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次世代最强CPU:Core i7-3960X与技嘉X79-UD7测试
2011-11-30 15:45| 发布者: royalk| 查看: 104161| 评论: 2
摘要: 虽然在三年前购买X58主板与Nehalem处理器的用户到现在依然能发挥很强的性能,平台也没怎么贬值,但是一个平台存在三年对于Intel的tick-tock战略来说无疑是太久了,因此取代X58平台的X79与Sandy Bridge-E应运而生。 ...
Sandy Bridge-E处理器架构简介

关于架构的介绍,我还是力求以最通俗的表达方式让大家都能看懂,因此我只介绍对大家有用的部分,而完整的介绍若感兴趣请大家自行参阅Intel官方的datasheet。首先还是看核心照,由于官方给的核心照对各部分功能划分不够详细,这里借用日本IT媒体作家后藤弘茂先生作的一张图来说明:



宏观
以上是Sandy Bridge-E处理器的全规格核心图,它基于32nm HKMG工艺制造,核心尺寸为20.8mm*20.9mm,共包含了22.7亿晶体管。全规格的Sandy Bridge-E核心包括8个物理核心、20MB的L3缓存、四通道内存控制器、QPI控制器、PCIE控制器与电源管理单元(PCU)。由于与Sandy Bridge是同一架构,因此在单线程性能上它们应该不会差太多,但是SNB-E的核心更多,在多线程工作的时候,性能就会超越SNB。

L3缓存与环形总线
SNB-E总共有20MB的L3缓存,它们被分为8块,每个核心在每一块缓存中都有对应的访问节点。在SNB中核心及周边单元共享L3缓存采用环形总线的形式,在SNB-E上也继续沿用,这种设计可以大大减小CPU中每个部分访问L3缓存的延迟。依然还是使用我在SNB评测中的比喻,环形总线的架构就像列车一样,乘客可以从各个车厢的车门上车,而不用全部从一个车门排队上车,这样就能在短时间内让许多人同时上车而不至于排队。

QPI总线
大家熟知的QPI是Nehalem架构上用于CPU与北桥通讯的总线,然而Nehalem处理器的QPI总线实际上有4条,桌面版本只开放了一条,除了与北桥通讯之外,剩下三条则是用于Xeon多路CPU之间的通讯。如今Intel已经完全把北桥功能集成在CPU内部,QPI总线就仅用于CPU之间的通讯,所以面向主流市场的SNB架构内部是没有QPI总线的,因此E3系列Xeon只能运行单路,而SNB-E则为了Xeon多路并联,又设计了QPI总线,最多可以四路并联,而桌面版本的Core i7 3000系列也同样把它给屏蔽了。

PCIE控制器
SNB-E的PCIE控制器集成了四个PCIE端口,开放前所未有的40条PCIE通道,并支持PCIE 3.0规格。四个端口分别是以如下形式工作:
Port 0:DMI总线,用于与X79芯片组通讯,运行于PCIE 2.0 4x的速度。
Port 1:最大带宽为8x,可配置为2个4x。
Port 2和3:最大带宽为16x,可配置为2个8x或4个4x。


  

因此Port 1-3可用的PCIE总线带宽合计为40x,都可以运行于PCIE 3.0规格,向下兼容PCIE 2.0及1.1。如果需要运行4路SLI或者交火,可以直接取完这40x的带宽,四张显卡分别运行于16+8+8+8的模式,3路可以运行16+16+8的模式,这样有一条插槽永远跑16x,加上原生的一条8x,可以让主板省去一组PCIE带宽切换开关。

Reference Clock Ratio(RCR)
与SNB平台类似,DMI与PCIE的频率都会随着外频改变而改变,但是在SNB-E架构中,由于PCIE2.0(DMI)传输频率为5GHz,而PCIE 3.0的传输频率为8GHz,两者相差1.6倍,而参考频率均为100MHz。SNB-E平台采用了CK505外置时钟发生器,可产生100MHz的参考时钟信号,分别作为CPU外频参考频率与PCH设备参考频率;其中在CPU外频那边加上外置的DB芯片,可以改变外频参考信号的倍频(xR),得到外频(BCLK),类似早期主板上的分频跳线;而CPU内部的PLL则可以对BCLK进行再次放大,通过乘以一定的倍数(xP与xD)来保持PCIE和DMI频率分别在8GHz和5GHz。Intel把这个功能称为Reference Clock Ratio(RCR),RCR有那么几档外频可以保证PCIE运行在100MHz下:100MHz、125MHz、166MHz与250MHz,分别是由PCIE与DMI的PLL倍频为80:50、64:40、48:30和32:20得来,只要保持这两者频率为8GHz与5GHz即可。



内存控制器
SNB-E集成了4通道的内存控制器,传输位宽达256bits,其实是以两个128bit来实现,类似AMD K10上的Unganged模式。从核心照上看,它实际上是两个双通道内存IO接口加上一个Memory Agent组成,为了保证内存走线等长,并且避免内存数据传输走线太过密集导致信号干扰,因此主板的内存插槽也要设计在CPU Socket两侧。SNB-E处理器从DDR3-800起,以266MHz为一步进,支持到DDR3-2666分频,彻底开放DDR3内存超频空间。但是,内存控制器本身可承载的带宽依然有限,因此不要指望四通道内存在超频之后带宽能带来多大的提升,它只能帮助内存在低频率的时候获得比较高的带宽,例如可以让服务器采用的低频ECC内存也能跑高带宽。

电源控制单元(PCU)
在SNB处理器里已经有这个部分,它支持Intel最新的VRD12规格与SVID机制,SVID让PCU与主板的PWM芯片直接通讯,以极高的速度控制着VID表和侦测故障响应,因此它会自动判断处理器工作在高频率的时候需要的VID电压值,反馈给PWM芯片。简单的说,如果SVID技术使用得当,超频的时候它应该会给你一个合适的稳定VID电压值。对主板厂商而言,这就要求它们使用的PWM芯片必须支持VRD12规格。

Turbo Boost
SNB-E的Turbo Boost版本依然为2.0,但是机制与SNB有点不太一样,是以两个核心为判断单位。例如i7-3960X在1-2个核心被激活时可Turbo到39倍频,3-4个核心被激活时可Turbo到38倍频,5-6个核心全部激活时可Turbo到36倍频。当然,Turbo规则与实现方式都与SNB类似,在功耗、温度及电流都处于限定值之内的时候就可以激活,也允许短时间内功耗超过TDP一定数值。

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引用 btcaoser1 2012-10-9 16:57
内容很多,一下子吃不消啊!看着看着竟然打瞌睡,难道太深奥了?
刚有些时间,想折腾一下,原来还是挺复杂的,慢慢看了~
引用 qblee 2012-6-11 08:46
太刺激了。

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