古龙的《七种武器》系列小说中留给我印象最深的两篇分别是《孔雀翎》和《拳头》,拳头看起来比不了长生剑、碧玉刀这样的冷兵器,但却是最有力的武器,最值得信赖的武器,所以有“拳头产品”一说而“刀剑无眼”,弄不好还伤了自己。
孔雀翎的存在更为神秘,以致于到最后都没有说明这个武器是否还在孔雀山庄,但是武器本身已经不重要了,孔雀翎代表的是信心,有了信心再强大的敌人都是浮云。
拳头+信心是可以打出自己的一片天下的。
本来七种武器跟本文的内容其实毫不相干,因为今天写的是Intel下一代处理器架构Haswell,用七种武器开头只是不想提Intel那个Tick-Tock战略,因为每写Intel处理器介绍或者评测总是免不了要提到这个钟摆策略,次数之多以致于自己都觉得太过无聊。
可惜绕来绕去还是绕不过这个坎,实践证明Intel这几年来靠着Tick-Tock战略已经远远甩开了AMD,无论是CPU架构还是制程工艺上都看不到AMD能给Intel带来压力了,反倒有差距越来越大的趋势。
架构+工艺就是Intel自己的拳头和孔雀翎。
Intel高管Mooly Eden展示Haswell
Intel早在2011年的IDF大会上就高调展示了Haswell处理器,并且是实际运行状态,只不过当时22nm 3D晶体管工艺还不够成熟,Haswell还需要等等。
作为拳头产品的Haswell也不仅仅是一次架构升级,Intel还需要用它串联起各个战略,性能不断提升的图形核心要抵御AMD APU的进攻,低功耗、高续航特性要支撑起第三代超极本,还要试水SOC化的Haswell单芯片......
CHH网友Bigpao007曝光过一份Haswell处理器的文档
原来的调压模块有Core、显卡、SA、I/O、PLL之分,现在统一为输入VR
多线程多核处理器问世几年来,在AMD和Intel的轮番推动下双核、双核四线程CPU已经是最基本的配置,四核以及四核八线程也不是少数人的玩物了,总之就是多线程在物理基础上已经普及,但是日常应用中八线程并不能总是比双线程要快。
其中的原因有软件/游戏开发商对多核优化不够造成的,但是CPU自身也存在一定限制,比如传统操作中一个线程访问了某部分内存数据之后就会通过一个“lock”锁操作来保证数据的统一性,又分出粗粒度锁定(Coarse-grained thread lock)以及细粒度锁定(Fine-grained thread lock),无论是哪种锁都存在多线程并行的效率问题,因为锁操作是互斥的。
Intel早前在其官方Blog上发表了一篇名为“Transactional Synchronization in Haswell”的文章,介绍了Haswell架构将会支持TSX扩展指令,简单来说就是TSX将允许程序员指定事务型同步代码空间,使得目前使用粗粒度线程锁定的程序更自由地使用细粒度线程锁定,进而提高多线程效率和性能。
举个简单的例子,你在编辑excel表格,如果你打算同时编辑两份拷贝,excel就会提示你该文件正在编辑,只能以只读方式打开但不能编辑,这种情况叫做粗粒度线程锁定,这种锁定比较简单,很容易实现,但是效率不高。
细粒度线程锁定则可以实现自由度更高的数据同步,还是前面的例子,如果使用细粒度线程锁定,那么每个线程都可以操作不同纵列的数据,明显提高了CPU效率,不过这样做也有更大的风险,比如数据出错的几率更大,特别是多个线程同时向一个区域写入数据时,而粗粒度线程锁定则可以避免这个问题,同时保持不需要的核心处于休眠状态,更节能。
为了避免出错,程序员往往钟爱粗粒度线程锁定,而TSX扩展的设计目的就是评估软硬件状况并为程序员提供无错的细粒度线程锁定。
Haswell将是消费级处理器中首次使用事务内存技术的架构,虽然Intel已经展示了该技术的良好前景,特别是在复杂的多线程应用中其理应有更好的表现,不过回到现实中这一技术还需要系统在内存管理和线程调度上做相应的优化,具体性能提升只能拭目以待。
TSX指令是新增功能,Haswell架构上已知的指令集变化还有就是AVX 2.0了,这是AVX指令集的更新版,后者从2011年初发布的Sandy Bridge架构上首次开始应用,之后的Sandy Bridge-E、现在的Ivy Bridge架构都有使用。
AVX 2.0指令集不仅应用在Haswell架构上,2014年14nm工艺升级版的Broadwell架构处理器也会使用AVX 2.0,这与目前AVX指令贯穿SNB、IVB两代架构的做法一脉相承。
此外,图形核心将完整支持DX11.1、OpenGL 3.2、OpenCL 1.2标准,支持数字视频输出以及VGA模拟信号输出,并可实现独立3屏输出。
不过三屏输出功能早在Ivy Bridge架构中就有这样的描述,但是Z77主板中除了使用第三方方案的主板外都不能实现3屏输出,不知Haswell能否真正实现这个功能。
Haswell的图形核心源自Ivy Bridge的第七代架构,算是7+
PCwatch网站对Haswell图形架构的分析(点击放大)
GT 2核心的EU单元提高到20个,80个ALU单元,2个曲面细分单元,与目前HD 4000显卡的16个EU单元相比多了四分之一,而SNB到IVB提升了三分之一。
此外,Haswell还有GT3核心,EU单元大幅升至40个,是GT 2的两倍,虽然还不知道具体性能数据,但是这么大规模的硬件提升已经让Haswell超越了入门级显卡的水平,甚至具备叫板中端显卡的能力,这对AMD或者NVIDIA来说可不是什么好消息。
Haswell已经不再使用xx Brdige命名了,不过配套芯片组还是会延续原有的xx Point,继7系主板的Pather Point之后,Haswell御用的平台名为Lynx Point,按惯例它正式上市后将成为8系主板。
首先是新技术接口数量更多,原生USB 3.0接口从目前的4个提高到6个(先别高兴的太早,下边还有矛盾的地方),SATA接口也全面升级到SATA III标准,持续几年的SATA II*4+SATA III*2的配置终于结束了,而AMD早在SB850南桥之后就开始全面支持SATA III接口了。
第二个变化是提升了PCI-E通道的分配弹性,加快了存储设备的响应速度。
这18条通道中,#5、#6和#13、#14的角色非常灵活,前两者可以用作USB 3.0或单纯的PCI-E通道,后两者可以作为SATA 6G通道或者单纯的PCI-E通道,通过合理调节USB 3.0和SATA 6Gbps的接口数,最多可预留8条PCI-E通道。
此外,14个USB 2.0通道并不影响PCI-E通道分配,任何一条PCI-E通道都可以用作千兆网通道,mSATA接口可以使用#13、#14这样的通道。
新增的功能主要是Fast Synch Streaming(快速同步流)、完整的UEFI支持以及Lake Tiny,除第二个之外其他两项都事关I/O性能,特别是Lake Tiny颇有新意。
来看Intel自己举的例子,RST 10.0中SSD的速度曲线比较平稳,平均157.6MB/s,而在支持Lake Tiny技术的RST测试中,基本速度还是157.6MB/s,但是个别时段速度还会提升到185MB/s甚至220MB/s,相当于提高了SSD的突发速度。
商业级市场上Q77、Q75以及B75也都有同定位的产品出现,而经典的H61在伺奉了SNB、IVB两代之后也要被H81取代了。
综合来看,Lynx Point芯片组更多的像是在现有芯片组上升级,并没有什么激动人心的新功能,每一代芯片组升级Intel都会推出一批所谓的优化技术,比如7系芯片组就增加了Rapid Start快速启动、Smart Connect智能连接之类的新技术,到现在也没多少人了解或者使用,8系主板新增的Lake Tiny、Fast Synch Streaming之类的功能也很难说是什么结果。
反过来看,8系主板也没得选择,因为Haswell的接口换了,现有主板不再兼容,想升级就必须要上Lynx Point平台,而且USB 3.0、SATA 6Gbps接口的增多对日常使用还是大有裨益的。
前面主要介绍的是一些理论技术上的变化,但是个人认为这些变化影响的还是性能、功耗这样的问题,真正值得重视或者称得上革命性进化的应该是Haswell的SOC封装变化,它影响的可是使用方式。
从P55之后南北桥+CPU的概念就不复存在了,只剩一个南桥芯片
Computerbase网站报道显示Intel将在Haswell这一代使用MCP封装
日本PCwatch网站之前刊文介绍过Haswell SOC方案
按照Intel的规划,主流市场的Haswell的SOC芯片还要等到14nm工艺阶段,因为制程越先进,核心面积越小,对SOC封装越有利,明年即便是有SOC化的Haswell芯片也主要是针对移动市场的。
试想一下,一旦主流CPU实现了SOC化,不仅减少了南桥芯片的发热,降低了主板成本,最重要的是平台升级时候不用考虑芯片组搭配了,直接换新CPU就行了,不过这一美好愿望的前提是Intel不再频繁更换CPU接口。
今年是Intel的制程工艺升级Tick之年,虽然22nm 3D晶体管工艺是CPU生产中跨越式的发展,但是人们对首次使用新工艺的CPU往往有一些担心,因此对架构升级+成熟版工艺的Tock处理器有着更多的期待,事实也证明了这一点,比如第二代智能处理器SNB架构相比第一代Core i3/i5/i7就全面胜出,目前的第三代智能处理器IVB相比Core i7-2600K那一代就没有太大变化。
期望1:CPU性能提升多少?
这个问题应该是最多关注的,回想Sandy Bridge架构的2600K相对Bloomfield核心的920在同为4GHz的频率下CPU性能领先15%左右,那么我们可以预期Haswell相对目前的IVB处理器同频下也要有10-15%的提升,如果再算上TSX指令、AVX 2.0指令以及更高频率的加成,那么实际领先幅度还会更高,能提升20%就非常逆天了。
期望2:图形核心性能几何?
图形核心性能相对来说是Intel的软肋,但是从Graphics HD 4000/HD 3000一路走来的过程来看,Intel在这方面其实进步明显,HD 4000显卡不仅可以轻松胜任各种高清播放加速,而且一般的3D游戏也能跑得比较流畅了,至少对50%的玩家来说Intel集显已经达到可以接受的地步了。
Haswell的图形核心比CPU架构还要神秘,迄今也没有准确的说法,有说EU执行单元从目前16个暴增到40个,就算不能等比例提升性能,提升50-100%的性能还是有可能的,再加上对DX11.1、OpenGL 3.2等主流规范的支持,这些仍然会大大改善Haswell的3D性能。
期望3:8系主板有啥新变化?
最后一个期待就着落在主板上,明年的8系主板相对来说升级非常小,USB 3.0接口数量是4个还是6个都没有确定,全SATA 6Gbps接口对主流应用也没什么影响,Lake Tiny对SSD的优化也不一定能测得出来。
不过8系主板只需要一个理由就能秒杀所有不足,因为LGA1150接口不兼容其他主板,这一点没得选择,想用Haswell处理器就必须换8系主板。
每个人的需求并不一样,所以这三个期待也无法代表所有人的选择。仅就目前的资料来看,Haswell还只是画了个大饼,TSX多线程优化、AVX 2.0指令能发挥多大威力尚未得知,距离传闻中的明年4月份发布只有几个月的时间,也许过不了多久就开始有各种测试爆料了,等数据来说话吧。
Haswell,你能对得住大家的期待吗?
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