2009-08-20
32nm + GPU Inside
全港首試Intel Core i3處理器
文: John Lam / 評測中心


x86 處理器微架構發展進入全新里程,基於全新 32nm 制程的 Intel Westmere 處理器家族,代號為「 Clarkdale 」的入門至主流級雙核心產品,將進一步集成 3D 繪圖核心,曾經佔整體 PC 市場 7 成份額的 IGP 晶片組將會成為歷史。雖然 Intel 32nm 制程 Westmere 處理器要到明年第一季才會上市,但 HKEPC 又怎會讓讀者們失望,因此搶先找來全港首顆 Intel Core i3 處理器及 H55 主機板工程樣本,與上代 Intel IGP 平台作對比測試。



內建 3D 繪圖核心    全新 32nm Clarkdale 雙核心處理器


Westmere

 

具備改良微架構及全新制程,代號為「 Westmere 」的 32nm 處理器將於 2009 年第四季末量產,基本上,其微架構設計沿自「 Nehalem 」處理器,僅加入了 7 條全新的指令,因此在相同時脈下, 45nm Nehalem 處理器與 32nm Westmere 處理器並沒有明顯的效能提升,但別忘記「 Westmere 」處理器是「 Tick-Tock 」矽與微架構發展戰略的「 Tick 」,其重點並不在於微架構改良上,而是全新制程所帶來的生產效益。
 
「 Westmere 」處理器採用第二代 high-k 配搭金屬閘極電晶體,代號為 P1268 的 32 nm 制程,採用 193 浸沒式微影技術 (immersion lithography) 於重要的金屬層,並配搭 193 奈米或 248 奈米乾式微影技術 (dry lithography) 於非重要的金屬層,處理器採用 9 層 Copper layers 及 low-k 內部連結層 (interconnect layers) ,並採用無鉛和無鹵素封裝,而晶片尺寸約為 45nm 產品 的 70% 。
 
據 Intel 總裁暨執行長 Paul Otellini 指出,全新 32nm 不僅有效降低所需功耗,同時亦能提升核心時脈,強化運算效能,而且亦縮小處理器核心面積,令處理器能內建更多的運算核心或內建繪圖核心、 PCI-E 接口及記憶體控制器,晶片組簡化為單晶片,可進一步縮小 PC 體積,可切換繪圖支援功能,能在內建繪圖核心及獨立繪圖卡之間作出實時切換,達至節能省電效果。
 
根據 Intel 處理器最新規劃, 32nm 「 Westmere 」處理器將於 2009 年第四季正式量產,核心代號為 Clarkdale 的 32 nm 入門至主流級雙核心 DT 處理器,將內建 3D 繪圖核心,並於 2010 年第一季初出貨,緊接著 2010 年第二季中推出代號為 Gulftown 的 32nm 高階六核心 DT 處理器, 2010 年第四季再推出全新微架構的 32 nm 處理器,代號為「 Sandy Bridge 」,延續「 Tick-Tock 」矽與微架構發展戰略。
 
上星期 HKEPC 編輯部找來全港首顆 Gulftown 六核心處理器,並介紹了 Intel 32nm Westmere 處理器的微架構主要改良,本篇文章則著重於全新「 Clarkdale 」雙核心的繪圖架構設計,讀者想了解更多 32nm Westmere 微架構改良部份,可參考 <<32nm Westmere 六核心   全港首試 Intel 「 Gulftown 」處理器>> 一文。

 

模組化設計   加快研發時程

 

Nehalem Modularity

 

雖然「 Intel Clarkdale 處理器內建繪圖核心」這句話並無不妥, 但事實上,其繪圖核心並非內嵌於 x86 運算核心之中,而是 x86 核心與繪圖核心採用 Multi-Chip Package 封裝在一起,其中僅有 x86 核心採用 32nm 制程,繪圖核心則採用 45nm 制程。
 
在設計 Nehalem 微架構時, Intel 已加入具擴充性 Building Block 模組化設計,可以輕鬆地提供專門針對各個伺服器、桌面電腦 和行動電腦市場進行優化的架構版本,如此一來, Intel 便可在不需作出改動下,推出涵蓋各種價位、性能和效能表現的處理器產品,透過改動處理器核心、 Cache 記憶體、內建繪圖核心、系統記憶體控制及 Quick Path Interconnect 的規格組合,以迎合不同市場需求。
 
Westmere 處理器基於 Nehalem 微架構作出改良,因此同樣具備 Building Block 模組化設計, Intel Clarkdale 處理器的 x86 運算核心共有兩組處理器核心, 4MB L3 Cache 記憶體,但卻抽走記憶體控制器及 PCI-E 控制器,並利用 QPI 通訊協定連接繪圖核心。

繪圖核心內建記憶體控制器及 PCI-E 控制器,其實說穿了,就是 Clarkdale 處理器純地把 IGP 北橋晶片直接封裝在處理器內。
 
然而,為何 Clarkdale 處理器不將繪圖核心直接內嵌於 x86 運算核心之中?據 Intel 總裁暨執行長 Paul Otellini 先前公開表示,負責處理核心與繪圖核心的團隊是分開研發,此作法不僅能加快上市時程,且令「 Tick-Tock 」矽與微架構發展戰略更具彈性。

Paul 也進一步舉例說明,原定 2010 年第一季初推出的是 45nm 制程 Havendale 處理器, x86 處理核心與繪圖核心均為 45nm 制程,但由於 32nm 制程 Westmere 核心比預期提早成熟,因此 Intel 把 45nm 制程的 Havendale 取消,直接更新處理核心至 32nm Westmere ,但卻保留 45nm 制程的繪圖核心,令 Clarkdale 能提前上市。
 
未來,處理核心與繪圖核心的研發團隊仍會分開研發,當全新繪圖核心完成研發, Intel 可推出新的繪圖晶片取代舊有晶片,並配合現有的 x86 處理器一同封裝,立即應市,令 Intel 的產品技術升級更具彈性,發揮 Building Block 模組化設計的優勢。

 

Clarkdale
Intel 數位企業事業群營運副總裁暨總監 Steve Smith 手持 Clarkdale 實物

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