文档介绍：白皮书解析英特尔® 酷睿™
微体系结构
设立高能效表现新标准
魏康乐
英特尔公司
移动事业部院士
兼移动计算微处理器架构总监
白皮书解析英特尔® 酷睿™微体系结构
介绍
介绍 2
英特尔®酷睿™微体系结构是基于英特尔®架构的台式、移
英特尔®酷睿™微体系结构设计目标 3 动式和主流服务器多核处理器的新基础。这一领先的多
提供高能效表现 4 核优化和高能效型微架构设计可以提供更高的性能和每
英特尔酷睿微体系结构创新 5 瓦特性能,以进而增强整体的能效。该新微架构扩展了
英特尔®宽区动态执行 6 率先在英特尔®奔腾®M处理器中的英特尔移动微架构上
提倡的高能效理念,并通过许多全新的领先微架构创新
英特尔®智能功率能力 8
及现有的英特尔®NetBurst®微体系结构特性显著地对此
英特尔®高级智能高速缓存 8
进行了改进。此外,它还采用了许多旨在优化多核处理
英特尔®智能内存访问 9 器之功率、性能和可扩充性的重大新创技术。
英特尔®高级数字媒体增强 10
英特尔酷睿微体系结构是英特尔持续创新的结果,它同
英特尔酷睿微体系结构与软件 11
时提供了更出色的能效和计算能力,可全面满足目前计
总结 12 算行业蓬勃发展的新工作负载和使用模式的需要。
了解更多信息 12
凭借更高的性能和极低的功耗,新的英特尔酷睿微体系
作者简介 12
结构将成为许多新解决方案和新外形的基础。在家庭中,
这体现在拥有更高性能、超静音、时尚与低功耗计算机
设计、新改进、以及更加先进、更加易于使用的娱乐系
统。对于 IT部门,它将可以降低服务器数据中心的空间和
供电负担,同时提高客户机和服务器平台的响应能力、
运行效率和能效。对于移动用户,英特尔酷睿微体系结
构意味着更出色的计算机性能和最耐久的电池使用时间,
这将进而推动产生多种不同的纤小外形,以带来世界领
先的“移动”计算能力。总之,利用其更高的性能、更
出色的能效和更具响应性的多任务处理能力,它可以为
家庭、公司和移动途中等所有环境中的用户带来更精彩的
体验。
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解析英特尔® 酷睿™微体系结构白皮书
英特尔® 酷睿™微体系结构设计目标
英特尔继续推动可以提高用户全面体验的平台增强架构创新打开了大门。英特尔酷睿微体系结构就是
技术。这些增强技术涉及的领域包括连接、可管理这样一次旨在提高性能和能效的出色微架构更新。
性、安全、可靠性以及计算能力等。有一种方法可在这一点上,英特尔酷睿微体系结构侧重于增强跨
以显著提高计算能力,那就是使用可以提供更高性每个平台领域(如台式、服务器和移动) 现有和新兴
能和更高每瓦特性能的英特尔®多核处理器。向多的应用与使用模式。
核处理进行移植还为许多其它进一步提高性能的微
微架构历史
实例:
架构
指令集定义和兼容性
(英特尔®安腾®) (英特尔 XScale®)
微架构
与高层架构保持®NetBurst®英特尔移动
指令集兼容性的
硬件实现
处理器
英特尔®奔腾® 英特尔®奔腾®Pro 英特尔®®4奔腾处理器
按产品分类的微架构实现
处理器英特尔®奔腾®Ⅱ/Ⅲ英特尔®®D奔腾处理器英特尔®®M奔腾处理器
英特尔®至强®处理器
1. 显式并行指令计算( EPIC) 2. IXA(英特尔®互联网交换架构)
图 1 本图显示了处理器架构和微架构之间的区别。处理器架构指公开面向编程人员的指令集、寄存器及内存数据-常驻数
据结构。处理器架构保持了指令集兼容性,因此处理器可以运行为过去、现在和将来几代处理器编写的代码。微架构指的
是在芯片上实现的处理器架构。在一个处理器家族内,微架构通常会在保持架构兼容性的同时,不断发生改进,以提高性
能和能力。
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白皮书解析英特尔® 酷睿™微体系结构
提供高能效表现
在微处理器世界,性能通常指的是执行给定应用或任务所用的时间,或者指在给定时
间内运行多个应用或任务的能力。与常见的误解不同,它不单指等同于性能的时钟频
率( GHz) 或者每个时钟周期( IPC) 执行的指令数。真正的性能需综合考虑时钟频率( GHz)
和 IPC1。因此,可以将性能作为一个频率和每时钟周期指令数的综合体来计算。
性能=频率×每个时钟周期的指令
该公式表明,性能可以通过单独或同时提高频率和 IPC来进行增强。频率是制造工艺和
微架构共同作用的结果。在给定时钟频率下, IPC由处理器微架构和具体应用决定。尽
管同时提高频率和 IPC不一定切实可行,但是提高一项,同时使另一项与前代保持不变,