锋芒创辉煌 度CPU十大技术回顾.docx
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锋芒创辉煌度CPU十大技术回顾
今年DIY行业很多难忘瞬间
2010年DIY发展迅猛，Intel厂商率先发布32纳米工艺制程酷睿处理器；AMD厂商厚道的多核处理器，让玩家也尽情体验到AMD处理器的高性价比。
这些都给2011年埋下伏笔，接下来读者将跟随笔者共同盘点2011年度中央处理器的新技术。
转眼间2011年年底到来，回顾今年DIY行业很多难忘瞬间都有一个让人惊喜的事件发生。
处理器在今年的发展可喜可贺，Intel和AMD两家都将自己最新的技术产品发布。
两家新产品具有更加先进的架构、技术以及更低的功耗设计。
Intel和AMD两大厂商都拿出自己多年的研发产品，这些新产品拥有很多让人惊喜的新技术。
温故而知新，下面就请读者与我共同回顾2011年处理器十大技术，让我们共同关注下那些影响了整个PC界的革新和进步。
产品：
酷睿i32100（盒） Intel CPU
SandyBridge架构：
创新整合
SandyBridge架构：
创新整合
其实从高级层面角度看，SNB架构只是一次进化，但是如果看看Nehalem/Westmere以来晶体管变化的规模，那就足以称得上是一次革命。
从下面的图便可以看出英特尔第二代英智能酷睿处理器在核心架构较上代产品有了变化。
第二代英特尔智能酷睿处理器核心架构图
与上代产品相比，SNB的核芯显卡芯片与处理器完全集成在了一起，而内存控制器也进一步进行了集成。
在SNB中，三级缓存依然延续。
其中L1缓存的设计与酷睿微架构相同，而L2缓存则采用超低延迟的设计，而L3缓存也依然采用的是共享式设计。
英特尔第二代英智能酷睿处理器的酷睿i3、i5、i7依然可以通过对超线程技术的支持与否而划分定位。
Intel 发布SandyBridge
Intel第二代英智能酷睿处理器产品的三级缓存由核心完全共享，它几乎可以处理所有的一致性流量问题，同时不需要单独打扰每颗独立核心自己的L1、L2缓存。
优秀的架构所赋予的诸多全新特性为新酷睿家族处理器提供了强大的性能保证。
当然，在英特尔第二代英智能酷睿处理器身上还有许许多多的变化，下面就让我们更加细致的来一起了解。
Intel第二代英智能酷睿处理器
2011年度影响力：
★★★★☆
Intel2011年发布的SNB架构采用32纳米工艺制程、支持超线程技术、睿频2.0技术、AVX指令集加入、内置第二代核芯显卡这一切都说明Intel开始走整合路线，未来Intel将会发布第三代第四代整合架构。
产品：
酷睿i32120（盒） Intel CPU
Intel核芯显卡：
画龙点睛
Intel核芯显卡：
画龙点睛
Intel在第二代智能酷睿处理器上重点提出了“核芯显卡”的概念——核芯显卡和传统意义上的集成显卡并不相同。
目前电脑平台采用的图形解决方案主要有“独立”和“集成”两种，前者拥有单独的图形核心和独立的显存，能够满足复杂庞大的图形处理需求，并提供高效的视频编码应用；集成显卡则将图形核心以单独芯片的方式集成在主板上，并且动态共享部分系统内存作为显存使用，因此能够提供不错的图形处理能力，以及较为流畅的编码应用。
SandyBridge处理器封装实物
相对于前两者，核芯显卡则将图形核心整合在处理器当中，进一步加强了图形处理的效率，并把集成显卡中的“处理器+南桥+北桥（图形核心+内存控制+显示输出）”三芯片解决方案精简为“处理器（处理核心+图形核心+内存控制）+主板芯片（显示输出）”的双芯片模式，有效降低了核心组件的整体功耗，更利于延长笔记本的续航时间。
Westmere的Core和GPU封装在不同的Die中
SandyBridge核芯显卡还将提供DirectX10.1的支持（上一代的GraphicsMediaAcceleratorHD只支持DirectX10，而下一代产品IvyBridge将支持Direct11），而其高清功能也将得到进一步改进。
除此之外，SandyBridge也带来了更广阔的核芯显卡应用——其核芯显卡将全面支持OpenCL1.1，提供对通用计算的支持。
2011年度影响力：
★★★★
Intel第二代核芯显卡性能相比G45显示芯片高出一倍，轻松支持高清与视频转码。
新的核芯显卡采用32纳米工艺制程同时制程睿频2.0加速技术，这大大提升了整合平台的性能。
核芯显卡的发布丰富了2011年DIY市场，同时为高清数码提出了解决方案。
产品：
酷睿i52400（盒） Intel CPU
媒体加速：
助SNB处理器一臂之力
媒体加速：
助SNB处理器一臂之力
第二代英特尔智能酷睿处理器集成的GPU图形核心分为两大版本，分别拥有6个、12个EU。
首批发布的移动版全部是12个EU，桌面版则根据型号不同而有两种配置，高端12个、低端6个。
得益于每个EU吞吐量翻番、运行频率更高、共享三级缓存等特点，即使只有六个的时候性能也会相当令人满意。
第二代英特尔智能酷睿处理器对比
得益于以上种种升级与改进，SandyBridge可轻而易举地支持立体3D蓝光电影播放和高清在线电视。
为消费者提供更优异、更清晰的画面，同时提供所有这些性能的同时却更加省电和节省电池用量。
值得一提的是，SandyBridge还拥有全新、实用的技术，实现超出常规和预期的速度和数据传送的提升。
其中的英特尔无线显示技术（IntelWirelessDisplay）即可将高清内容无线传输至大屏幕电视。
第二代英特尔智能酷睿处理器
在媒体特性等方面，2011年SNB架构酷睿家族平台同上一代产品相比也有着很大的突破。
其中全新的酷睿家族平台能够支持双视频解码，在颜色控制，HDMI输出等方面也有提升。
同时SNB中还有一个媒体处理器，专门负责视频解码、编码。
新的硬件加速解码引擎中，整个视频管线都通过固定功能单元进行解码，Intel表示SNB在播放视频的时候功耗可降低一半。
英特尔（R）媒体高清
这种多媒体逻辑和AMD/NVIDIA的GPU设计非常相似，而之前Intel是一直使用CPU逻辑进行多媒体视频操作的，尤其是编码方面。
SandyBridge的这个媒体处理器让我们有些迷惑：
这明显就是Intel的硬件编码/解码方案，蓝色巨头似乎悄悄的放弃了继续使用x86 CPU+软件在视频处理上与NVIDIA那些怪兽级别GPU的硬件解码、编码对抗。
2011年度影响力：
★★☆
Intel媒体加速设计大大的增强了酷睿处理器的媒体播放性能，成为2011年酷睿处理器新技术中不可或缺的“功臣”。
产品：
酷睿i72600K（盒） Intel CPU
高效转码：
支持QuickSyncVideo
高效转码：
Intel支持QuickSyncVideo
高速视频同步乍听起来似乎并不是特别易懂，不过如果说是视频编解码技术应该就能够好理解的多了。
第二代英智能酷睿处理器有一项名为QuickSyncVideo（高速视频同步）的功能，该功能便是英特尔HD显卡所具备的最新视频转码功能。
英特尔QuickSyncVideo（高速视频同步）技术
虽然视频转码并非新鲜事，在NVIDIA或者是AMD的显卡中都能够很好的支持，不过英特尔之前的集成显卡完全只能依靠CPU软解码。
在新一代HD显卡上，英特尔加强了核芯显卡的通用计算能力，增加了对视频转码的支持，缩短了转换时间的消耗。
英特尔QuickSyncVideo（高速视频同步）技术通过处理器的硬件解码来进行运算，让视频转换变得更加轻松。
支持QuickSyncVideo（高速视频同步）技术的软件截图
在最新的MediaConverter7中，我们已经能够看到该软件对Intel QuickSynvVideo（高速视频同步）技术的支持。
该软件能够调节视频转码所使用的处理器的核心数量，同时能够自动识别处理器是否能够支持高速视频同步。
同时该软件能够支持将普通片源转换为3D效果，英特尔具备高速视频同步技术的处理器产品无疑能够提供更好的选择。
第二代英特尔智能酷睿处理器均支持QuickSynvVideo
2011年度影响力：
★★★
可以看出，第二代英特尔智能酷睿处理器的全线产品均能够支持QuickSyncVideo（高速视频同步）技术，这无疑为消费者们带来了更好的体验，也正是高速视频同步技术的出现令第二代英特尔智能酷睿处理器成为一款划时代的产品奠定了更多基础。
产品：
酷睿i72700K（盒） Intel CPU
犀利加速度：
睿频加速2.0
犀利加速度：
睿频加速2.0
第一代TurboBoost睿频加速技术利用处理器核心空闲时的TDP，转移到正在全速运算的核心之上，提高该核心的或者多个核心的频率以换取更高的性能。
该技术的运用进一步提高了处理器的智能化，也在节能的同时提高了处理器的运行效率。
2011年新睿频技术发布，睿频技术进入2.0时代。
第二代睿频加速技术性能提升更高
第二代睿频加速技术其实可以算作是第一代睿频加速技术的加强版，主要加强了在多核心情况下处理器核心频率能够进一步提高。
说的简单一些就是多核心下原有第一代可能提高1个倍频，在二代情况下有可能提高的是2个倍频甚至更多。
这也就是说在第二代睿频加速技术的帮助下，无论是单线程还是多线程SandyBridge处理器都可以获得非常优秀的性能表现。
即使是主频较低的产品。
Intel ExtremeTuning中可以限制处理器的最大TDP功耗以达到更好的性能
现有处理器都是假设一旦开启动态加速，就会达到TDP限制，但事实上并非如此，处理器不会立即变得很热，而是有一段时间发热量距离TDP还差很多。
SNB利用这一点特性，允许单元控制单元（PCU）在短时间内将活跃核心加速到TDP以上，然后慢慢降下来。
PCU会在空闲时跟踪散热剩余空间，在系统负载加大时予以利用。
处理器空闲的时间越长，能够超越TDP的时间就越长，但最长不超过25秒钟。
所以第二代睿频加速实际上就是PCU*单元不断监测CPU内每个核心的状态，一旦有一个或多个多个内核处于Unactive状态，PCU就会自动提升处于Active状态的内核的运行频率，直到达到TDP限制。
核芯显卡的睿频加速
同时由于核芯显卡也整合在同一芯片，因此SandyBridge架构也把核芯显卡的TDP纳入睿频加速的超频空间。
当中包括3DProcessingUnit、ExecutionUnits及MediaProcessingUnit，当它们闲置时会把TDP的超频空间也转化给处理单元，反之处理单元闲置也可把TDP变成图形单元的超频空间。
（PCU：
Intel专门在CPU内部设计了PCU（PowerControlUnit，功耗控制）单元，PCU会以1ms（每秒1000次）的速度实时监测这四个核心的温度、电流及功耗等参数。
2011年度影响力：
★★★★
睿频2.0技术让酷睿处理器更加智能，新技术助新SNB处理器性能提升显著。
2011年睿频2.0让用户体验到了科技的魅力，稳固了智能睿频道路的未来。
产品：
酷睿i52320（盒） Intel CPU
指令集发威：
SNB支持AVX指令集
指令集发威：
SNB支持AVX指令集
除了二代增强型的睿频加速功能以及超线程技术等等之外，SandyBridge还将是第一个拥有高级矢量扩展指令集（AdvancedVectorExtensions）的微架构（AVX：
AdvancedVectorExtensions高级矢量扩展）。
AVX指令集
AVX支持256-bit操作数，相当消耗晶体管与核心面积，而RPF的使用加大了乱序执行缓冲，能够很好地满足更高吞吐量的浮点引擎。
SNB允许256-bitAVX指令借用128-bit的整数SIMD数据路径，这就使用最小的核心面积实现了双倍的浮点吞吐量，每个时钟可以进行两个256-bitAVX操作。
另外执行硬件和路径的上位128-bit是受电源栅极（PowerGate）控制的，标准128-bitSSE操作不因为256-bit扩展增加功耗。
AVX指令集
这些运算逻辑上的技术细节让人头大，落实到应用上，AVX主要针对密集型浮点运算，3D游戏、CAD/CAM、数字内容创建等应用是这类计算的代表。
Intel称SandyBridge的AVX进行矩阵计算的时候将比SSE技术快90%！
核心面积的精简正是AVX指令（SNB最主要革新之一）集得以实现并保证良好性能的关键所在。
以最小的核心面积代价，Intel将所有SIMD单元都转向了256-bit（AMD推土机处理器使用了兼容AVX指令的设计方案重新进行了设计）。
2011年度影响力：
★★★
AVX指令集的加入让2011年处理器支持AVX的软件处理效率得到明显提升，未来软件将会针对其作出必要优化。
产品：
酷睿i73960X Intel CPU
SNB-E来袭：
新架构新特性
SNB-E来袭：
新架构新特性
SandyBridge-E架构，属于SandyBridge家族中的新成员。
SNB-E除了更多的诱人的新特性，依然延续了SNB家族所特有的AVX/AES指令集，浮点运算效能较之旧架构处理器拥有近乎两倍的性能提升。
SandyBridge-E架构带来的两点最大变化首先是内置DDR3-1600四通道内存控制器，其次是多达40条PCIExpressLanes，支持双PCIExpressX16等多种组合模式。
SNB-E处理器拥有更大的内存带宽，以及支持更强大的PCIExpressLanes。
X79四通道内存插槽
SandyBridge-E架构处理器依然采用了高速环形联通架构，各个核心、各个高速缓存段、内核管理中心等等可以通过这个高速的双向环形架构进行更高效的数据交换。
由于SNB-E架构不再内置核芯显卡，因此高速视频同步技术也从该SNB架构中中被移除。
新的SNB-E处理器到2011年12月份为止仅上市了两款（酷睿i73960X、酷睿i7 3930K），这两款处理器具有至尊级性能表明SNB-E架构2012年将引领DIY高端市场。
2011年度影响力：
★★★★★
2011年11月中旬SNB-E架构处理器的发布让苦等一年之久的玩家们大开眼界，卓越的性能让SNB-E处理器拥有至尊地位，2011年度SNB-E架构将DIY高端市场点燃。
产品：
A83850（盒） AMD CPU
APU登场：
CPU+GPU引领新潮流
APU登场：
CPU+GPU引领新潮流
2011年1月，AMD将推出一款革命性的产品AMDAPU，是AMDFusion技术的首款产品。
APU中文名字叫加速处理器，是AMD融聚理念的产品，它第一次将处理器和独显核心做在一个晶片上，它同时具有高性能处理器和最新独立显卡的处理性能，支持DX11游戏和最新应用的“加速运算”，大幅提升电脑运行效率，实现了CPU与GPU真正的融合。
LlanoAPU架构示意图
在LlanoAPU中有几乎一半的空间是被GPU所占据了的，另外一半被CPUCore所占据，能够将CPU和GPU如此整合在一片小小的芯片之中，32纳米的制程当然是功不可没的——LlanoAPU的工艺和SandyBridge是站在同一条水平线上的。
APU核心尺寸的缩小。
AMDK8/K10系列CPU核心通过生产工艺的提升，核心面积不断缩小，通过32nm工艺核心面积终于降至了10平方毫米。
与同样基于32nm的SandyBridge相比，CPU核心面积只有其一半左右。
（SandyBridgeCPU核心内置有L2缓存）。
因此AMDLlano虽然核心面积与SandyBridge相近，但是却可以配备更大面积的GPU核心。
CPU与GPU协作进行异构计算示意图（基于OpenCL）
拥有了比较强大的显示核心（AMD官方称之为“独显核心”）之后，LlanoAPU在异构计算方面的能力是毋庸置疑的，而在异构计算方面，AMD基于OpenCL1.1的Stream也发挥了举足轻重的作用。
2011年度影响力：
★★★★
LlanoAPU的设计重点其实更偏向于显示核心，更准确的说应该是更偏向于显示核心和CPU运算核心之间的互补。
LlanoAPU的独显核心是HD6000系列，能够支持DX11，具有不错的游戏性能。
LlanoAPU成为2011年第三季度的一股新兴力量。
产品：
A63650 AMD CPU
独显核心扬整合魅力：
游戏专属
独显核心扬整合魅力：
游戏专属
LlanoA处理器融合独显核心，支持DX11游戏。
AMD大胆的将游戏独显核心整合到处理器之中，让处理器在游戏性能和数据多任务处理性能得到双重提升。
LlanoAPU
LlanoA系列APU所融合的GPU为RadeonHD6500系列，从LlanoAPU架构示意图可以看出，在LlanoAPU中几乎有一半的空间被GPU占据，而另外一半则被CPU核心占据。
DirectX11游戏成主流
AMDHD6500系列图形显示核心提供DirectX11游戏支持，是目前最先进的核心之一，而从AMD在产品设计和规划上来推测，其最高型号的A8-3850独显核心HD6550D应该是HD5570级别的显示核心，从SP单元来看，LlanoAPUA8型号内部的显示核心拥有400个SP单元，单纯从数值上看已经是HD6570的水平，而HD6570拥有480个SP单元，比HD6550D多一组。
2011年度影响力：
★★★
APU内置的独显核心具有不错的游戏性能，外加APU可以支持DDR3 1866高频内存组，这一切都是为了加速游戏设计。
AMD的创新融合技术让台式机、笔记本的整合显卡游戏性能大幅提升。
产品：
FX-8150 AMD CPU
推土机架构发布:
王牌再现
推土机架构发布:
王牌再现
2011年第四季度随着AMD FX8120/FX8150发布，DIY市场刮起“推土机”狂潮。
这股久违的暖风让A粉们倍感温暖，推土机架构采用新工艺制程、新加速技术、新接口新工艺、同时支持AVX指令和SSE指令和全新的电源管理设计于一身。
推土机FX系列处理器架构示意图
AMD将会启用新的32nm工艺配合推土机设计生产，新一代推土机架构由GlobalFoundries代工。
所采用的生产技术为32nmSOI高K金属栅极（HKMG）工艺，11个铜金属层和低K电介质、基于硅锗的拉伸硅、第二代沉浸式光刻技术。
这只是简单的示意实际晶圆并非如此简单
新的推土机FX系列处理器采用的是最新的32纳米制造工艺，在此之前的LlanoAPU其实也同样采用了相同的工艺技术。
让我们换位思考一下，如果不采用32纳米技术，那么我们将看到极高的功耗和无法控制的芯片面积，所以32纳米就成为必然。
推土机架构给玩家带来了超频的惊喜，多核心设计让其拥有强劲的多任务处理器能力，这一切都证明AMD的科技实力。
2011年度影响力：
★★★★★
AMD推土机产品的发布继承FX系列的强劲性能，丰富了AMD高端市场。
新加入的技术以及至尊级性能让AMD推土机架构成为2011年度第四季度CPU科技明星。
产品：
FX-8120 AMD CPU
AMD新加速技术：
第二代TurboCore
AMD新加速技术：
第二代TurboCore
2011年薪TurboCore技术得到全面加强，在推土机架构上，一切都采用了全新设计，为TurboCore的性能发挥留有很大的空间。
推土机架构处理器能够更好地挖掘热设计功耗允许空间，通过监视处理器功耗来自动调整频率，最高可以达到热设计功耗指标，而且会在过于接近时再次自动降频，从而在功耗允许的情况下最大程度地提高频率。
新的电源管理选项被填入至推土机架构
新加速技术搭配32纳米工艺制程以及推土机架构，将会发生哪些改变呢？
读者通过以下讲解将会了解第二代TurboCore技术的实力。
融合架构APU所采用的32nm工艺
在所有核心开启的情况下，推土机处理器的TurboCore最大加速幅度就能达到500MHz，这就意味着即使是16核心的顶级服务器型号也能做到全部核心同时加速500MHz，关闭部分核心的时候自然可以获得更大加速幅度。
第二代TurboCore技术能够更好地挖掘热设计功耗允许空间，通过监视处理器功耗来自动调整频率，最高可以达到热设计功耗指标，而且会在过于接近时再次自动降频，从而在功耗允许的情况下最大程度地提高频率。
2011年度影响力：
★★★★
第二代TurboCore动态加速技术则在32nm工艺基础之上，主要解决了该技术对线程不敏感无法启动，以及电源管理等方面的问题，令该技术发挥至最佳效果。
AMD第二代速度是2011年度不可或缺的技术创新。
【编辑点评】：
2011年DIY迎来了“整合CPU2.0时代”，在环绕整合处理器以及32纳米工艺制程的基础上Intel、AMD两大厂商全面走智能路线。
两大厂商将新技术尽可能应用到高中低各型号产品中，产品整体性能在2011年提升了一大步。
目前根据2011年公布的技术来看，Intel着手强调SNB架构的智能睿频以及超线程技术，AMD主要强调独显核心和FX推土机架构的游戏性能。
两条路线都证明两大厂商分别走超越创新路线，整合技术的发展成为2011年DIY处理器的主要亮点，2011年的技术为2012年做好铺垫，玩家们拭目以待2012年处理器即将谱写的新篇章。
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