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| Intel 資深院士及數位企業事業群技術長暨架構與計畫總經理 Stephen S. Pawlowski 表示:「納入 QPI 後的 Nehalem,可以大幅提高與周邊元件之間的溝通能力,大幅提高處理能力。」 |
Nehalem 是 Intel 新推出的處理器架構核心,在效能部分有相當長足的進步,同時也打破過去對於「高效能必然耗電」的迷思,Nehalem 不但更為省電,同時導入成本也更為降低。能夠達到這兩項主要訴求,全賴新的核心設計及超執行緒(Hyper-Threading)技術的演進。
在檢視並分析過去所有處理器核心的發展之後,Intel 重新改造了處理器相關架構與製程,針對大多數使用者所關心的問題,建構出新一代的處理器核心架構 Nehalem,大幅改變過去我們所熟知的處理器與主機板架構,提供功能更豐富、連結更緊密,同時效能更強化的新一代核心技術。
在 Nehalem 中,最明顯的兩項改革,就是稱之為 QuickPath Interconnect(快速路徑連結,QPI)及強化過的超執行緒技術。 Intel 資深院士及數位企業事業群技術長暨架構與計畫總經理 Stephen S. Pawlowski 表示:「納入 QPI 後的 Nehalem,可以大幅提高與周邊元件之間的溝通能力,大幅提高處理能力。」
過去為了提高電腦效能,都會採用整合多顆處理器的方式,但由於牽涉到主機板上的各項連結及其相關物理限制,總和效能往往不是 1+1=2 如此容易,必須要經過特別的調校才能發揮出一顆以上的威力。而後隨著技術的演變,Intel 開發出多核心處理器,讓處理器核心可以不必經過太多的電路連接,即可發揮共同運算的效能。
不過在多核心的狀況之下,如何加速核心間的連接效能,並增強對處理器的控制能力,就需要新的架構讓傳輸更快且更穩定,而這就是 QPI 的設計初衷。透過 QPI,處理器核心可以更快速地與另一顆核心、 IOH(輸入輸出控制器)及記憶體溝通,提高其傳輸處理效率。
新核心架構提升效能,並降低能源損耗
在 Nehalem 中已經不復見過去的 MCH(記憶體控制器),因為 MCH 相關功能已經移入處理器內部,由處理器直接控制記憶體,可以得到更高的記憶體控制能力,不但能夠強化處理效率,同時也降低資源及能源損耗,讓架構更為精簡。
硬體上的變革也需要軟體的互相搭配。 Intel 院士及數位企業事業群暨編譯器與進階架構開發部總監 Geoffrey Lowney 便表示:「超執行緒的發展,可以減少實體核心或處理器的數量,並增加單一核心的效能,能夠降低能源使用量及資源花費。」
舉一個簡單的例子,如果一條馬路上可以同時開兩台車,就不需要另外開一條馬路,而超執行緒技術就像是讓 Nehalem 可以同時處理兩台車輛,讓一顆核心發揮出兩顆的效果,因此就不需要另外增加核心以提升效能了。
未來 Intel 的規劃主要會以 Nehalem 核心為主,從個人端的 PC/NB 到企業端的伺服器,都會採用相同的核心,但是會根據架構與需求的不同,規劃設計出不同的處理器。 Geoffrey Lowney 表示,未來的處理器設計都會導入模組化設計,這樣不但可以讓設計更為容易,同時對於架構的掌握性也會更佳,讓 Nehalem 的特性發揮到極限。

