之所以不同於一般車廂，就是說它的每一節車廂實際上都是在內部提供動力的，車廂下的車輪並不是像普通車廂那樣被動行駛，而是自己提供動力前行，這樣使得動力更為強大，功率分配更加均勻，纔使得速度更快。再將一節節動車連接，16節車廂便形成了協和號動車組。

　　處理器也一樣嗎？

雙核處理器芯片高效也是共同努力的作用
　　如今的多核處理器也是一樣，每個核都相當於一個動車廂，提供著強大的動力，只是現在一般只采用了雙核處理器，即兩個車廂的動車組，當然，市場上還有四核甚至更多核的處理器，那就相當於一列更長的動車組了。

　　新處理器實現了如何的飛躍？

　　250公裡時速的動車組正在鐵路上飛馳，而更快的全國產300公裡時速的動車組正在唐山機車廠研發生產，必將帶來更快的運輸速度。

采用高k和金屬柵極的場效應管示意圖
　　一切還是要以45nm下引入高k技術制造的新Penryn處理器作為基礎。Intel新的Penryn處理器引入筆記本以形成新的Santa Rosa Refresh平臺也正相當於這一過程。在新的平臺上，Penryn處理器有著更高的執行效率，更強的節電效能和更高的運行頻率。更高的執行效能是新工藝帶來的新特性以及Intel工程師對酷叡微架構處理器的優化換得的，更高的運行頻率是從14級流水線昇級到16級流水線及45nm制程頻率特性實現的，而更為關鍵的是這個更高的節電效能。

更高的二級緩存
　　另一方面，新處理器在二級緩存方面均有了擴容，高端二級緩存達到了6MB的容量，比現有的大了足足50%。這對於更加依賴高速緩存的酷叡微架構來說，無疑能夠提供更大的命中幾率，使得處理器運行效率更高。

　　為什麼要更節電？

　　歸根結底，筆記本還是要強調其移動性，移動過程中，電池的續航壽命成了問題的關鍵。在電池容量不能大規模增加的前提下，深度挖掘筆記本原件的節電性能就成了問題的關鍵，CPU 作為耗電大戶，正成為了Intel的研究對象。

　　如何節電？

　　新工藝本身已經帶來了30%的晶體管耗能節減，但是這還是不能滿足未來的發展趨勢和Intel的嚴格要求。深度挖掘處理器空閑時間的電能消耗空間成了這一階段Intel的研究對象，由此衍生出比原有C4狀態更加耗電低的C6狀態。

　　為什麼空閑時間是主要研究對象？

　　試想，如果動車組在停靠的時間內仍然在以300公裡時速時的性能運行，其浪費的能源恐怕可想而知。筆記本也是一樣，在奔四乃至以前，處理器的頻率是始終全速運行的，空閑時間的電能受到極大的浪費。而在奔騰M一代推出後，這一現象纔得以改變，但是那時只是對緩存實現動態管理——不用的關掉，而在這以後，處理器實現了根據負荷狀態來控制運行頻率的功能，進一步動態管理緩存，甚至關閉一個內核。但是現在Intel所做的更加徹底，空閑時他們將『整個』CPU關閉了！不單緩存被關閉，甚至處理器的運行狀態也被控制在最小，這一做法就極大了實現了能耗的節減，從而得以在空載下，尤其是睡眠情況下使得待機時間得到極大的提高。

　　多媒體方面的革新

　　不單在節能上表現突出，新的移動平臺還實現了多媒體指令集SSE4的引入，為多媒體處理提供高效支持，就仿佛給動車組換車廂，原來的指令為拆掉元車廂和換上新車廂的兩個指令過程被一個簡單的換車廂指令代替，處理器運行過程更加直接。

SSE4已經在去年桌面平臺引入，筆記本方面現在是底蘊次
　　表現將更好的高清視頻

　　雖然新平臺仍然采用了老的芯片組，但是Intel首先提出了HD BOOST理念，使得高清支持方面達到進一步的提高。

　　將來會如何？

制程工藝隨時間繼續推進
　　從理論的角度講，摩爾定律的功效仍將繼續，硅晶體管還能夠繼續縮小，直到4納米級別生產工藝出現為止，時間可能在2023年左右，而同時筆記本平臺的更新也將伴隨著不斷發展，形成Intel所提出的tick-tock交替過程，下一步推出的迅馳5代就是又一大重要過程。

新的工廠正在加緊工作

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編輯：趙國棟

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