AMD“推土机”是代号Bulldozer(推土机)的全新架构,“推土机”架构最早是在2007年年中提出的,当时计划采用45nm工艺,2009年上半年发布,竞争Intel Nehalem,不过可能是因为45nm K10 Phenom系列进展不顺,新架构被推迟了。在AMD的发展规划中在2009-2010年间都是45nm Phenom打天下,32nm工艺产品要到2011年才会发布,也就是“推土机”架构。
“推土机”是AMD彻底重新设计的核心,将成为AMD下一代高性能处理器技术,用于客户端和服务器领域,相比于Opteron 6100系列会增加33%的核心、大约50%的性能。
作为崭新一代的处理器构架,AMD“推土机”将采用32nm SOI工艺,这让“推土机”相比“Magny-Cours”皓龙处理器可以在不增加功耗的前提下增加33%的核心数量、增加50%的吞吐量。
与AMD之前所有处理器都有所不同的是,“推土机”采用了“模块化”的设计,每个“模块”包含两个处理器核心,这有些像一个启用了SMT的单核处理器。每个核心具有各自的整数调度器和四个专有的管线,两个核心共享一个浮点调度器和两个128位FMAC乘法累加器。
推土机家族的桌面版本“赞比西河”(Zambezi)将分为三个子系列,分别是八核心的FX-8000、六核心的FX-6000、四核心的FX-4000。首发型号四款,包括两款八核心、一款六核心和一款四核心;到年底的时候还会追加另外四款,主要是速度上的提升。
赞比西河都采用GlobalFoundries 32nm SOI工艺制造,Socket AM3+封装接口,首批四款都支持Turbo Core动态加速,而且全部属于Black Edition黑盒版,开放超频,内存支持均为双通道DDR3,频率最高达到了1866MHz。
高端版本“FX-8130P”为四模块八核心,二级缓存8MB(每模块2MB),三级缓存最大8MB,热设计功耗125W;之下是同样八核心的“FX-8110”,应该是频率略有降低,热设计功耗也降至95W,其他相同。
六核心是“FX-6110”,三模块,二级缓存相应地减至6MB,四核心则是“FX-4110”,双模块,二级缓存4MB,热设计功耗都是95W。
型号 | FX-8130P | FX-8110 | FX-6110 | FX-4110 |
核心 | 8 | 8 | 6 | 4 |
二级缓存 | 8MB | 8MB | 6MB | 4MB |
三级缓存 | 最大8MB | 最大8MB | 最大8MB | 最大8MB |
热设计功耗 | 125W | 95W | 95W | 95W |
DDR3内存频率 | 1866MHz | 1866MHz | 1866MHz | 1866MHz |
黑盒版 | 是 | 是 | 是 | 是 |
Turbo Core加速 | 支持 | 支持 | 支持 | 支持 |
封装接口 | AM3+ | AM3+ | AM3+ | AM3+ |
制造工艺 | 32nm SOI | 32nm SOI | 32nm SOI | 32nm SOI |
型号 | FX-8130P | FX-8110 | FX-6110 | FX-4110 |
核心 | 8 | 8 | 6 | 4 |
二级缓存 | 8MB | 8MB | 6MB | 4MB |
三级缓存 | 最大8MB | 最大8MB | 最大8MB | 最大8MB |
热设计功耗 | 125W | 95W | 95W | 95W |
DDR3内存频率 | 1866MHz | 1866MHz | 1866MHz | 1866MHz |
黑盒版 | 是 | 是 | 是 | 是 |
Turbo Core加速 | 支持 | 支持 | 支持 | 支持 |
封装接口 | AM3+ | AM3+ | AM3+ | AM3+ |
制造工艺 | 32nm SOI | 32nm SOI | 32nm SOI | 32nm SOI |
Bulldozer(推土机)架构中的另一个新元素就是采用了基于集群的多线程技术。Bulldozer的内核模块是一个可以同时运行两个线程的处理组件,两个内核可以执行两个完全不会相互干扰的线程,有点类似于Intel的双核处理器的超线程奇数。
多簇式多线程技术
尽管双核、多线程和Bulldozer在线程并行执行方面是相同的,但是内核的分区却截然不同。多线程就是在一个单个的处理核心内同时运行多个工作线程的技术,和CMP芯片多处理器技术不同,后者是通过集成多个处理内核的方式让系统的处理能力提升,市场上主流的多核处理器都是用了CMP技术,而像Pentium 4、Core i7这样的处理器带的“超线程技术”则属于多线程奇数,而Bulldozer是基于集群化多线程架构,Cluster-Based Multi-threading:CMT,也称多簇式多线程技术。
设计集群化
在Intel的超线程方案中,采用的是复制处理器架构状态的方法来实现超线程,核心内部并没有增设一套额外的硬件执行单元来处理多线程,只是增加了处理器中存储线程有关数据的单元数量,病在硬件执行单元空闲时将这些数据送往其中处理,一边增加处理器执行单元的利用率。这种设计有一定的缺点,比如它只使用了一个指令窗口来负责两个线程的调度、执行和引退,效率并不高。这就像是生产线只有一名管理调度人员,一个人很难同时处理两个任务,这样有时候便会出现生产线故障,而处理器在碰到这种情况时性能泽辉出现明显的下降。
相对于传统超线程或双核技术,Bulldozer这种设计集群化架构的理念是让双核模块在多线程运算中更高效。Bulldozer每一个模块中加入了额外的执行单元,每一个模块都具备可以将一个大任务细分为多个并行任务的能力,这些生产线可以按需要任意整合,不会对整个装配线的效能造成影响。因此CMT技术的效能要高于传统的多线程方案。根据AMD介绍,单个“推土机模块”可以达到80%左右的多线程性能提升,而且所用的晶体管数目似乎并不比Intel的超线程奇数更多,这是一个相当鼓舞人心的成就。