Hyper-Threading 技術重生 !!

Hyper-Threading 技術重生，曾被應用於部份 Pentium 及 Itanium 處理器上，該技術可在 1 個執行內核中同時處理 2 條線程，而今代 Nehalem 透過 4-Wide 執行引擎，多核處理器中的同步多線程能力可將同時運行於所有內核的整體線程的潛在數量提高 1 倍，也就是說， 1 款四核處理器可同時執行 8 條線程。

其實 Hyper-Threading 技術擁有最高的功耗效能比，加入 Hyper-Threading 所增加的電晶體數目及功耗並不多，但卻相比增加一顆完整的核心更具性價比，加上 Nehalem 微架構擁有高頻寬及高容量 Cache 優勢，更能充分地發揮 Hyper-Threading 的功效。

根據 Intel 所提供的數據指出， Hyper-Threading 出色的能耗表現顯著提升了處理器的性能，處理器只需消耗極低的電量，便可將應用性能提升 20 ~ 30% ，在能源日漸短絀的今日， Hyper-Threading 提供了高效能又節能的處理器表現。

不過，據 HKEPC 測試所得，並非所有軟件均可受惠於 Hyper-Threading 技術，有少部份甚至會出現負增長的情況，尤其是遊戲應用，很可能會出現 2 ~ 5% 的負增長，不過在絕大部份的應用軟件下， Hyper-Threading 的增益則是十分明顯。

全新的 L3 Smart Cache 架構

Intel Nehalem 微架構採用 L3 Smart Cache 設計，主要設計目的是提升處理器核心數目的升級彈性，並進一步減低 Cache 讀取的延遲值，尤其是在多核心設計下如何令 Cache 資料讀取更具效率，成為 Intel 工程師的首要考量。

Intel Nehalem 微架構的 L1 Cache 設計與上代 Core 微架構相約，同樣採用 32KB 的 Instruction Cache 及 32KB 的 8-Way Data Cache ，但支援同時間更多的 L1 錯失。

取消了 L2 Shared Cache 設計，變成每個核心各自擁有獨立的 256KB 8-Way L2 Cache ，相比採用大容量的 Share Cache ， Nehalem 的 L2 的容量減少，因此擁有超低讀取延遲值，約為 10 cycles 。

由於以往核心僅擁有自己的 L1 Cache ，容量太少，很多時候需要使用到 L2 Shared Cache ，但以往 L2 Shared Cache 的延遲值又太高， 256KB 獨立 L2 Cache 正好取得適當的平衡。

Shared Cache 設計由新增的 L3 Cache 取代，作用同樣是讓各核心共同分享資料的橋樑，相比 AMD 所採用的 Exclusive 機制， Intel 仍沿用 Inclusive 機制反而更有利於多核心架構，由於各核心的 L1 、 L2 Cache 資料必然會在 L3 Cache 中出現，如果未在 L3 Shared Cache 中找到有關資料，則說明該資料不在處理器內，處理器就無需搜索或探聽其他核心的 Cache 內容，直接讀取系統記憶體，大大減低不必要的延誤。

值得注意的是， Nehalem 微架構支援 Snoop Filter 功能，當某一顆 L3 Cache 中找到另一顆核心的 L1 及 L2 資料時， Nehalem 微架構可從另一顆核心的 L1 及 L2 Cache 中直接讀取，而不需等待緩慢的 L3 Cache 中資源回傳。

為了提高 Snoop Filter 的準確性， Intel 加入了 Core valid Bits 機制，為每顆核心的 Cache line 作出標記，以提升存取效率及資料準確性。

此外， Nehalem 的 L3 Shared Cache 是採用模組化設計， Bloomfield 四核心處理擁有 8MB 容量 16-Ways 設計，而未來 Intel 可依照需要，很容易就能提升 L3 Cache 的容量，以配合更多的核心數目。