英特尔下代安腾芯片全面揭秘

Poulson安腾处理器集成了八个核心，有两个目录高速缓存，五个QuickPath互联架构连接，两个内存控制器，两个共享L2高速缓存和一组系统逻辑分区。这款处理器一共集成了31亿个晶体管，体积为588平方毫米。与之相对比的是英特尔的Tukwila安腾处理器，这款处理器有四个核心，总计集成了20万个晶体管，体积为70平方毫米。制程工艺从65纳米缩小为32纳米（缩小了一半），这样就能在芯片上集成更多更密集的晶体管，处理器的体积也缩小了将近20%，热量设计点也有轻微减少，从高端Tukwila 处理器的186瓦减少为速度最高的Poulson处理器的175瓦。

McInerney表示英特尔公司此次不会公布Poulson安腾处理器的时钟频率，但是估计处理器体积的缩小可以帮助英特尔公司将处理器的时钟频率提高一些。估计提升的比例不会超过20%，因为时钟频率和散热的关系是相反的，而不是一致的。或者说，英特尔公司可能会利用额外的晶体管来更好的实现超线程。估计会像IBM在POWER7处理器上部署的每个核心有四个线程。不过以下讨论的核心设计表明英特尔公司关注的重点并不在时钟频率上，而是更加关心每个时钟的实际产出和能降低多少能耗。

你愿意共享插槽吗？

Poulson安腾处理器一个内存总共有54MB的容量，包括L1和L2高速缓存，标识符和注册器以及目录高速缓存。其中50MB的容量为静态随机存储高速缓存。每个核心上有256K的中级数据高速缓存和512KB的指令高速缓存（你可以称其为L2，但是出于某些原因英特尔公司并没有这么这样描述它），外加32MB的共享L3高速缓存。L3高速缓存看起来被分成了两个16MB的存储单元，事实上，Poulson安腾处理器看起来就像两个被连接在一起的四核处理器（正如你所期望的那样）。目前尚不清楚每个Poulson 核心上有多少L1高速缓存和有多少高速缓存用于标识符，注册器和目录（我们会从国际固态电路大会上寻找答案）。

为了改进Tukwila Itanium 9300系列处理器而分别在2008年和2009年进行的两次延期推出的其中一次就是服务器制造商希望Tukwila, Poulson和Kittson安腾处理器能共享同一个插槽，如其所望，Poulson安腾处理器将可以插入为Tukwila处理器设计的LGA 1248插槽，因此将来的Kittson处理器也同样可以做到。因此升级将变得非常容易。估计英特尔公司会在安腾处理器平台上构建一些带宽的空间。

McInerney表示英特尔确实是这么做的，事实上，去年Tukwila 处理器推出时，安腾9300系列和志强7500处理器共享的"Boxboro"芯片集和内存主板就已经采用了这种设计。这也是为什么英特尔能够将QPI的速度从Tukwila处理器的每秒4.8GB提高到Poulsons处理器的每秒6.4GB的原因所在。假如将来的至强处理器和安腾除非拉起需要更多的带宽，那么Boxboro芯片集甚至可以提升的更高。Base 2建议每秒9.6GT的传输速度就是QPI总线的下一个目标。这就是我们所知道的，已经在Boxboro芯片集的设计当中，只是还没有实际应用。

以下是最新的Poulson安腾处理器核心的外观：

Poulson安腾处理器体系结构上大的变化就是EPIC大型词汇指令并行打包机制被拓宽了一倍，从六个指令处理提高到12个指令处理。理论上来说，能正确执行应用软件的混合指令，与Tukwila处理器相比，这应该就相当于将Poulson处理器的性能提高了几乎两倍。这也是为什么笔者认为英特尔不会讲Poulson安腾处理的时钟频率从Tukwilas处理器的1.73GHz提高到1.33GHz。涡轮推进的速度也有所提升，估计会超过1.46GHz到1.86GHz。

由于核心数量增加了两倍，指令处理的数量也相应增加了两倍，超线程的数量可能也翻倍了。在插槽级别上，Poulson安腾处理器的性能应该是Tukwilas安腾处理器的三倍，四倍或者五倍这取决于线程和12宽EPIC指令包的效率。其他的八种安腾处理器都是6宽处理器，目前尚不清楚应用软件将如何利用12宽的指令包。

笔者可以告诉你的是用户在迁移到Poulson处理器时，将不必重新编译他们的应用软件。McInerney解释说"我们估计用户将无需再重新进行编译了"。他还补充说在任何新的处理器应用上，重新编译通常都是压榨系统性能所必需的。但是在性能对比上，英特尔公司即将推出的Poulson安腾处理器将采用上一代安腾处理器的代码，因此无需重新进行编译。

Poulson安腾处理器核心还采用了全新的数据和指令传输途径，全新的浮点传输通道以及全新的指令缓冲器。处理器还拥有大量动态的能量管理特性，比如安腾处理器的门能量使用和目前的内存控制器和内存子系统。当系统闲置时泄漏电流，提取能量，这样当运行工作负载时就能减少所消耗的能量。见下图：

在这张图示中，英特尔展示了Tukwila处理器到Poulson处理器在几种能量刻度测量上的比率。蓝色条显示的是Tukwila，红色条显示的是如果Tukwila处理器没有发生变化会发生什么，只是在32纳米制程工艺下。尽管Poulson安腾处理器只能比32纳米的Tukwila处理器减少30%的电流泄漏，但是Poulson安腾处理器在闲置是能减少70%的能耗并在运行工作负载时有60%可以加以利用（这就是TDP活动数据）。总的来说，从这些测算比率上来看，Poulsons安腾处理器消耗或者损失的能量约为65纳米制程的Tukwilas处理器的五分之一。

最后，Poulsons安腾处理器还囊括了一系列目前Tukwila处理器所不具备的全新特性，比如错误侦测，纠错和防御技术。英特尔公司还增加了浮点指令错误侦测，软件纠错和高速缓存错误覆盖等。处理器还能允许记录更多关于错误的信息来提高数据恢复能力，有时还能自动完成。

毫无疑问，英特尔和他们主要的安腾处理器合作伙伴惠普希望Poulson安腾处理器的技术规格能平息一切有关安腾处理器行将灭亡的传闻。

McInerney在电话中表示"正如这次安腾处理器研发的成果所证明的那样，英特尔公司的承诺是非常坚定而强烈的，不会发生动摇"。

不要指望IT市场上的某些人会去相信这种说法。他们从不相信。

英特尔没有透露Poulson安腾处理器会何时推向市场，不过看起来应该是在2012年初，Kittson安腾处理器估计是在2014年初推出。