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继承与发展，Sandy Bridge-EP架构解析 2011-11-02破布 ilove《微型计算机》2011年10月上 上期我们为大家介绍了QPI 1.1总线的相关内容。QPI总线作为英特尔多路系统中最重要的互联架构，在整个Sandy Bridge-EP中的重要性甚至不低于计算核心部分。本期，我们将带来Sandy Bridge-EP在CPU核心部分的设计介绍，并深入了解英特尔在多路系统上的设计思想。 Sandy Bridge-EP处理器概览 英特尔在今年早些时候已经面向消费者发布了基于Sandy Bridge的新架构处理器，而基于这个架构的部分服务器产品关闭了集成的核芯显卡，面向单服务器市场。由于制程改进和架构优势，Sandy Bridge处理器的消费级产品目前最高频率达到3.4GHz（Turbo Boost模式下可达3.8GHz），TDP也维持在95W。服务器产品方面，由于省去了内置核芯显卡，因此在相同的95W TDP下，服务器产品的频率可以达到最高3.6GHz（Turbo Boost模式可达最高4GHz）。服务器处理器无论是硬件架构还是内核功能基本上和桌面版本基本相同，但是可以支持ECC内存。总线方面，桌面处理器支 持PCI-Express总线和DMI总线，但是却不支持QPI总线。 图1 市场上也有Sandy Bridge架构的Xeon E3系列处理器销售。 实际上目前我们看到的Xeon E3系列服务器（即Sandy Bridge的服务器版本产品商品名称）处理器并非Sandy Bridge架构的真正服务器版本产品，采用Sandy Bridge架构的真正服务器版本被称为Sandy Bridge-EP，它的开发代号是Jaketown，这是一颗完全不同的芯片，它首次亮相在2011年的ISSCCC，计划发布时间则是2011年第四 季度。它的核心架构（core microarchitecture）并未被重新设计，但是非核心架构部分也就是un-core部分彻底重制。因此最终英特尔将推出32nm制程的，拥有 八个物理核心，共享的L3（last level cache，末级缓存）缓存、支持PCI-E3.0以及QPI 1.1总线、面积高达400平方毫米的一颗服务器处理器。 Sandy Bridge-EP针对不同的市场设计了两个不同的接口。其中，顶级和高端市场使用LGA 2011，中低端市场使用LGA 1356。相比桌面市场的LGA 1155而言，新的插座拥有更多的引脚用于支持新增加的I/O总线、电源总线和地线。与前几代产品不同的是，这一代的Sandy Bridge将不会有EX版本（类似Core i7 990X，就是Nehalem的“EX”加强版本）—新的最强版本将会随22nm工艺的Ivy Bridge一起发布。Sandy Bridge-EP的TDP目前尚未透露，不过根据过去的经验来看，即使集成了新的I/O接口，TDP最高也不会超过150W。 在核心部分，Sandy Bridge-EP和消费级的Sandy Br idge使用完全相同的内核微架构，而且它的电压被设定在稍高的0.85V～1.1V(消费级产品为0.65V～1.05V)以加强运行的稳定性。核心频 率方面，根据目前的消息，Sandy Bridge-EP最高频率可以达到3GHz，一些其他方面的消息则认为，TDP为130W的产品频率将会设定为2.66GHz，而150W的型号则会达 到3GHz。但无论如何，这样的频率已经比目前的Westmere-EX的最高频率高出近400MHz（目前Westmere-EX的频率运行在 2.4～2.8GHz之间）。除此之外，再加上Sandy Bridge-EP的系统架构和桌面版本产品有本质不同（反而和Nehalem-EX 以及 Westmere-EX非常类似），因此它的性能还是相当可观。 环路总线：包含式的L3缓存设计 Sandy Bridge-EP的L3缓存是一个包容的、全覆盖、分布式、重点在于解决多处理器的系统带宽和延迟的设计方案。不过目前英特尔并没有披露Sandy Bridge-EP L3缓存的容量大小。但根据相关泄漏测试消息显示，Sandy Bridge-EP的L3缓存占据了116平方毫米，相比之下Westmere-EX拥有30MB的L3缓存，占据了199平方毫米面积。假设他们的每平 方毫米存储密度相同，那么Sandy Bridge-EP的L3缓存至少达到了17.5MB。当然，Sandy Bridge-EP在生产中缓存密度肯定得到了一定程度的改善，因此最有可能的方案是每个核心可以得到2.5MBL3缓存（平均计算值），然后整个L3缓 存的容量是20MB。根据英特尔的消息，Sandy Bridge-EP还有六核心版本，可能是用于高端桌面型号和一