有著“智二代”美譽(yù)的英特爾酷睿(代碼：Sandy Bridge)處理器一上市便好評(píng)不斷，賣(mài)場(chǎng)里每日因此人滿(mǎn)為患。從Nehalem到Sandy Bridge，架構(gòu)的更替帶來(lái)了太多令人匪夷所思的變化。如今互聯(lián)網(wǎng)上“視覺(jué)應(yīng)用”大行其道——在線(xiàn)視頻、照片分享無(wú)疑是最熱門(mén)的應(yīng)用，Sandy Bridge處理器無(wú)縫融合核芯顯卡，內(nèi)置的InTru 3D技術(shù)和高速視頻同步技術(shù)在日常均可提供前所未有的視覺(jué)體驗(yàn)，究竟“智二代”為何如此給力？讓我們換個(gè)角度出發(fā)，讓一組有趣的數(shù)字來(lái)揭示真相。

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    這個(gè)數(shù)字大家一定不陌生，因?yàn)榘凑沼⑻貭柕腡ick-Tock發(fā)展模式，每?jī)赡昃蜁?huì)對(duì)芯片制造工藝進(jìn)行升級(jí)，曾經(jīng)輝煌的45nm技術(shù)已經(jīng)成為過(guò)去時(shí)。Sandy Bridge采用了業(yè)內(nèi)非常先進(jìn)的32nm制造工藝，第二代高-k金屬柵極在晶體管中的采用，不僅大大提高了晶體管性能、降低了功耗，而且使漏電率降至新低。領(lǐng)先業(yè)界1年以上，英特爾早于2009年第四季度就采用這項(xiàng)新工藝進(jìn)行量產(chǎn)。

    在45nm晶體管中，高-k柵極的等效氧化層厚度為1.0nm。在32nm晶體管中，氧化層的厚度降低了10%，僅為0.9nm，而柵極長(zhǎng)度則縮短為30nm，達(dá)到史上最小。這些變化對(duì)于提高芯片性能、縮小芯片尺寸至關(guān)重要，對(duì)于縮小集成電路（IC）尺寸、提高晶體管的性能至關(guān)重要。采用32nm制造工藝的芯片尺寸可比45nm產(chǎn)品降低大約70％，而在性能方面提高超過(guò)22%以上。與40年前相比， 32nm晶體管耗電量下降至之前的1/4000，單個(gè)晶體管的價(jià)格則下降至原價(jià)格的十萬(wàn)分之一。

1+1

    也許你要問(wèn)，9.95億個(gè)晶體管，都用到哪里去了？這些晶體管開(kāi)銷(xiāo)除了用于為處理器提升性能與增加新功能，還有一個(gè)重要用途是：無(wú)縫融合新一代HD Graphics（核芯顯卡），這就是“1+1”的含義。

    眾所周知，英特爾于去年1月推出了基于32nm Westmere架構(gòu)的2010酷睿處理器家族，除了提升運(yùn)算效率并降低平臺(tái)功耗，2010酷睿還在功能整合方面取得了全新突破——顯示芯片不再放置于主板北橋芯片中，而是被CPU“吞并”變成其一部分。換句話(huà)說(shuō)，2010酷睿首次實(shí)現(xiàn)了將CPU與GPU兩顆芯片封裝在同一塊基板上，并以高速的QPI總線(xiàn)為二者牽線(xiàn)搭橋。但是，在Sandy Bridge架構(gòu)中，核芯顯卡不再以獨(dú)立的芯片形式呈現(xiàn)，而是完全融入這顆32nm芯片變成了處理器的一個(gè)功能模塊，從核心架構(gòu)圖來(lái)看，這個(gè)模塊占據(jù)的芯片面積幾乎達(dá)到了1/4。

    按照定位的不同，核芯顯卡分為HD Graphics 3000和HD Graphics 2000兩個(gè)型號(hào)，主要區(qū)別是前者擁有12個(gè)EU（執(zhí)行單元），而后者只有6個(gè)。實(shí)測(cè)顯示，新一代核芯顯卡在3D性能上的提升極為明顯，擁有12個(gè)EU的HD Graphics 3000可全面壓制Radeon HD 4550 512MB，這說(shuō)明其完全可匹敵主流級(jí)獨(dú)立顯卡。

2.0

    有著兩年歷史的睿頻加速技術(shù)隨著Sandy Bridge的到來(lái)終于升級(jí)到了2.0版，這個(gè)令酷睿家族格外耀眼的神器再次迸發(fā)出新的活力，這次升級(jí)帶來(lái)了哪些亮點(diǎn)？

    大家知道，前一代睿頻加速技術(shù)會(huì)根據(jù)處理器計(jì)算負(fù)載動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)主頻，例如Core i7 980X處理器默認(rèn)主頻3.33GHz，而經(jīng)過(guò)智能加速之后最高可達(dá)3.6GHz，主頻提高后程序響應(yīng)速度也隨之加快。作為一項(xiàng)限制措施，英特爾規(guī)定搭載第一代睿頻加速技術(shù)的處理器，在加速模式下TDP不得超過(guò)標(biāo)稱(chēng)值，因而主頻通常只能提高1~2bin，即133~266MHz，多線(xiàn)程模式下加速幅度則通常只有1bin。隨著并行計(jì)算正在成為未來(lái)趨勢(shì)，用戶(hù)越來(lái)越渴望他們的電腦在應(yīng)對(duì)復(fù)雜的多任務(wù)處理時(shí)，也能表現(xiàn)得更為高效。這正是睿頻加速2.0技術(shù)變革的主要方向——加速模式更具彈性。

    Sandy Bridge的睿頻加速技術(shù)2.0解除了加速模式下TDP不得超過(guò)標(biāo)稱(chēng)值的限制，它允許處理器短時(shí)間（15~25s）地運(yùn)行在超過(guò)標(biāo)稱(chēng)TDP的頻率，只有當(dāng)溫度達(dá)到設(shè)定閾值后，頻率才會(huì)隨之降低。需要注意的是，這是一個(gè)循環(huán)的過(guò)程：CPU加速→溫度升高→主頻降低→溫度降低→再次加速。以酷睿i5-2500T為例，當(dāng)睿頻加速機(jī)制介入時(shí)最多能提升高達(dá)1GHz主頻，由2.3GHz至3.3GHz，這對(duì)CPU性能的幫助是極為顯著的。

    值得一提的是，睿頻加速技術(shù)2.0并非僅限于CPU核心，其核芯顯卡也能從這套全新的體制中受益，例如酷睿i7-2600K的核芯顯卡 3000顯卡默認(rèn)頻率為850MHz，加速狀態(tài)下可提高至1.35GHz。此外，CPU計(jì)算核心與核芯顯卡之間會(huì)根據(jù)負(fù)載的需求實(shí)時(shí)調(diào)整睿頻加速的側(cè)重點(diǎn)，當(dāng)系統(tǒng)要求更強(qiáng)大的CPU運(yùn)算能力時(shí)，更多的TDP資源會(huì)幫助CPU來(lái)獲得更高頻率；而當(dāng)圖形運(yùn)算負(fù)載顯著增加時(shí)，TDP資源又會(huì)向核芯顯卡傾斜以幫助其提高運(yùn)行頻率。

0

    為什么是0？其實(shí)這是一個(gè)字母“O”，也許你猜到了，這里要向大家介紹的是Sandy Bridge的環(huán)形總線(xiàn)技術(shù)。

    在Nehalem時(shí)代，一種高效率的數(shù)據(jù)傳輸模式被引入，它就是以點(diǎn)對(duì)點(diǎn)交換為特征的QPI總線(xiàn)。由于不用經(jīng)過(guò)任何中間環(huán)節(jié)，QPI總線(xiàn)可以為處理器提供充足的資源帶寬，這是FSB時(shí)代遠(yuǎn)遠(yuǎn)不可及的。隨著Sandy Bridge的到來(lái)，處理器達(dá)到了前所未有的整合度，為了更高效地進(jìn)行資源調(diào)度，英特爾引入了一種在服務(wù)器領(lǐng)域被廣為采用的環(huán)形總線(xiàn)（Ring Bus）。

    這種總線(xiàn)之所以得以采用，還要?dú)w結(jié)于Sandy Bridge全新的LLC（Last Level Cache，末級(jí)緩存，即L3）緩存機(jī)制。不同于Nehalem和Westmere，Sandy Bridge的LLC是一個(gè)共享組件，處理器核心、核芯顯卡、系統(tǒng)助理（System Agent）都可以從中直接獲取數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)交換發(fā)生時(shí)，環(huán)會(huì)自動(dòng)從路徑最短的節(jié)點(diǎn)接入以降低數(shù)據(jù)延遲。Sandy Bridge為什么會(huì)這么快？這就是其中因素之一。

995,126,547

    這么大一個(gè)數(shù)字乍看讓人迷糊，不知你是否猜到它代表什么？沒(méi)錯(cuò)，它是Sandy Bridge 的酷睿i7處理器的晶體管數(shù)量——多達(dá)9.95億個(gè)。盡管晶體管規(guī)模如此驚人，得益于優(yōu)秀的制造工藝，處理器的整體功耗與發(fā)熱量依然在前一代產(chǎn)品的基礎(chǔ)上不升反降，酷睿i7 2600K處理器頻率高達(dá)3.4GHz，而TDP只有95W，與此同時(shí)性能也得到了大幅提高。

    讓我們做個(gè)有趣的類(lèi)比，如果一輛汽車(chē)擁有9.95億個(gè)配件，那么即使讓全球生產(chǎn)率最高的汽車(chē)制造商來(lái)裝配，也需要114年才能完成整個(gè)工程；如果將處理器比作國(guó)家，而晶體管就是這個(gè)國(guó)家的人口 ，那么Sandy Bridge處理器憑借9.95億“人口”將成為僅次于中國(guó)和印度的全球第三人口大國(guó)。

    簡(jiǎn)言之，睿頻加速技術(shù)2.0將第二代智能酷睿處理器的智能特性提升到一個(gè)新的高度，核芯顯卡、高速視頻同步技術(shù)以及InTru 3D則“非常給力”地詮釋了Sandy Bridge的視覺(jué)表現(xiàn)力，這種“智能+視覺(jué)”概念無(wú)疑開(kāi)創(chuàng)了PC應(yīng)用新境界。如此說(shuō)來(lái)，Sandy Bridge是里程碑式的產(chǎn)品毫不為過(guò)，以上寥寥幾組數(shù)字也只能揭秘其眾多卓越技術(shù)的冰山一角。隨著數(shù)字時(shí)代的到來(lái)， 人們的日常工作與生活越來(lái)越需要Sandy Bridge這類(lèi)智能芯片來(lái)提供強(qiáng)大的運(yùn)算能力。智能計(jì)算，其實(shí)就在你我身邊。