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Haswell四大看点 最值得关注新品揭秘

作者: 来源:中关村在线 时间:2013-05-27 08:34:55
关键字: 英特尔 处理器 Haswell

eDRAM缓存提升性能

    Haswell看点之二:eDRAM三级缓存的加入使得新架构性能得以提升。

    计算机系统一般都采用多级存储器结构,由于上下两级存储器的速度可以相差1~2个数量级或者更高,因此,上一级和下一级存储器的数据交换常常成为系统瓶颈,大大降 低了系统的性能。为了解决这个问题,通常采用的办法是在两级存储器之间增加一个高速缓冲存储器Cache,CPU中采用L1、L2缓存设计就是这个原理。

    过去Cache都是由静态RAM组成,规模庞大且成本高昂限制其发展。eDRAM技术的出现使得情况有所改善。传统嵌入式SRAM(Static RAM,静态随机存取存储器)的应用已经相当悠久,对于处理器来说,由于在存取指令时,必须与缓慢的主存储器进行沟通,处理器内部的暂存器速度虽然很快,但是处理器的前端总线有一定的限制,特别是局限于前端总线的数据传输位宽,势必无法与主存储器进行及时的资料处理与交换。

    以Intel的处理器为例,由于其前端总线的效能不是很高,而且存取限制特别多,因此 Intel处理器往往都会配备大容量的二级快速存储器(L2 Cache),并配合相关的指令或资料Prefetch(预取)机制,让这些二级快取存储器作为处理器与主存储器之间的缓冲区,可以有效提升系统的整体性能。

    将SRAM换成eDRAM能给芯片带来什么样的好处? 由于eDRAM是采用整合于芯片内部的设计,因此芯片在研发初期就可以采用位宽更大的总线,不需要改变芯片封装后的针脚数或者PCB的布线规模。在性能表现方面,以256bit宽度总线设计的嵌入式存储器来看,频率只要达到500MHz,即可实现128Gbps的带宽。在eDRAM中载入SRAM部分的数据可以在15ns(纳秒)内被处理器访问到,如果数据不在SRAM中,它可以在35ns内从eDRAM的DRAM部分访问到,效率要比目前的静态RAM设计高出不少。

    另一方面,因为eDRAM整个I/O(输入/输出)功能在芯片内部的电路、栅极阶段就已经完成,所以不需要另外耗费电力来驱动外部装置,比起传统的静态RAM设计的方式,该芯片拥有更省电、更易提升频率的优点。不过对于eDRAM来说,其成本控制的关键在于制程的精密度,厂商拥有的制程越先进,越容易从eDRAM的生产中得到好处。

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