有啥绝招能这么强 解析酷睿i3的三板斧

产品：酷睿i3 530（盒） Intel CPU

酷睿i3的头板斧 32nm工艺

写在前边：距离32nm酷睿i3处理器的发布还有最后的18天，关于酷睿i3处理器的详细细节由于受到NDA的限制我们还无法得到关于他的详细信息。但通过各大IT媒体所释放的消息来看，酷睿i3处理器虽然是一款双核产品，但是其提供的强大性能和超线程技术已经让其具备了挑战四核处理器的能力。是什么新技术让酷睿i3有了如此强大的能力。今天我们就来分析一下酷睿i3处理器的三板斧。

　　我们先来说一下这酷睿i3的第一板斧。这第一板斧不仅是酷睿i3处理器的绝招，同时也是今后两年内处理器发展的趋势之一。至于32nm能够给我们带来什么样的好处，那请您继续往下看。

　　● 32nm制程工艺

　　制造工艺是芯片制造领先程度的参照标准之一，在更高的制造工艺下，在相同的单位面积下可以容纳下更多的晶体管，而晶体管数量的增多直接体现在了性能的提升方面。同时由于单位体积的减小，以及新材料的大量应用。更为先进的工艺制程下制造的芯片产品耗电量以及发电量也会得到很好的控制，这也是为什么新一代工艺制程的产品会比前一代产品在功耗上有很好表现的原因之一。

IntelCEO欧德宁展示32nm晶圆

　　● Intel 32nm 制造工艺的技术优势

　　和现有的45nm工艺相比，32nm工艺在以下几个方面有着显著的变化：

　　>>32nm工艺使用第二代高-K金属栅级
　　     0.9nm等价氧化物厚度高-K（45nm技术是1nm）
　　     金属栅级工艺流程更新
　　     30nm栅极长度
　　     第四代应变硅
　　>>有史以来最紧密的栅极间距
　　     第一代32nm技术将使112.5nm栅极间距
　　>>有史以来最高的驱动电流
　　>>晶体管性能提升22%
　　>>同比封装尺寸将是45nm工艺产品的70%

32nm可大幅改善漏电率

　　相对于45nm工艺，NMOS晶体管的漏电量减少5倍多，PMOS晶体管的漏电量则减少10倍以上。由于上述改进，电路的尺寸和性能均可得到显著优化。

32nm处理器核心部分 左侧Die为GPU（图片源自驱动之家）

　　上图为Intel在本月17日对外公布的32nm工艺处理核心部分照片。从该照片上可以看到，这颗处理器拥有2个Die，其中面积大的Die为45nm工艺GPU部分，右侧面积较小的部分为32nm工艺CPU部分。通过对比可以看到，CPU部分晶体管数量更多，但是其核心面积更小。这是最为直观的可以看出32nm先进性对比。

酷睿i3处理器第一板斧：32nm工艺
招术实用性：★★★★★
杀伤力：★★★★

产品：酷睿i3 530（盒） Intel CPU

酷睿i3的二板斧 超线程技术

超线程

　　第一板斧可谓是杀伤力巨大，让天下所有的45nm工艺产品都为之一振，虽然距离CPU武林天下第一还有相当大的差距，但是与顶级6核酷睿i7 980X Extreme系出同门可见i3实力不一般。接下来我们就看看酷睿i3处理器的第二板斧威力如何。

奔腾4时代的特有HT超线程技术在Nehalem架构时代重磅回归

　　这酷睿i3的第二板斧并不是什么新鲜玩意，早在奔腾4时代就已经得到了广泛应用。无奈当时的软件与该技术的兼容性不高，且奔腾4的性能不够强悍，所以该技术并没有得到用户的广泛接受。而到了酷睿架构时代，虽然处理器的性能得到了提高，但当时仍然处于软件兼容性的问题所以没有被加入到其中。在进入Nehalem架构时代后，一方面处理器的性能得到了质的飞跃，另一方面软件对多线程任务的支持也已经得到了广泛的应用，所以Intel认为是时候让超线程技术回归了，于是我们便在Nehalem架构处理器中见到了超线程技术。

Intel超线程技术解析

　　在这里有必要对超线程技术进行一个解释。超线程技术其实理解起来很简单，就是讲一颗核心的一个线程，通过技术手段让他变成2个线程。也就是说让一颗核心同时可以运行两个任务。这也是为什么明明是双核/四核处理器，我们却能够在Windows的任务管理器中看到4个或者8个核心在进行计算任务。

支持超线程技术的四核处理器在任务管理器中可以看到8条线程

　　在超线程技术的帮助下，我们的主角酷睿i3处理器作为一款双核产品，却拥有了四条线程，这也是为什么酷睿i3处理器拥有了挑战一般四核处理器的能力。可见这第二板斧还是非常厉害的。

酷睿i3处理器第二板斧：超线程技术
招术实用性：★★★★★
杀伤力：★★★

产品：酷睿i3 530（盒） Intel CPU

酷睿i3的绝杀 Nehalem架构

Nehalem架构

　　● 整合内存控制器的Nehalem架构

　　最后我们来看一看酷睿i3处理器最具杀伤力的第三板斧，正是有了这第三板斧才使得酷睿i3处理器拥有了最极致的性能，因此我们也可以将这第三板斧成为酷睿i3处理器的绝杀。这招绝杀就是Nehalem架构。

　　酷睿i3处理器之所以敢称与顶级的6核酷睿i7 980X Extreme拥有相同的血统，这主要是因为他们都源自Nehalem架构。如果将酷睿i7 980X Extreme视作Nehalem架构的原生6核版的话，那么着酷睿i3处理器就是Nehalem架构的原生双核版。

32nm酷睿i3（右）与传统三芯片架构示意图

　　其实从严格意义上来讲，酷睿i3处理器相比酷睿i5处理器还要更进步了一些，虽然在性能方面两款差距较大。但是酷睿i3处理器内部完全整合的北桥功能是酷睿i7 980X Extreme都无法企及的。

　　32nm工艺的酷睿i3处理器最大的特点是IMC技术（整合内存控制器技术）而放弃了传统的FSB概念，取而代之的是QPI与DMI总线。这样的好处是充分提高了内存带宽，进一步提高了CPU对内存的控制能力，同时提高了处理器性能。

酷睿i3处理器采用了IMC（整合内存控制器）技术

　　由于没有了北桥的限制，酷睿i3处理器加强了对内存与显卡方面的带宽控制，仅有对磁盘方面的控制需要DMI总线的支持，因而在P55/H55主板上仅能看到双芯片设计。

　　不过需要指出的是，酷睿i3处理器整合了一颗GPU芯片，如果用户要想在不使用独立显卡的时候使用到这颗GPU，就需要使用可以进行视频输出的H57或者H55主板，倘若使用P55主板的话，虽然可以使用到CPU部分，但是GPU则完全不能使用了。

Nehalem Core i7处理器缓存结构图

　　Nehalem架构另外一大特点是引入了三级缓存概念。其一级缓存的设计与酷睿微架构相同，而二级缓存缓存则采用超低延迟的设计，不过容量大大降低，每个内核仅有256KB。新加入的三级缓存采用共享式设计。

　　与酷睿i7处理器的三级缓存类似，酷睿i3以及奔腾G6950也采用了共享式三级缓存，不过容量被精简为4MB和3MB。使用三级缓存的好处在于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一级、二级缓存。如果三级缓存没有命中，那么我们需要访问的数据也不在一级缓存或者二级缓存中，此时也不需要侦听所有核心。如果三级缓存中成功，它还可以作为侦听过滤器。

　　Nehalem架构使用了MESIF缓存一致性协议（全称为MESIF cache coherency protocol），在它的三级缓存中的每一个缓存行里，有4bit用作核心确认，以此表明是哪一个核心在它私有的缓存里具有这个行的数据备份。如果某个核心确认位设置位0，则那颗核心就不具有该行的数据备份；如果两个以上核心的确认位都有效，设置为1，那么该缓存行就被确定为未被修改的，任何一个核心的缓存行都不能够进入更改模式；当全部核心确认位都是0时，就不需要对其它内核做侦听，而只有1个位是有效时，则只需要侦听那1颗核心。这种仲裁机制让Nehalem的三级缓存避免了每个核心数据一致性错误，带来更多带宽。

酷睿i3处理器绝杀：Nehalem架构
招术实用性：★★★★★
杀伤力：★★★★★

产品：酷睿i3 530（盒） Intel CPU

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