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AMD「推土機」,作為嶄新一代的處理器構架,AMD推土機是計算機最新的處理器。將採用32nm SOI工藝,這讓「推土機」相比「Magny-Cours」皓龍處理器可以在不增加功耗的前提下增加33%的核心數量、增加50%的吞吐量。讓其性能有了大幅度的提高。其cpu擁有更多的主力核心。 amd又一巨作。

1 amd推土機 -簡介

amd推土機「推土機」處理器

AMD「推土機」是代號bulldozer(推土機)的全新架構,「推土機」架構最早是在2007年年中提出的,當  「推土機」處理器
時計劃採用45nm工藝,2009年上半年發布,競爭Intel Nehalem,不過可能是因為45nm K10 Phenom系列進展不順,新架構被推遲了。在AMD的發展規劃中在2009-2010年間都是45nm Phenom打天下,32nm工藝產品要到2011年才會發布,也就是「推土機」架構。   「推土機」是AMD徹底重新設計的核心,將成為AMD下一代高性能處理器技術,用於客戶端和伺服器領域,相比於Opteron 6100系列會增加33%的核心、大約50%的性能。   作為嶄新一代的處理器構架,AMD「推土機」將採用32nm SOI工藝,這讓「推土機」相比「Magny-Cours」皓龍處理器可以在不增加功耗的前提下增加33%的核心數量、增加50%的吞吐量。   與AMD之前所有處理器都有所不同的是,「推土機」採用了「模塊化」的設計,每個「模塊」包含兩個處理器核心,這有些像一個啟用了SMT的單核處理器。每個核心具有各自的整數調度器和四個專有的管線,兩個核心共享一個浮點調度器和兩個128位FMAC乘法累加器。

2 amd推土機 -型號規格

桌面版本 
amd推土機型號規格

推土機家族的桌面版本「贊比西河」(Zambezi)將分為三個子系列,分別是八核心的FX-8000、六核心的FX-6000、四核心的FX-4000。首發型號四款,包括兩款八核心、一款六核心和一款四核心;到年底的時候還會追加另外四款,主要是速度上的提升。   贊比西河都採用GLOBALFOUNDRIES 32nm SOI工藝製造,Socket AM3+封裝介面,首批四款都支持Turbo Core動態加速,而且全部屬於Black Edition黑盒版,開放超頻,內存支持均為雙通道DDR3,頻率最高達到了1866MHz。
   

高端版本 高端版本「FX-8130P」為四模塊八核心,二級緩存8MB(每模塊2MB),三級緩存最大8MB,熱設計功耗125W;之下是同樣八核心的「FX-8110」,應該是頻率略有降低,熱設計功耗也降至95W,其他相同。   六核心是「FX-6110」,三模塊,二級緩存相應地減至6MB,四核心則是「FX-4110」,雙模塊,二級緩存4MB,熱設計功耗都是95W。

3 amd推土機 -推土機架構

Bulldozer(推土機)架構中的另一個新元素就是採用了基於集群的多線程技術。Bulldozer的內核模塊是一個可以同時運行兩個線程的處理組件,兩個內核可以執行兩個完全不會相互干擾的線程,有點類似於Intel的雙核處理器的超線程奇數。

多簇式多線程技術

儘管雙核、多線程和Bulldozer在線程并行執行方面是相同的,但是內核的分區卻截然不同。多線程就是在一個單個的處理核心內同時運行多個工作線程的技術,和CMP晶元多處理器技術不同,後者是通過集成多個處理內核的方式讓系統的處理能力提升,現在主流的多喝處理器都是用了CMP技術,而像Pentium 4、Core i7這樣的處理器帶的「超線程技術」則屬於多線程奇數,而Bulldozer是基於集群化多線程架構,Cluster-Based Multi-threading:CMT,也稱多簇式多線程技術。

設計集群化

在Intel的超線程方案中,採用的是複製處理器架構狀態的方法來實現超線程,核心內部並沒有增設一套額外的硬體執行單元來處理多線程,只是增加了處理器中存儲線程有關數據的單元數量,病在硬體執行單元空閑時將這些數據送往其中處理,一邊增加處理器執行單元的利用率。這種設計有一定的缺點,比如它只使用了一個指令窗口來負責兩個線程的調度、執行和引退,效率並不高。這就像是生產線只有一名管理調度人員,一個人很難同時處理兩個任務,這樣有時候便會出現生產線故障,而處理器在碰到這種情況時性能澤輝出現明顯的下降。   相對於傳統超線程或雙核技術,Bulldozer這種設計集群化架構的理念是讓雙核模塊在多線程運算中更高效。Bulldozer每一個模塊中加入了額外的執行單元,每一個模塊都具備可以將一個大任務細分為多個并行任務的能力,這些生產線可以按需要任意整合,不會對整個裝配線的效能造成影響。因此CMT技術的效能要高於傳統的多線程方案。根據AMD介紹,單個「推土機模塊」可以達到80%左右的多線程性能提升,而且所用的晶體管數目似乎並不比Intel的超線程奇數更多,這是一個相當鼓舞人心的成就。

4 amd推土機 -新工藝及新技術

Turbo Core全核心加速技術


  Turbo Core技術主要是指對於一些沒有完全消耗到最大程度的工作負載,去加快時鐘速度。在多種不同工作負載上,使用了Turbo Core可以最大增加500兆赫茲的性能。最重要的一點,Turbo Core加速指的是所有核的加速,和有些核加速技術明顯不同,以往的核加速技術可能需要關閉一些核,只對部分核進行加速。採用Turbo Core技術,最多可以使所有核增速500兆赫茲,如果再關閉一些核運轉的情況下,加速將會超過500兆赫茲。同時我們還對內存控制器進行了進一步優化,從而提高內存的吞吐量。   除了每個核心獨享4個整數計算管線,在浮點運算上,「推土機」採用了「FlexFP」技術,兩個核心共享一個浮點調度器和兩個128位FMAC乘法累加器,可以進行組合,每個時鐘周期可以完成兩次64位雙精度計算或4次32位單精度計算。如果一個核心沒有進行浮點運算,那麼另一個核心可以佔用這兩個128位的FMAC,在一個時鐘周期完成4次雙精度運算或8次單精度計算,AMD將其命名為 AVX模式。這種技術保證了「推土機」的浮點運算能力,在高性能計算中並不會因為「共享」而犧牲性能。

新介面和新工藝

推土機處理器將採用Socket AM3+介面,941個針腳,不同於目前938個針腳的Socket AM3介面,其好處是可以支持DDR3-1866內存和高級節能技術,而且AM3+將是AM3+將是AMD的最後一代針腳柵格陣列(PGA)封裝,之後將改用觸點柵格陣列(LGA),等到Fusion融合處理器降臨的時候就會使用LGA AF1新介面,觸點多達1591個,支持DisplayPort 1.2標準、PCI-E 3.0規範(32條通道)、四通道內存。

加強型內存控制器
8年前AMD首家推出集成內存控制器,根據AMD在這一領域的經驗和非常好的技術,又在這一代產品中全面提升了內存控制器的性能。首先對內存控制器在效率方面進行了針對性的重新設計和完善,因此實現30%的內存性能提升。在提升30%性能基礎上,讓內存支持1600MHz頻率,可以獲得額外20%的性能。兩項加起來,可以實現內存控制器50%吞吐量提升

同時支持AVX指令和SSE指令
FLEX FP是AMD至今為止最有創新意義的浮點計算技術,每一個模塊都有一個FLEX FP進行浮點運算。如果使用傳統128位編碼,意味著每個核會有單獨的浮點運算單元。與友商相比,如果在128位編碼前提下,AMD所執行的數量多一倍。如果是256位AVX編碼,Bulldozer可以把兩個浮點運算單元放在一起執行。所以在256位編碼執行模式下,與友商比較,執行的數量是一樣的。但是Bulldozer有一個非常大的優勢,就是可以同時執行256位AVX指令和SSE指令。而友商就不能做到這點,他們只能在AVX或SSE中選擇其一,這樣的優勢能夠讓Bulldozer在高性能計算、媒體編解碼以及在一些技術型運算方面有更高的性能。


更先進的電源管理技術


每個模塊內第二個整數核心所需要的電路只佔總核心面積的12%,從晶元級別上講這隻會給整個內核增加5%的電路。更多的核心、更少的空間,這顯然有利於提高單位功耗、單位成本的性能。   能耗大小是由被通電時鐘數量決定的,它取決於執行一個普通指令(運算)需要讓多少晶體管處於通電狀態。在最大時鐘供電的百分比下,正常應用狀態和閑置狀態下,Bulldozer都具有非常好的能耗表現。同時在各能耗單位上進行了優化,可以在各種單位下進行電源關閉。高性能運算能耗之所以高,主要是由於浮點運算,而一般應用運算主要是在執行單元消耗得最高。同時還有閑置狀態下,AMD的技術可以做到對於那些完全用不著的核,把電源完全關閉。去年AMD產品有一個大轉型,AMD推出了新插槽,2011年推出的推土機可以使用2010年的插槽。而友商為推出新平台,同時推出了新插槽,這也使得AMD更佔優勢。

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