Haswell:英特爾第四代CPU架構-中文百科頻道

基本介紹

在Computex2011展會，intel并沒有披露Haswell的任何具體技術細節，而是将其與新提的“Ultrabook”概念筆記本緊密聯系在一起，隻說超輕薄和超低功耗趨勢。

按照Intel的說法，SandyBridge會使得Ultrabook第一次進入主流市場，IvyBridge進一步帶來“超級輕薄、超級靈敏、超級安全”，Haswell則會“重新發明筆記本”。

換言之，SandyBridge、IvyBridge隻是這種進化中的頭兩個基礎性步驟，Haswell成為“新的優化點”，使用新架構推動Ultrabook概念的普及。

在筆記本中，35W熱設計功耗是移動處理器的一個标準，但是後年的Haswell會将這個數值降低50%以上，達到隻有15W，更低的層次則交給Atom。

詞意

有關Sandy Bridge的工藝升級版IVY Bridge和架構升級版Haswell(都是22nm)，我們還是第一次聽說它們的名字，具體架構情況就幾乎一無所知了，預計Haswell會普遍使用八核心設計，緩存架構會全面升級，節能技術也會有很大改進。

不過Intel确實透露了一點，那就是Haswell會支持積和熔加運算(Fused Multiply-Add，FMA)，也就是可以在同一條指令裡同時執行加法和乘法運算，可提高浮點計算速度和數字精确度，改善矢量和标量工作流的執行。Intel在2013年第三或第四季度發布的22nm工藝的新架構Haswell微處理器不是異構多核心，而是同構多核心。

産品介紹

首批推出的處理器有Corei7-4770K、Core i7-4770、Corei5-4670K、Corei5-4670 以及 Corei5-4570 等标準電壓版本處理器。低電壓版本則有35W的Core i7-4765T、Core i5-4570T；45W的Core i7-4770T、Core i5-4670T；65W的Core i7-4770S、Core i5-4670S、Core i5-4570S、Core i5-4430S 等三個版本。跟以往一樣，不鎖倍頻版本i7-4770K及i5-4670K均不支持VT-D虛拟化技術。

各階段CPU核心與IVB和SNB均保持一緻，低階i3應該依舊是雙核四線程；中階i5均為四核四線程，TDP為84W；高階i7均為四核八線程，TDP同樣為84W。首批上市的各處理器，均集成HD4600集顯芯片，支持DDR3-1600内存。也有消息稱Haswell處理器配套的8系列芯片組被曝存在USB 3.0設計缺陷，而且無法通過軟件更新修複，但Intel似乎并不害怕這個Bug會影響自身的品牌形象，計劃将于2013年4月正式上市開始批量供貨。

入門級的Pentium系列和市場主流的Corei3處理器将在2013年第三季度推出，高端LGA 2011接口的Ivy Bridge-E已經在2012的Q3發布。

支持指令

支持MMX、SSE、SSE2、SSE3、Super-SSE3、SSE4.1、SSE4.2、EM64T、AES、AVX、AVX2、FMA多媒體指令集。

核心架構

支持SMT、支持Turbo Boost Technology；支持LARni-512Bit矢量計算(同Larrabee)、仍然是壹複雜三精簡的解碼單元、但是作出了革命性的設計，解碼效率較Sandy Bridge提升大概33%到50%、執行單元仍然采用三組執行三組加速的六組，在AVX的基礎上增加了FMA和LARni-512Bit，此六組已非彼六組且效率較Sandy Bridge提升大概33%到50%；

緩存架構

L1-D仍然為32K-8way-4Cycle、L1-I提升為64K-8way-3Cycle；L2提升為512K-8way-9Cycle、L3每核心平均3M，無論任何階層都是24Way－25Cycle，且采用256Bit Ring Bus片内環形總線進行連接！

參數概略

Haswell的核心頻率和外頻和QPI系統總線頻率概略：外頻都是200MHz的情況下四核心－3.60^4.40~4.60^5.40－6.4GT/S；六核心－3.40^4.20~4.40^5.20－6.4GT/S；八核心和十二核心－3.20^4.00~4.0^4.80－8.0GT/S；十六核心－2.80^3.80~3.80^4.60－8.0GT/S；

内存支援

四核心和六核心是雙通道DDRIV-3200、八核心和十二核心是三通道DDRIV-2666、十六核心是四通道DDRIV-2133；

芯片組支援

都是采用單芯片，

桌面入門P85(對應四核心和六核心)－PCI-E3.016X+16X+8X、USB3.0*6、SATAR3.0*8、RAID；

桌面旗艦X88(對應八核心和十二核心)－PCI-E3.016X+16X+16X+8X、USB3.0*8、SATAR3.0*12、RAID；

服務器E5550(對應十六核心)－PCI-E3.016X+16X+8X+4X、USB3.0*6、SATAR3.0*18、RAID；

CPU針腳數目P85和X88統一，E5550是服務器版本，對于桌面無所謂；

都支持SLI、Coressfire和Intel自己的Larrabee互聯。

工作模式

桌面時刻使用常規模式，三維時刻使用四分之一、六分之二、八分之二、十二分之二和十六分之二來作為CPU功能，其他都進入Larrabee模式。

具體工作機制可以參考Nehalem的模塊化設計和PCU(電源控制單元)設計，也就是桌面時刻其中壹個核心劃分為顯示功能單元，其他的作為高清解碼單元和常規處理單元；而三維時刻就是其中壹個或兩個負責三維時刻CPU的角色，其他的都是負責三維時刻GPU的角色。

因為Larrabee源至于PentiumP54C，且在執行單元進行了大幅去除冗餘的删減和專職優化，但是在Haswell是行不通的，隻能是全部都是完整的SandyBridge的第二次進化版本核心，所以Haswell一定在每個核心内部也進行了類模塊化設計和類PCU設計，所以在三維時刻就關閉那些相對于三維而言冗餘的機構而在桌面時刻就開啟。

特性

1、新架構，同頻性能比SNB、IVB更強一點點，而且集成了完整的電壓調節器；

2、新的指令集，Haswell添加了新的AVX指令集，改善AES-NI的性能；

3、核芯顯卡增強，支持DX11.1、OpenCL1.2，優化3D性能，支持HDMI、DP、DVI、VGA接口标準；

4、接口改變，使用LGA1150接口，不兼容舊平台。

“Haswell”處理器采用LGA 1150接口，不兼容舊平台（又要換主闆了），支持雙通道DDR3 1600内存，熱設計功耗分95W/65W/45W/35W四個檔次；采用22納米工藝制作，集成了完整的電壓調節器，如此一來，主闆的供電設計變得更加簡單。

GPU方面，全新的核芯顯卡将支持DX11.1與Open CL 1.2、優化了3D性能，支持HDMI、DP、DVI、VGA接口标準，可以實現三屏獨立輸出。

5、但是，主流平台産品的頂蓋内由于沿用了IVB時開始的導熱矽脂，而非SNB及之前的釺焊，導緻其超頻潛力非常糟糕，連之前的IVB都不如。超頻後發熱量也極大，在旗艦産品5960X上尤為明顯

性能

Haswell待機時擁有更優秀的功耗控制、核芯顯卡得到進一步強化；集成了完整的電壓調節器，降低了主闆的供電部分的設計難度；8系主闆采用小型封裝，芯片TDP更低；由此看來，Haswell可以在超極本平台上一展拳腳，這也是Intel将策略中心往筆記本市場、移動領域傾斜的體現。

賣點

Haswell在Intel執行的「(Tick Tock)」戰略中，屬于Tock部分。簡單得說Intel每隔兩年推出新的工藝(Tick部分)，再隔兩年再對架構進行更新(Tock部分)。之前的22nm工藝的應用屬于Tick部分，也就是Ivy Bridge系列處理器的推出，而接下來就是基于22nm的新架構Haswell的推出，這個就屬于Tock部分。

Haswell最大的賣點就是在大幅度提升性能的同時，也實現了功耗的進一步降低。一般來說功耗與性能是一個矛盾體，但是Intel想方設法實現了二者的統一。對于功耗的降低，相對于多核心處理器以及移動工作站這類産品而言，将會因此而受益。

性能提升方面，包括有新指令的擴展，比如「AVX(Advanced Vector Extensions)2」。内部将能夠同時執行8條内部指令(uOPs)，實現4倍整數運算(當前為6 uOPs/3整數運算)。并且在提升處理器核心運算性能的同時，還大幅提升了内存層次的數據讀取性能。

在功耗方面，Haswell可支持蘇醒時間更短的「SOix」模式，同時待機時功耗也隻有之前産品的1/20。通過内部各單位功耗的獨立控制，可以實現更加精細的電壓和頻率控制。同時我們認為Haswell可支持平台層次的待機控制，并且可以更快速得進入休眠狀态。并且Haswell将TDP(Thermal Design Power)數據降至了新低，可以達到10W以下。

P.S：Haswell是美國科羅拉多州的一個小鎮，全鎮人口隻有70人，隻有三分之一的人擁有電腦，在Haswell小鎮上有着全美國最小的監獄：長4.3米、寬3.6米——Haswell小鎮算是世界聞名了

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