Haswell

Haswell

Haswell架構是英特爾第四代CPU架構,當然,它和IVB一樣,繼承高端Core i7,中端Core i5/Core i3/Xeon e3和低端奔騰、賽揚市場。Haswell的最高端核芯顯示卡GT3系列 在移動版Core i7使用,而中端的GT2則分配給桌面版的Core i系列處理器,而最低端的奔騰、賽揚搭載GT1。此外,Haswell將會使用LGA1150插座,無法和LGA1155替換。製程方面,Haswell繼續使用IVB的22nm製程。 在Computex 2011展會,intel並沒有披露Haswell的任何具體技術細節,而是將其與新提的“Ultrabook”概念筆記本緊密聯繫在一起,只說超輕薄和超低功耗趨勢。按照Intel的說法,Sandy Bridge將會使得Ultrabook第一次進入主流市場,Ivy Bridge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,Sandy Bridge、Ivy Bridge只是這種進化中的頭兩個基礎性步驟,Haswell將成為“新的最佳化點”,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標準,但是後年的Haswell會將這個數值降低50%以上,達到只有15W。

基本信息

詞意

Haswell Haswell

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,快取架構會全面升級,節能技術也會有很大改進。

不過Intel確實透露了一點,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里同時執行加法和乘法運算,可提高浮點計算速度和數字精確度,改善矢量和標量工作流的執行。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!

產品介紹

Haswell Logo Haswell Logo

首批推出的處理器有Corei7-4770K、Core i7-4770、Corei5-4670K、Corei5-4670 以及 Corei5-4570 等標準電壓版本處理器。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虛擬化技術。各階段CPU核心與IVB和SNB均保持一致,低階i3應該依舊是雙核四執行緒;中階i5均為四核四執行緒,TDP為84W;高階i7均為四核八執行緒,TDP同樣為84W。首批上市的各處理器,均集成HD4600集顯晶片,支持DDR3-1600記憶體。也有訊息稱Haswell處理器配套的8系列晶片組被曝存在USB 3.0設計缺陷,而且無法通過軟體更新修復,但Intel似乎並不害怕這個Bug會影響自身的品牌形象,計畫將於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處理器將在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。

支持的指令集

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

Haswell Haswell

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%、執行單元仍然採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%;

快取架構

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,且採用256Bit Ring Bus片內環形匯流排進行連線!

參數概略

Haswell的核心頻率和外頻和QPI系統匯流排頻率概略: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;

記憶體支援

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;

晶片組支援

都是採用單晶片,具體如下:

桌面入門P85(對應四核心和六核心)-PCI-E 3.0 16X+16X+8X、USB 3.0*6、SATA R3.0*8、RAID;

桌面旗艦X88(對應八核心和十二核心)-PCI-E 3.0 16X+16X+16X+8X、USB 3.0*8、SATA R3.0*12、RAID;

伺服器E5550(對應十六核心)-PCI-E 3.0 16X+16X+8X+4X、USB 3.0*6、SATA R3.0*18、RAID;

CPU針腳數目P85和X88統一,E5550是伺服器版本,對於桌面無所謂!

都支持SLI、Crossfire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的模組化設計和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源至於Pentium P54C,且在執行單元進行了大幅去除冗餘的刪減和專職最佳化,但是在Haswell是行不通的,只能是全部都是完整的Sandy Bridge的第二次進化版本核心,所以Haswell一定在每個核心內部也進行了類模組化設計和類PCU設計,所以在三維時刻就關閉那些相對於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、核芯顯示卡增強,支持DX11.1、OpenCL1.2,最佳化3D性能,支持HDMI、DP、DVI、VGA接口標準;

4、接口改變,使用LGA1150接口,不兼容舊平台。

“Haswell”處理器採用LGA 1150接口,不兼容舊平台(又要換主機板了),支持雙通道DDR3 1600記憶體,熱設計功耗分95W/65W/45W/35W四個檔次;採用22納米工藝製作,集成了完整的電壓調節器,如此一來,主機板的供電設計變得更加簡單。

Haswell Haswell

GPU方面,全新的核芯顯示卡將支持DX11.1與Open CL 1.2、最佳化了3D性能,支持HDMI、DP、DVI、VGA接口標準,可以實現三屏獨立輸出。

5、但是,主流平台產品的頂蓋內由於沿用了IVB時開始的導熱矽脂,而非SNB及之前的釺焊,導致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,在旗艦產品4770K上尤為明顯

性能

Haswell Haswell

Haswell待機時擁有更優秀的功耗控制、核芯顯示卡得到進一步強化;集成了完整的電壓調節器,降低了主機板的供電部分的設計難度;8系主機板採用小型封裝,晶片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將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,屬於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工藝的套用屬於Tick部分,也就是Ivy Bridge系列處理器的推出,而接下來就是基於22nm的新架構Haswell的推出,這個就屬於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。對於功耗的降低,相對於多核心處理器以及移動工作站這類產品而言,將會因此而受益。

性能提升方面,包括有新指令的擴展,比如「AVX(Advanced Vector Extensions) 2」。內部將能夠同時執行8條內部指令(uOPs),實現4倍整數運算(當前為6 uOPs/3整數運算)。並且在提升處理器核心運算性能的同時,還大幅提升了記憶體層次的數據讀取性能。

在功耗方面,Haswell可支持甦醒時間更短的「SOix」模式,同時待機時功耗也只有之前產品的1/20。通過內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,並且可以更快速得進入休眠狀態。並且Haswell將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,全鎮人口只有70人,只有三分之一的人擁有電腦,在Haswell小鎮上有著全美國最小的監獄:長4.3米、寬3.6米——Haswell小鎮算是世界聞名了 。

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Haswell Haswell

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四代與三代主要參數對比

CPU i5-3570K i5-4670K i7-3770K i7-4770K

架構 IvyBridge Haswell IvyBridge Haswell

製程 22nm 22nm 22nm 22nm

接口 LGA1155 LGA1150 LGA1155 LGA1150

核心/執行緒 4/4 4/4 4/8 4/8

默認頻率 3.4-3.8GHz 3.4-3.8GHz 3.5-3.9GHz 3.5-3.9GHz

三級快取 6MB 6MB 8MB 8MB

支持記憶體 DDR3-1600 DDR3-1600 DDR3-1600 DDR3-1600

核芯顯示卡 HD4000 HD4600 HD4000 HD4600

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