|
英特爾(Intel)在稍早前的國際固態電路會議(ISSCC)中，透露了32納米Sandy Bridge處理器的技術細節，包括進一步說明其模塊化環互連、如何將快取的操作電壓降至最低，以及導入用于監控互連流量的除錯總線。 據英特爾位于以色列Haifa設計中心工程師Ernest Knoll在ISSCC上所提出的文件顯示，32nm的Sandy Bridge處理器在單顆芯片上整合了4個x86核心、功耗/性能優化的繪圖處理單元(GPU)、DDR3內存和PCI Express控制器。Sandy Bridge在216mm2的芯片面積上整合了11.6億個晶體管，Knoll說。 Sandy Bridge的IA核心進行了幾項改良，在不增加功耗的條件下提高了性能，這些改善包括改良其分支預測算法、微運算碼(micro-operation)快取和浮點強化的向量擴展。此外，該組件的CPU和GPU共享相同的8MB三級高速緩存。 雖然四片L3快取分別與四個x86核心相結合，每核心2MB，但它們完全能與GPU共享，Knoll說。 
Sandy Bridge的環互連結構可連接晶上的所有元素，包括微處理器、繪圖處理器、L3快取和系統代理。據Knoll介紹，由于環互連是模塊化的，因此可以輕易地透過將四核心芯片“砍”(chopping)成2個核心和2個快取模塊，來轉換成雙核心芯片。Sandy Bridge最先推出的產品可提供雙核心或四核心版本 。 “只要簡單地將芯片‘砍’成兩片，我們就可以得到另一種版本的產品，”Knoll說。 英特爾在去年9月的開發者論壇上首次提供了有關Sandy Bridge系列異質處理器的細節。今年一月，英特爾推出首款Sandy Bridge產品，這也是該公司第一代的Core處理器系列。一月初以來已經有部份芯片出貨，英特爾希望今年能有超過500款筆記型和桌面計算機采用該芯片。 功耗最小化 該文件指出，由于Sandy Bridge的x86核心和L3快取共享同一個電源層(power plane)，因此，英特爾所面臨的挑戰，是維持L3快取數據所需的最低電壓可能會限制核心的最低操作電壓，從而增加系統功耗。而英特爾透過開發數種電路和邏輯設計技術，最小化了L3快取和芯片上緩存器檔案的操作電壓，以實現較核心邏輯更低的水平。 “我們的設計目標之一，就是盡可能減少電力消耗。”Knoll說。 英特爾所使用的其中一種技術是共享的P通道MOSFET，它削弱了內存單元舉升(pull up)組件效應的強度，從而解決了在低電壓下的射頻寫入能力退化問題，Knoll表示，這可透過制程的變化來達成。 “有了這樣的技術，我們能夠為絕大多數的芯片改良最小操作電壓。”Knoll說。 該文件顯示，多虧采用這些技術，Sandy Bridge的功耗范圍涵蓋了從高階桌面計算機用的四核心組件的95W，一直到可用于移動產品的17W雙核心Sandy Bridge都包含在內。 Sandy Bridge還導入了一個除錯總線，可用于監控該處理器環形架構中的x86核心、繪圖處理器、快取和系統代理的流量情況。這個總線也稱之為通用除錯外部連接(GDXC)，能讓芯片、系統或軟件除錯器對環形架構的信息流量和協議控制訊號進行采樣，并將之驅動到一個外部邏輯分析儀，以回復并分析這些資料。 “GDXC對系統和軟件除錯器來說是極有價值的工具。”Knoll說。 Sandy Bridge還包含兩個不同類型的溫度傳感器，以用于監控芯片溫度。 其中之一是位于每核心上、基于二極管的熱傳感器，主要用來比較二極管電壓到輸出的溫度，以提供溫度調節信息、災難性失敗訊息，以及風扇調節等功能。 第二個是尺寸更小的CMOS熱傳感器，其溫度范圍限制較大，但可放置在核心中的數個不同地方，以提供精確的核心熱點影像。 今年稍早，英特爾在1月9日開始出貨的首款四核心版本Sandy Bridge芯片中，發現了一個輔助芯片的設計缺陷。 該公司快速修復了該問題，并暫停出貨該輔助芯片。稍后英特爾已恢復出貨該芯片給PC供應商 |
