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再谈Intel CPU微结构–过去，现在和将来作者陈怀临 | 2010-09-26 14:35 | 类型芯片技术, 行业动感 | 11条用户评论 ?【陈怀临注：时光如梭。上次写这篇文章是2008年10月。转眼2年过去。这次做一些修订和校注。】Intel CPU的产品称呼比较混乱。这一点对于在Intel工作的员工也是如此。下面是笔者在这方面的一些经验。希望对读者同学们有所帮助。首先，对非专业人士而言，接触的名称通常为CPU的产品品牌（Brand Name），而不是微结构（Micro-Architecture）名称。什么是微结构？就是你看不见的那些东西。例如流水线（Pipeline）的设计，局部总线（Local Bus），缓存（Cache）的设计，存储总线（Memory Bus）等。到目前为止，一般而言，Intel CPU微结构的系列为：i386, i486, P5, P6, Netburst, Pentium-M，Core（Merom 65nm和Penryn 45nm）。Core微结构的65nm流片有：Merom，Concore，Allendale等；45nm的流片Penryn，Workfiled，Yorkfield等。Penryn是Merom的直系后代。Nehalem是基于Penryn 45纳米流程的直系后代。从Penryn 45nm工艺流程的基础上，Nehalem微结构横空出世。在Nehalem与Core微结构的继承性上，目前英文的wiki上是不精确的。Nehalem最大的特点就是FSB和（或）北桥的消失，QPI的引入和把在Core微结构抛弃（或曰暂停的）HyperThreading从新引入。 Nehalem之后的事情比较清爽：Nehalem, Westmere(Nehalem在32nm工艺下的Tick )，Sandy Bridge，Ivy Bridge（Sandy Bridge在28nm 工艺下的Tick）和Haswell。通常，我们也可以说Nehalem和Westmere都属于Nehalem微结构。Sandy Bridge和Ivy Bridge都属于广义的Sandy Bridge微结构。这种关系就是Intel现在非常重要的Tick Tock的流程。如下图所示，为Intel的TT模型。Tick其实就是Introduce一个新的工艺和各种PROCESS。Tock就是Introduce一个新的微结构。工艺与结构的拆分对于Intel这些年来的成功是根本的。这里面的原因其实也很简单：如果一个芯片建立在一个新的工艺 AND又是一个新的微结构上。一旦出了问题，基本上整个公司就歇了一半了。CEO就要买豆腐撞死。没有Baseline的事情，最好不要去做。所以TT模式可以你确保，在一个已经酒精考验的PROCESS下，Tock一下，如果芯片有问题，那就基本上是新的结构出了问题。如果一个基于考验过的微结构在一个新的工艺下（Tick一下），如果芯片有问题，显然是工艺方面有bug。。。。总而言之，这样一个拿着billion美金烧出来的芯片，就可控了。。。另外，TT模型的另外一个好处就是把工程师队伍有效的运作起来。例如，Core的Merom和Pennyn都是Intel以色列团队主导做的；然后Nehalem和Westmere是美国Oregon团队做的；然后Sandy Bridge和Ivy Bridge又是犹太人主导；再下面再是美国团队做。TT下去，循环往复。。Intel在这个方面是从血的教训里学来的。当年的必威体育精装版的NetBurst redesign Prescott在90nm就是Tick(90nm新工艺与Tock（x86-64Extension）在一起了。一通混战之后，最后发现是Power Leakage问题无法解决，从而导致Intel彻底放弃NetBurst，从新捡起P6微结构。。。所以，Intel的微结构变化可以简单概括为：i386, i486, P5, P6, Netburst, Pentium-M，Core（Merom，Penryn），Nehalem(Nehalem, Westmere), Sandy Bridge(Sandy Bridge, Ivy Bridge), Haswell(Haswell, Rockwell)。从下面这张Intel解释其Tick Tock的图中读者也可以清晰的认识到这些微结构的家族关系：多个CPU产品可以来源于同一个微结构。其意思是一代产品。属于同一个微结构的多款CPU基本上可以认为是同一类，或同一代产品。同一个微结构下的多款CPU的原因很多，例如，简单化的版本；某个特定市场的定制版本等。同一个名称的CPU可以是来自不同的微结构。如Celeron CPU有P6微结构的，Netburst微结构的，Pentium-M微结构