AMD的反击四核心Barcelona架构分析

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　　更快速的内存控制器：

　　从以往的经验来看，AMD每推出一款新的处理器都会对内存控制器进行一次增强http://www.16qiuxue.com，Barcelona也不例外，它的内存控制器改进将会使内存性能得到很大的提升。和K8相比Barcelona的内存控制器将更加智能化。K8(Socket-940/939/AM2)处理器整合的是一个128-bit内存控制器，而在Barcelona中这个内存控制器被分离成两（电脑没声音）个64-bit控制器。每个控制器都可以独立运行，从而使内存控制的效率更高。尤其是四个核心分别处理不同的任务时它的优点更加明显。另外，Barcelona的北桥也将拥有比K8更高的带宽，考虑到高带宽的利用这个北桥将支持未来的DDR3内存标准。不过照目前的消息来看，起初发布的Barcelona仍然只支持DDR2内存。

　　新的Prefetcher单元：

　　Prefetcher(预取)单元的作用是预先取得内存中的数据放到缓存中备用，以加快内存的潜伏期。Intel的Core 2处理器每个核心有三个Prefetcher单元。K8处理器每个核心有两（电脑没声音）个Prefetcher单元，一个用来预取指令，一个用来预取数据。Barcelona每核心的Prefetcher单元数量仍然和K8一样，但是对它们进行了改进。最大的改变是数据Prefetcher单元会直接将数据储存到L1缓存中，而K8的数据Prefetcher单元是把数据储存到L2缓存中。把数据预取到潜伏期更低的L1缓存，会增加核心预取的精确性而且还可以避免占用L2缓存。而最大的改进是，在Barcelona的内存控制器内部加入了一个DRAM Prefetcher单元，这个DRAM Prefetcher单元用于整体的内存需求，它不会把数据储存到L2或L3缓存，而是储存到自带的缓存器中，这将会增强http://www.16qiuxue.com整个核心的性能。

　　三级缓存架构和虚拟化技术：

　　AMD在缓存部分一直都落后于Intel。我们知道双核Core 2处理器采用的是共享的4MB二级缓存，是目前双核K8的两（电脑没声音）倍。而这一差距在四核心处理器的竞争中还将继续拉大，Barcelona每个核心单独享有512KB二级缓存，四个核心的二级缓存总量仅仅只有2MB，而Intel的四核心Kentsfield却拥有高达8MB的二级缓存。预计年低推出的Penryn将拥有总数高达12MB的二级缓存。Barcelona没有像K8一样每个核心采用128KB的一级缓存和512KB的二级缓存，它的一级缓存仅仅只有64KB，但是AMD为Barcelona加入了四核心共享的2MB三级缓存，这将弥补二级缓存容量不足的问题。三级缓存的容量是可变化的，不同型号的处理器可能会配备不同容量的三级缓存。Barcelona在性能方面的改进还包括提升虚拟地址转换速度的增强http://www.16qiuxue.com虚拟化技术。目前进行地址转换，通常hypervisor是通过一种叫做shadow paging的技术来实现的，而是Barcelona采用的是一种硬件加速shadow paging技术，AMD把它称作Nested Paging。这样一来hypervisor进行地址转换所用的时间就会大大缩短。

　　电源管理：

　　Barcelona的四个核心仍然采用同样的电压，但是北桥的供电和CPU采用分离式电源管理设计，核心电压和北桥电压可以单独在0.8V - 1.4V之间改变，也就是说改变其中一个电压不会对另一个电压产生影响，这会有效的降低功耗。尽管Barcelona的四个核心的电压不能单独改变，但是它们可以运行在不同的时钟频率，在运行不需要四个核心满载的任务时，其它空闲的核心会自动降低时钟频率以达到省电的目的。Barcelona的每个核心都支持5种p-states模式来改变时钟频率，这种p-states模式是完全的硬件控制，因此你需要专用的驱动程序来激活这种电源控制功能。可以说Barcelona的电源管理模式为将来的多核心处理器增强http://www.16qiuxue.com功耗比提供了一个新的思路。

　　结论：

　　毫无疑问Intel的Core 2处理器的发布对于处理器性能提升有革命性的意义，它也是近几年来性能提升幅度最大的新处理器。Core 2最大的成功在于它的全新架构，但是不得不承认对于Intel来说Core 2的出现并不是最佳时机。

　　按照目前的产品发布计划，AMD采用Barcelona架构的新一代Opteron服务器处理器将在2007年中发布。起初的频率是2.1GHz 到2.3GHz，但是年底我们会看到更高频率的Opteron处理器。桌面处理器方面，采用Barcelona架构的Agena处理器的频率将达到2.7GHz 到2.9GHz，而双核心的Kuma处理器的频率范围为2.0GHz 到2.9GHz。可以说Barcelona架构是AMD复兴的希望，它的性能将会比目前的K8有大幅度提升，特别是在视频编码性能方面。遗憾的是，根据目前的状况来看采用Barcelona架构的新一代处理器的价格将会和Intel的同级产品非常接近，也许AMD传统的价格竞争策略将就此终结。从AMD的整体战略来看，他们在和Intel打一个时间差，Barcelona推出之后将先在性能上压制目前的Conroe/Merom，然后再凭借提前抢占市场的价格优势来对抗Penryn。但是Barcelona能不能赶在Intel的Penryn处理器之前抢先普及市场是AMD取得这次大反攻胜利的关键，可以说这将是一场惨烈的时间之战 AMD的反击四核心Barcelona架构分析

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