英特尔Sandy Bridge技术细节曝光

　　在稍早前的国际固态电路会议（ISSCC）中，英特尔（Intel）透露了32纳米Sandy Bridge处理器的技术细节，包括进一步说明其模块化环互连、如何将快取的操作电压降至，以及导入用于监控互连流量的除错总线。

　　据英特尔位于以色列Haifa设计中心工程师Ernest Knoll在ISSCC上所提出的文件显示，32nm的Sandy Bridge处理器在单颗芯片上整合了4个x86、功耗/性能优化的绘图处理单元（GPU）、DDR3内存和PCI Express控制器。Sandy Bridge在216mm2的芯片面积上整合了11.6亿个晶体管，Knoll说。

　　Sandy Bridge的IA进行了几项改良，在不增加功耗的条件下提高了性能，这些改善包括改良其分支预测算法、微运算码（micro-operation）快取和浮点强化的向量扩展。此外，该组件的CPU和GPU共享相同的8MB三级高速缓存。

　　虽然四片L3快取分别与四个x86相结合，每2MB，但它们完与GPU共享，Knoll说。

　　Sandy Bridge的环互连结构可连接晶上的所有元素，包括微处理器、绘图处理器、L3快取和系统代理。据Knoll介绍，由于环互连是模块化的，因此可以轻易地透过将四芯片“砍”（chopping）成2个和2个快取模块，来转换成双芯片。Sandy Bridge推出的产品可提供双或四版本。

　　“只要简单地将芯片‘砍’成两片，我们就可以得到另一种版本的产品，”Knoll说。

　　英特尔在去年9月的开发者论坛上首次提供了有关Sandy Bridge系列异质处理器的细节。今年一月，英特尔推出首款Sandy Bridge产品，这也是该公司代的Core处理器系列。一月初以来已经有部份芯片出货，英特尔希望今年能有超过500款笔记型和桌面计算机采用该芯片。

　　功耗化

　　该文件指出，由于Sandy Bridge的x86和L3快取共享同一个电源层（power plane），因此，英特尔所面临的挑战，是维持L3快取数据所需的电压可能会限制的操作电压，从而增加系统功耗。而英特尔透过开发数种电路和逻辑设计技术，化了L3快取和芯片上缓存器档案的操作电压，以实现较逻辑更低的水平。

　　“我们的设计目标之一，就是尽可能减少电力消耗。”Knoll说。

　　英特尔所使用的其中一种技术是共享的P通道MOSFET，它削弱了内存单元举升（pull up）组件效应的强度，从而解决了在低电压下的射频写入能力退化问题，Knoll表示，这可透过制程的变化来达成。

　　“有了这样的技术，我们能够为绝大多数的芯片改良操作电压。”Knoll说。

　　该文件显示，多亏采用这些技术，Sandy Bridge的功耗范围涵盖了从高阶桌面计算机用的四组件的95W，一直到可用于移动产品的17W双Sandy Bridge都包含在内。

　　Sandy Bridge还导入了一个除错总线，可用于监控该处理器环形架构中的x86、绘图处理器、快取和系统代理的流量情况。这个总线也称之为通用除错外部连接（GDXC），能让芯片、系统或软件除错器对环形架构的信息流量和协议控制讯号进行采样，并将之驱动到一个外部逻辑分析仪，以回复并分析这些资料。

　　“GDXC对系统和软件除错器来说是极有价值的工具。”Knoll说。

　　Sandy Bridge还包含两个不同类型的温度传感器，以用于监控芯片温度。其中之一是位于每上、基于二极管的热传感器，主要用来比较二极管电压到输出的温度，以提供温度调节信息、灾难性失败讯息，以及风扇调节等功能。第二个是尺寸更小的CMOS热传感器，其温度范围限制较大，但可放置在中的数个不同地方，以提供的热点影像。

　　不久前，英特尔在1月9日开始出货的首款四版本Sandy Bridge芯片中，发现了一个辅助芯片的设计缺陷。该公司立马停止了该辅助芯片的出货，并快速修复了该问题，并。稍后英特尔已恢复出货该芯片给PC供应商。