2007年9月10日10:00,AMD在北京香格里拉饭店,举行“真芯可鉴,四核无双”的AMD四核皓龙处理器巴塞罗那全球首发礼,宣布正式发布AMD首款四核处理器。

AMD最新四核CPU

作为AMD战略合作伙伴,曙光、清华同方、强氧科技、华为、方正科技、微软、IBM、惠普、戴尔、Sun、技嘉、华硕、联通、超微等众多国内外硬件厂商高层都出席首发礼并表示高调支持。强氧科技、曙光、IBM、惠普、戴尔、Sun、华为等厂商将于近期推出基于巴塞罗那的新品。
AMD方面声称,AMD四核皓龙处理器是世界上最先进的X86处理器。它重新定义了X86处理器的工业标准,在X86业界首次实现在一个硅片上集成四个计算内核,并采用了多项创新技术,拥有出色性能、卓越节能、投资保护和高效虚拟化四大优势。强氧科技特此准备了全新巴塞罗那平台架构的“氮”系列工作站,用来体现在X86处理器集成四核的速度优势,突出了在图形图像领域内,AMD全新四核产品的渲染、合成优势。

强氧全新4核工作站展示
巴塞罗那四核处理器架构解析
●K8架构退隐,K8L架构登场
K8L架构相对于K8架构来说,进行了多方面的改进和优化, AMD将近年来所取得的多项革新技术融入到目前的K8架构中,其架构的各个细节设计和技术均有了很大的进步,而K8L也将是K8架构的最终演化形态。
巴塞罗那仍将继续采用CMP(单芯片多核心处理器)设计思路。CMP是指在一个芯片上集成多个微处理器核心,从实质上说,每个微处理器都是一个相对简单的单线程微处理器,而且多个核心间联系非常紧密,甚至共享L1、L2和L3等,其核心间通过高速总线连接在一起。而AMD在放弃了x86架构上一贯追求高主频的做法之后,借鉴了CMP的设计思路,将对更高带宽的支持引入到了x86架构中。同时通过独创的直连架构和超传输总线技术,将CPU直接连接到内存、I/O上。这种设计思路消除了传统的前端总线瓶颈,降低了内存访问延迟,使系统的性能有了明显的提升。
●独有L3缓存技术,更加提升通信效率
巴塞罗那处理器的每个核心不仅拥有32KB+32KB的一级缓存、512KB的二级缓存,同时还增加了32路的2MB四核心共享三级缓存。巴塞罗那的L2缓存是作为L1缓存的备用空间,L1缓存储存着CPU当前最需要的数据,而当空间不足时,一些不是最重要的数据就转移到L2缓存中,而当未来再次需要时,则从L2缓存中再次转移到L1缓存中,新加入的L3缓存则延续了L2缓存的角色,四颗核心的L2缓存将溢出的数据暂时寄存在L3缓存中。
首先,增加L3缓存可以显著提高CPU核心间的通信效率,在降低功耗和内存延迟的同时提高性能;其次,快速的32路L3缓存不仅可以更好的满足多任务并行,而且对单任务的执行也有着较大积极作用;最后,加L3缓存有效的避免了数据共享的瓶颈问题。
●拥有完整SSE 128,超强浮点运算能力
巴塞罗那在拥有128位的SSE执行位宽之后,128位的SSE指令就不需要先分解再合并了,而是可以直接进行运算,其一个频率周期内可执行一个128位 SSE指令。配合完整的128位SSE执行单元,以及庞大的执行单元数目,巴塞罗那可在一个频率周期内,同时执行128位乘法、128位加法、128位数据加载与128位数据回存,或着是4个32位单倍浮点精确度乘法与4个32位单倍浮点精确度加法运算。
通过提供完整的128位SSE执行位宽,巴塞罗那在FPU、向量SSE数据的分派、传输、解码速度三方面同时达到现有K8v架构同频率处理器的两倍速度。同时,由于巴塞罗那的两条浮点数据传输带宽也增加到了128位,这使得处理器可以与L1缓存之间进行128位的高速传输。不仅如此,巴塞罗那在浮点 FADD和FMUL中也将拥有128位的ADD/MUL块处理能力来面对SSE2数据。根据测试,我们了解到巴塞罗那K8L架构的浮点运算能力将至少比 K8架构快一倍,甚至比当前最强大的Core架构处理器还要快10%。
●降低能耗,高级电源管理
AMD在巴塞罗那的功耗控制方面采用了“独立核心动态调用(DICE)”四核心电源管理技术,DICE不仅会根据系统负载智能分配各核心需要执行的任务,还可以在核心处于空闲状态的时候将其转入完全休眠状态,从而大幅节省功耗。
巴塞罗那在电源管理方面还采用了AMD的分隔电源层技术(Split Power Plane),分隔电源层技术可以使巴塞罗那处理器即使在内存控制器全速运行的时候,也可以降低处理器的核心电压。这使得服务于外部内存请求的内存控制器可以独立于处理器核心 p-state 状态的转换,实现更多的 p-state 状态,从而达到降低功耗的目的。
此外,巴塞罗那还通过逻辑电路设计提高了“时钟门控”的数量,支持自动关闭逻辑电路中的非工作区域,进一步节约能耗。其中“粗放门控”可以将闲置的整个逻辑电路块关闭,而“精微门控”则可以在适当的时候关闭某些逻辑电路片段。
●硬件支持虚拟化
AMD提供硬件加速以代替原有的软加速“影式分页”技术,称其新技术为“嵌套分页”。
巴塞罗那所采用的K8L架构其原始设计就是四核心,并且采用65nm制作工艺将四颗独立核心是集成在同一硅片上的,因此说巴塞罗那是原生四核处理器。而到2008年下半年,AMD会将其K8L架构处理器过渡到45nm,这会使处理器内核的数量翻一倍(8个内核)。随着DDR3的逐渐走红,支持DDR3也将成为AMD处理器发展的必然趋势,因此AMD计划明年在其处理器中内置DDR3内存控制器,以实现对DDR3的支持。

