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酷睿架构首款处理器测试 5大创新解析

  基于英特尔酷睿微体系架构的第一款处理器

  Core微体系架构提升了新处理器的性能,同时也是冠以Intel Core 2 Duo处理器品牌的移动和桌面产品的设计基础。Intel Core微架构相比上代架构,约有70-80%的架构和线路被重新设计,并加入了五项主要改革,包括宽位动态执行、智能功率特性、高级智能高速缓存、智能内存访问以及高级数字媒体增强,本文将会详细介绍这五项技术创新的原理。

英特尔宽位动态执行(Intel Wide Dynamic Execution)

Intel Core微架构全解析 X6800抢先测
 
  Pentium Pro开始,Intel加入了Dynamic execution动态执行,令x86处理器首次支援Data Flow Analysis、Speculative Execution、Out of Order Execution及Super Scalar等RISC的处理器技术技术。直至Pentium 4的NetBurst架构则被再度改良称为Advanced Dynamic Executive,它采用更深的Out of Order Speculative Executive引擎,以善用高Pipeline Stage架构减少浪费,同时改善Branch-Prediction机制减少造成分支预测错误,全是为了高时脉政策而铺路。

  明显地,Intel Core微架构的Wide Dynmaic Execution和Adcanced Dynamic Executive意念不同,它的出发点在于如何提高每周期指令处理数目,改善执行时间及提升处理器的能源效益,Core微架构拥有4组Decoder(3 Simple decoders + 1 Complex decoder),比上代Pentium Pro(P6)/PentiumII/PentiumIII/Pentium M架构拥有2 Simple decoders + 1 Complex decoder可多处理一组指令,与AMD K8不同的是它只拥有3组Complex ecoders,正常来说大部份x86指令均可以采用Simple Coder把它翻译成一个Micro-Op指令,只有极少数学运算的指令,需要采用Complex decoders来把它翻译为四个Micro-Ops指令,因此在正常情况下Core微架构对比Netburst及K8有更优秀的指令执行效率。取消了高时脉政策,Intel Core微架构用回较高效率的14层Pipelines,为了提升分支预测的能力及准确性,Branch Predictor的Bandwitdh提升20B(K8、Banias为16B,Netburst为4B),这些都是体现了"Wide"的意念。

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  Wide Dynamaic Execution首次加入了Macro-Fusion技术。在旧世代的微架构中,每个指令被送来时其解码及执行动作是完全独立的,但Intel Core微架构可以让常见的指令组例如一个Compare指令配随后拥有一个Jump指令,便可把这个指令组合成单一的Micro-Op指令,这令Core微架构在特定情况下每个周期有运算五组指令,据Intel表示大部份x86程序,约每十至十五个指令就会出现一组可透过Macro -Fusion被组合,因此减少了程序执行所需运算时间、提升效能却不会增加处理器的功耗,为此Intel亦改良ALU(Arithmetic Logic Unit)部份以支援Macro-Fusion技术。

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  此外,Intel Core微架构保留了Banias微架构的Micro-op Fusion技术,在现代的x86处理器,x86指令(Macro-ops)会被分拆去为长短相同的Micro-Ops指令,才会被送往处理器的Pipeline等候执行,而Micro-op Fusion能把相同的Macro-ops混合成单一个Micro-ops,减少了Micro-ops运算的数目亦令处理器运作排序更有效率,据Intel表示,Micro-op Fision透过Out-of-order逻辑可以减高达10%的Micro-op指令执行数。总括而言,Macro-Fusion及Micro-op Fision提升了核心的执行效率同时保持高能源效益。
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