IDF 2011上新产品、新技术层出不穷,距离我们最近的Ivy Bridge当然最值得关注。下边我们就借助Intel的一组演示幻灯片,前瞻一下Ivy Bridge各方面的新特色。
首先根据Intel官方网站上的描述,Ivy Bridge将会成为第三代酷睿处理器(the 3rd generation Intel Core processor),也就是说继续使用Core ix系列的命名方式。
Ivy Bridge相比于Sandy Bridge在内核架构上不会有太大变化,只是细节上的优化和增强,最关键的就是制造工艺进化到22nm,并引入3D Tri-Gate立体晶体管技术,使得漏电率大为降低,晶体管所需功耗也会比32nm减少一半。
从32nm开始,Intel就在同时为单纯的CPU处理器和高集成度的SoC片上系统开发不同的工艺版本,22nm和未来的14nm也同样如此。
Ivy Bridge将会继续采用CPU处理器、PCH芯片组的双芯片平台结构,处理器内继续完全集成IA处理核心、图形核心、媒体与显示引擎、内存控制器、PCI-E控制器、模块化环形互连总线、共享缓存等等,而且依然采用LGA1155封装接口,保持向下兼容性。
“similar product offerings”这句话似乎在暗示,Ivy Bridge的产品结构也会和现在类似,应该还是Core i7/i5/i3、Pentium、Celeron的划分体系,主打性能级和中低端市场,高端发烧级别领域则交给Ivy Bridge-E,预计2013年面世。如果Sandy Bridge-E让你感觉不太满意,继续等吧。
除了整体进入22nm工艺,Ivy Bridge在图形核心与媒体引擎方面会引入对微软DX11的支持,带来更高的3D性能(执行单元数量未确认),多媒体功能和性能也会有大幅度的改进,特别是会支持三屏独立输出,有些初级版Eyefinity的意味。
IA核心、缓存、内存控制器的关键指标IPC(每时钟周期指令数)也都会有所改进,同时辅以指令集优化。
安全方面将会带来数字随机数生成器(DRNG)、监督模式执行保护(SMEP),电源管理方面主要有可配置TDP和低功耗模式,内存增加支持低压版DDR3L。这些后边都会有详细介绍。
Ivy Bridge将会集成一个高质量、高性能的数字随机数生成器(DRNG),可用于AES加密等方面,兼容一系列ANSI(美国国家标准化组织)、NIST(美国国家标准与技术研究院)标准,还有新的指令“RDRAND”。VIA应该会感到有些紧张。
监督模式执行保护(SMEP)用来预防权限提升(EoP)安全攻击,并支持32位、64位操作模式。
配合新工艺,电源管理方面的改进其实非常多:
- DDR I/O嵌入式电源门控,可在深度休眠状态完全关闭。
- 可配置的TDP和低功耗模式(后边详解)。
- S3电源状态设计优化,功耗进一步降低。
- 系统助手(原北桥)模块电压可以更低,能因此带来更深入的低压低功耗型号。
- 电源感知中断路由(PAIR):智能选择最佳核心来执行基于中断的优化模式。
- 在所有运行频率上优化电压,全程提供最佳能效。
可配置TDP(热设计功耗)将是Ivy Bridge的一大特色,能让同一颗处理器拥有多个不同的TDP,追求性能的时候调高,看重功耗的时候降低,并且会根据运行时触发器进行动态转换,从而提供更大的性能/功耗选择空间。
有趣的是,AMD基于推土机架构的下一代Opteron也会支持可配置TDP,但具体细节应该会有所不同。
低功耗模式则定义了特定型号的最低运行点。举个例子,现有处理器的低功耗模式频率可能是800MHz,Ivy Bridge则能进一步降低到600MHz。
针对上边两种技术,Intel都会提供相应的软件驱动,供用户自行调节。
因为架构不变,Ivy Bridge的基准外频也会基本锁死,但是倍频最高值会从57x增加到63x,条件允许的话处理器就能直上6.3GHz,而且调节倍频后无需重启就能生效。
DDR3内存频率标准支持2133MHz,通过超频可以达到近乎疯狂的2800MHz,而且调节幅度也会进一步细化。
下边是图形核心与媒体引擎部分了。Intel宣称,新一代HD Graphics将会带来图形和媒体的双重大规模进化,包括架构特性、微架构改进、功耗优化三大方面。
3D架构上终于要支持DX11了,当然也有硬件曲面细分(效率么……),并增加了HS、DS两个可编程阶段和一个固定功能的曲面细分单元,此外还支持新的纹理压缩格式(BC6H/7)。
而且还支持计算着色器(ComputeShader)、SM 5.0。至于传说中的OpenCL并行计算,Intel并未明确提及。
微架构改进就是图形核心渲染和输出流程的变化,主要分为五个阶段。
图形架构细节上的一些东西,就不深究了。
Quick Sync Video视频转码引擎的性能将会更强,编码器格式支持更多、性能也会更好,适合喜欢编码、转码的朋友。
功耗方面,Intel宣称新的图形核心可在同等性能下降低一半的功耗,能耗比因此翻番;执行单元的Co-issue并行运算可以支持更多操作,同时每个单位面积的IPC更高,直接减少了漏电率;与三级缓存之间共享所需的功耗也会更低。
Ivy Bridge总结:
- Intel的下一代微架构,第一款22nm工艺产品。
- IA处理核心、图形媒体的能耗比都将迈进一大步。
- 改进的安全性、更好的电池续航、新的内存技术、更好的超频支持。
- 下一代图形微架构,HD Graphics图形与媒体的大幅进化。
最后附赠两张下下代22nm Haswell处理器样品的高清照片: