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lillianeler0303 發表於 2010-10-9 20:32

嘗鮮還是守舊 32nm來臨我們應如何應對

45nm工藝剛剛普及,32nm工藝又已經蓄勢待發了。可能有些用戶還停留在65nm甚至是更老的90nm工藝時代,連已經普及的45nm都還沒有來的及嘗試,面對著全新的工藝與全新的架構,消費者到底應該如何選擇呢?是繼續固守老工藝還是大膽嘗鮮呢?想必您對新製程產品已經有一個答案了。但別急,看過我們的意見後再下定論也不遲。

  在芯片這個領域,新產品雖然性能高,可一般都是用大筆大筆的金錢換來的,有錢人畢竟還是少數。對於一般消費者來講,固守老工藝想必已經成為了第一選擇。 然而筆者在此要給消費者的答案是:守舊?未必!




32nm工藝的酷睿i3處理器就在我們身邊

  讓我們先來看一看即將與我們見面的32nm工藝產品吧。目前,我們已知的消息是Intel即將在2010年的1月7日正式發佈第一批32nm工藝處理器。首批發佈的產品包含了Nehalem架構最低端的奔騰G6950以及酷睿i3等一系列產品。
在即將首批發佈的32nm工藝產品中,有一款產品採用了奔騰的命名方式,他就是Nehalem家族中的最低端型號奔騰G6950處理器。在上表中,雖然並沒有直接寫出這款處理器的型號,但是從命名中我們依然可以瞭解到奔騰G6950處理器發佈之後的市場價格為87美元,折算成人民幣的話約為593元。想必這樣的價格一般消費者應該還是消費起的吧。可見,32nm工藝還是給一般消費者留了嘗鮮餘地的。那麼這些即將發佈的給人嘗鮮的32nm處理器到底新鮮在哪裡呢?接下來筆者就為您一一指出。首先我們先來看一看這些即將發佈的百姓價位32nm處理器的詳細參數。為了方便讀者理解,我們以已經在市場中銷售的酷睿i3處理器為例。(目前市場中有小量的酷睿i3工程測試版ES處理器在銷售)



筆者朋友展示的32nm酷睿i3處理器

  在表格中,酷睿i3處理器共有兩款,分別為2.93GHz主頻的酷睿i3 530和3.06GHz的酷睿i3 540,這兩款產品除主頻不同外其他參數均相同。酷睿i3處理器與當前的高端45nm酷睿i7處理器系出同門,均為Nehalem架構。不過核心數量被精簡為兩個,三級緩存被精簡為4MB(奔騰G6950為3MB),同時製程提高到了32nm。喜人的是,酷睿i3處理器加入了對超線程技術的支持,可以最高支持4個線程任務。但遺憾的是,酷睿i3以及最低端的奔騰G6950並沒有加入對睿頻技術的支持,用戶要想體驗到超頻的樂趣的話,還是需要手動來實現的。


網上曝光的奔騰G6950處理器

  要說酷睿i3以及奔騰G6950處理器與高端四核處理器最大的區別,在於其本身還整合了一顆45nm工藝733MHz頻率(奔騰G6950為533MHz)的GPU,在搭配可支持視頻輸出的H55主板後,用戶可在不適用獨立顯卡的情況下實現視頻輸出。據筆者瞭解,奔騰G6950與酷睿i3處理器的整合GPU性能還是較為強大的,但限於NDA的限制目前還不能透露給大家。


即將於32nm處理器一同發佈的H55主板

  在內存支持方面,酷睿i3處理器LGA1156接口的高端產品一樣整合了雙通道DDR3內存控制器,在默認情況下可支持頻率為1333MHz(奔騰G6950為1066MHz)的DDR3內存。功耗方面,雖然酷睿i3處理器在製程上有所提高,且核心減少,但因為整合了GPU所以功耗並沒有出現大幅下降。但其73W的TDP相比現在的45nm雙核來講已經相當不錯了。
32nm價格雖然算不上很便宜,但至少一般消費者都購買的起,但是也需要新鮮點才能吸引人去購買。那麼這些32nm處理器的新鮮點都在什麼地方呢?別急,接下來我們將為您娓娓道來。

  ● 32nm製程工藝

  既然是32nm工藝產品,那麼這第一個新鮮的地方當然就是32nm了。瞭解芯片行業的人知道,要想提高CPU的性能一方面是提高他的主頻,一方面是更改他的架構,再有一方面就是提高他的製作工藝了。

  製造工藝的改進理論上可以帶來功耗的降低,使得產品的默認時鐘頻率可以更高,直接提升性能。



歐德寧展示32nm晶圓

  ● Intel 32nm 製造工藝的技術優勢

  和現有的45nm工藝相比,32nm工藝在以下幾個方面有著顯著的變化:

  >>32nm工藝使用第二代高-K金屬柵級
       0.9nm等價氧化物厚度高-K(45nm技術是1nm)
       金屬柵級工藝流程更新
       30nm柵極長度
       第四代應變硅
  >>有史以來最緊密的柵極間距
       第一代32nm技術將使112.5nm柵極間距
  >>有史以來最高的驅動電流
  >>晶體管性能提升22%
  >>同比封裝尺寸將是45nm工藝產品的70%
相對於45nm工藝,NMOS晶體管的漏電量減少5倍多,PMOS晶體管的漏電量則減少10倍以上。由於上述改進,電路的尺寸和性能均可得到顯著優化。

  英特爾方面宣稱,第一批32nm處理器的功耗將和現有同檔次45nm處理器大致持平或稍低,但性能會大幅度提升。
前邊我們已經提到了,架構的變化也是影響處理器性能的主要因素之一,很幸運的,32nm酷睿i3處理器相比45nm的酷睿2處理器來講不僅在製程上更先進一些,在架構上也發生了變化。這就是全新的Nehalem架構。



32nm酷睿i3(右)與傳統三芯片架構示意圖

  由於與LGA1156酷睿i5系列處理器相同,32nm工藝的酷睿i3處理器可以看做是酷睿i5的核心簡化但同時提升製程的版本。其最大的特點是IMC技術(整合內存控制器技術)而放棄了傳統的FSB概念,取而代之的是QPI與DMI總線。這樣的好處是充分提高了內存帶寬,進一步提高了CPU對內存的控制能力,同時提高了處理器性能。


酷睿i3處理器採用了IMC(整合內存控制器)技術

  Nehalem架構另外一大特點是引入了三級緩存概念。其一級緩存的設計與酷睿微架構相同,而二級緩存緩存則採用超低延遲的設計,不過容量大大降低,每個內核僅有256KB。新加入的三級緩存採用共享式設計。


Nehalem Core i7處理器緩存結構圖

  與酷睿i7處理器的三級緩存類似,酷睿i3以及奔騰G6950也採用了共享式三級緩存,不過容量被精簡為4MB和3MB。使用三級緩存的好處在於它幾乎可以處理所有的一致性流量問題,同時不需要單獨打擾每顆獨立核心自己的一級、二級緩存。如果三級緩存沒有命中,那麼我們需要訪問的數據也不在一級緩存或者二級緩存中,此時也不需要偵聽所有核心。如果三級緩存中成功,它還可以作為偵聽過濾器。


  Nehalem架構使用了MESIF緩存一致性協議(全稱為MESIF cache coherency protocol),在它的三級緩存中的每一個緩存行裡,有4bit用作核心確認,以此表明是哪一個核心在它私有的緩存裡具有這個行的數據備份。如果某個核心確認位設置位0,則那顆核心就不具有該行的數據備份;如果兩個以上核心的確認位都有效,設置為1,那麼該緩存行就被確定為未被修改的,任何一個核心的緩存行都不能夠進入更改模式;當全部核心確認位都是0時,就不需要對其它內核做偵聽,而只有1個位是有效時,則只需要偵聽那1顆核心。這種仲裁機制讓Nehalem的三級緩存避免了每個核心數據一致性錯誤,帶來更多帶寬。
32nm處理器的另外一大亮點就是整合的45nm工藝GPU核心,在它的幫助下,用戶完全不需要購買獨立顯卡就可以實現視頻顯示輸出。當然,關於GPU的性能,我們目前還不能透露。



Westmere處理器和現有Penryn處理器的區別

  如上圖所示,32nm工藝處理器的基板上將有兩個Die,其中一個是使用32nm工藝製造的處理器內核,另一個較大的是使用45nm工藝製造的GPU+內存控制器。這樣的處理器構造和英特爾在08年底發佈的在同一個Die上集成處理器內核+內存控制器又發生了很大變化,英特爾稱這種模式為MCP(多芯片封裝處理器)。不過需要提醒消費者的是,要想使用到處理器中的GPU核心,您必須購買提供了視頻輸出接口的H55主板。若是您使用的是沒有提供視頻輸出接口的P55主板的話,那麼就只能使用到CPU核心了。

32nm工藝處理器一些關鍵特性包括:

  >>32nm製造工藝的Nehalem微架構產品
  >>MCP處理器的第一代產品、集成iGFX邏輯
  >>集成雙通道DDR3內存控制器
  >>CPU部分為2個物理核心,並支持英特爾超線程技術(奔騰G6950不支持)
  >>可以外接PCIE顯卡
  >>帶有全新的高級加密標準加速
  >>將應用在Intel 5系列芯片組平台上。

  綜合以上的特性,32nm的奔騰G6950與酷睿i3雖然採用了雙核心設計,但是相比目前市場中銷售的45nm酷睿雙核處理器,甚至是四核處理器來講,其性能依然是非常強大的。雖然目前消費者對未來主板的價格充滿的疑慮,但等到H55等主板全面鋪貨之後,其價格預計會比現在的P55主板低不少,甚至會出現599這樣的超低價主板。所以綜合以上的結論,32nm工藝時代,嘗鮮還是可以的。

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