酷睿处理器

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2006年7月，英特尔发布了其最新一代的处理器：包括应用于服务器的Woodcrest处理器，应用于桌面的Conroe处理器和应用于移动平台的Merom处理器，这三者都将采用统一的酷睿微架构。伴随着新处理器的发布，英特尔放弃了使用长达10年之久的奔腾品牌，将原移动处理器的奔腾M品牌与原PC处理器的奔腾全部合并到酷睿(TM)2双核处理器品牌下，这也标志着英特尔移动处理器和桌面处理器采用不同微处理架构的局面正式结束。　　英特尔为什么选择在这个时候发布新架构的处理器？酷睿与之前的处理器架构有着怎样的关系？相较原来的架构，酷睿架构到底有那些改进？酷睿(TM)2双核处理器能够延续奔腾的辉煌并开创另外一个属于自己的时代吗？
酷睿处理器的前世今生
　　在酷睿微架构发布之前，英特尔有两种微处理器架构：一是NetBurst，基于NetBurst架构的有面向桌面处理器市场的奔腾©4和奔腾©D处理器，和面向移动处理器市场的奔腾©4-M处理器；二是Banias，基于Banias架构的有面向移动处理器市场的奔腾©M处理器。

　　NetBurst是英特尔在P6架构之后力推的新一代微处理器架构，从2000年11月20日诞生以来，NetBurst架构一路走过了0.18微米和0.13微米制程，进入90nm制程的“纳米”时代，经历了Willamette、Northwood、Prescott三代核心。相较奔腾©2、奔腾©3时代的P6微架构，NetBurst架构引入了很多新的特性：超长的流水线深度、可扩充性极强的编码器、创新的前端总线设计，等等。得益于20级流水线深度的设计，基于NetBurst架构的奔腾©4处理器的频率得以迅速提升，如果说Willamette核心的P4是NetBurst架构小试牛刀的话，那么Northwood的P4则充分发挥了NetBurst架构的优势，尤其是随着800 FSB、超线程技术的引入以及0.13微米制程的使用，Northwood核心的处理器迅速成为了桌面处理器市场的主流产品。
　　但是NetBurst架构的一些缺点也逐渐显现了出来，超长的流水线尽管可以使基于NetBurst架构的处理器频率可以比较容易地得到提高，但是也影响了处理器的执行效率，为了解决这个问题，只有不断提高处理器的频率和增加缓存的容量。这样做带来的一个副作用是，处理器的功耗和发热量都有所提高，这个问题在Northwood核心的时候仍然能够得到很好的控制，较长的流水线深度所带来的处理器执行效率下降的问题，也在极高的主频下得到一定的弥补。
　　到了2004年NetBurst发展到Prescott核心的时候，随着流水线深度增至31级，更多的晶体管被集成到了芯片中，而为了弥补更长的流水线深度带来的执行效率下降的问题，英特尔在处理器中使用了更大容量的缓存，晶体管数量的增加和更大容量的缓存的使用，使处理器功耗增高和发热量大的问题表现得更加突出，即使90纳米制程工艺的引入仍然无法完全解决这两个问题，NetBurst架构的发展遇到了瓶颈。这种情况甚至使英特尔放弃了让基于NetBurst架构的奔腾©4处理器主频超过4G的计划，如何解决NetBurst架构发展中遇到的瓶颈成了英特尔需要解决的首要问题。





在2003年，Northwood核心的桌面处理器在市场中表现火爆的时候，英特尔发布了面向移动市场的迅驰平台，这其中包含一颗全新设计的面向移动市场的处理器——基于Banias架构的奔腾©M处理器。需要说明的是，这款处理器的开发小组与NetBurst架构处理器的开发小组是完全独立的，英特尔的并行开发战略早在高能奔腾时代就已经开始了，而并行开发战略的目的就是使英特尔公司能够以更快的速度推出新产品。
　　在吸收了NetBurst架构部分优点的基础上，由于主要面对的是移动市场，Banias架构在设计之初就考虑到了能耗的问题，它具有比奔腾©III长但是比奔腾©4短的流水线，这样使它可以突破奔腾©III 1.3G的频率限制，又能够以较低的工作频率达到高频奔腾©4的性能。结合了非常高的分支预测精度，微融合和增强堆栈管理，基于Banias架构的奔腾©M处理器在能耗和性能之间达到了一个很好的平衡点，迅驰平台也在移动市场上获得了空前的成功。在接下来的时间里，英特尔对Banias架构又进行不断的改良，这也为英特尔在发现NetBurst架构的瓶颈后，及时对其桌面微处理器架构进行调整打下了良好的基础。
　　2006年第一季度，英特尔推出了第一款移动双核处理器：基于Banias架构的酷睿(TM)双核处理器，这可以看作是英特尔即将推出全新的酷睿架构处理器的前奏。我们可以这样理解，酷睿架构是由Banias架构发展出来的吸取了部分NetBurst优点，同时引进了诸多新技术的新一代微处理器架构。而酷睿(TM)2双核处理器品牌的发布则意味着，酷睿架构——这个从Banias架构发展起来的全新的架构，已经统一了英特尔的桌面、移动以至服务器处理器。
酷睿架构处理器诞生的外部环境

　　2006年7月23日，酷睿(TM)双核处理器处理器如期发布。英特尔发布全新的酷睿架构处理器一方面是根据自身的技术积累，采用新的架构来解决旧的处理器架构发展过程中遇到的瓶颈，另一方面也是受到诸多外界因素影响的结果：

1、来自竞争对手的压力
　　在酷睿架构发布之前，基于NetBurst架构的桌面处理器由于功耗和发热问题，在市场中已经显出了一丝疲态，而AMD凭借着先进的K8架构在桌面市场和服务器市场不断蚕食着英特尔的市场份额。2006年5月起，英特尔的忠实伙伴DELL开始推出基于AMD芯片的服务器产品，结束了与英特尔长达22年的排他性合作。在这种情况下，英特尔迫切需要拿出一款优秀的产品来巩固自己在微处理器行业的领袖地位。


2、市场的需求

　　技术和创新的根本是应用。在当前的应用环境下，处理器的设计者需要更多地考虑客户的实际需求，单纯的速度不再是处理器设计的唯一焦点。现在，能效以及同时处理多任务的能力，和速度一样重要。以欢悦（VIIV）平台为例，这是英特尔为家庭娱乐型PC所设计的主要计算平台，该技术让人们共享、管理和控制家庭中和周边越来越多的数字化内容：照片、音乐、游戏、电影，等等。这样的应用环境对处理器的发热量、能耗、运算能力都提出了很高的要求，这正是基于酷睿微架构的处理器先天所承载的使命。

3、微软新一代操作系统的发布
　　明年第一季度，微软将发布全新的Windows Vista操作系统，其重要特性之一就是提供了对64位技术的支持。酷睿架构推出后，英特尔全线的处理器产品都支持EM64T技术，为新一代操作系统的面世做好了硬件上的准备。
酷睿架构的技术特点简述

　　相对于Banias架构，酷睿架构引入了很多新的技术来提高执行效率：“宽位动态执行”使每时钟周期可执行的指令数从3条增加到4条；增加了“宏操作融合”技术，可以将两条常用指令整合为一条指令，节省了指令执行所耗费的时钟周期；将整个SSE引擎位宽扩展到128位，只需一个时钟周期就可以执行SSE指令……新技术的引入极大地提高了酷睿架构处理器的执行效率。酷睿还引入了对虚拟技术（VT）的支持，“智能功率能力”则集合了高效的能耗控制技术，65纳米制程的引入在降低成本的同时，也进一步减小了功耗。酷睿架构的这些特性，代表着未来微处理器架构的发展方向。
　　酷睿(TM)2双核处理器处理器，大大提升了性能和功效。和英特尔的前一代双核处理器相比，英特尔©酷睿(TM)2双核处理器提供高达40%的性能提升，同时实现超过40%的能效节省。用户在进行处理器密集型的任务时，例如多任务处理，如果使用基于英特尔©迅驰©双核移动技术的便携电脑和新的酷睿(TM)2双核处理器双核移动处理器，可获得两倍于前一代迅驰笔记本的处理器性能。如果使用英特尔©迅驰©双核移动技术笔记本，配合最新的酷睿(TM)2双核处理器和4MB高速缓存，跟前一代搭载英特尔©酷睿(TM)双核移动处理器的笔记本电脑相比，则可以获得20%以上的性能提升。

酷睿(TM)2双核处理器能否延续奔腾的辉煌
　　应用需求的变化为酷睿(TM)2双核处理器处理器提供了广阔的市场前景。就一款产品来讲，酷睿架构引入了多项创新的技术，基于酷睿架构的处理器将效能功耗比提高到了一个新的层面。而且英特尔向来不缺乏市场推广的能力和资金的支持，在英特尔强大的产能保证下，酷睿(TM)2双核处理器处理器绝对拥有一个可以看得见的、辉煌的未来。
　　但我们也要看到，1993年英特尔推出“奔腾”品牌的时候，英特尔还是CPU市场的绝对领袖，无论是AMD还是Ctrix当时扮演的都是微不足道的小角色。时至今日，AMD已非当初的吴下阿蒙，无论是在研发实力上还是在产能上，AMD都有了长足的进步，更重要的是AMD已经在全球获得了包括Dell在内的诸多合作伙伴的支持，并得到了相当多数用户的认可。应该讲，酷睿(TM)2双核处理器诞生时就已经比“奔腾”承受着更为巨大的竞争压力。要想延续奔腾的辉煌，进而开创一个属于自己的时代，酷睿(TM)2双核处理器任重道远。

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