Sandy Bridge流畅视觉 触手可及

“Tock”年的智能新架构---CPU+GPU真正物理融合

按照英特尔的“钟摆”战略， 2011年将是新架构推出的“Tock”年，届时第二代Intel Core处理器Sandy Bridge即将与消费者见面。除了处理器，配套的芯片组、主板、散热器等也会一并更新，其中芯片组是6系列，桌面产品上主要有P67、H67、H61等型号。

虽然2010年初发布的酷睿i系列也自带了图形核心，但是其图形核心与CPU是双内核合一封装，即 32nm CPU + 45nm GPU。　Sandy Bridge作为英特尔最新一代的处理器微架构，相对于Nehalem/Westmere晶体管变化的规模，绝对是一次革命性的进步，因为它在业界首次实现了将主流性能的GPU（显示核心）融入了处理器芯片。

Sandy Bridge引入了循环流检测器的逻辑块以及增加了一个微指令缓存，用于临时存放指令解码后的微指令。与此同时我们不难发现，处理器越来越注重节能，在节约大量能耗的同时，处理器的性能相比现在产品反而提升10-30%。不过，真正让人激动的是，“把主流GPU性能融入CPU中”——这绝不只是简单的“吞并”，GPU已成为CPU不可缺少的一部分。在重新定义了新一代的智能CPU的同时，性能仍空前强大，这对中低端独立显卡来说绝对是一个噩耗。

智能升级 流畅视觉更惊艳

 目前大家耳熟能详的Core i5、Core i7都支持英特尔睿频加速技术（Turbo Boost），而Sandy Bridge的GPU有自己的电源岛和时钟域，同时也支持新一代的Turbo Boost 2.0技术，可以独立加速或降频。这种按需变化频率的最大好处是更加有效地智能调配处理器计算资源，需要性能的时候加速，在任务量小的时候减速，为用户节省大量能耗，并且显著降低发热量，是电脑更加稳定和静音。

Sandy Bridge的GPU与一般的集成显示核心还有一个非常大的不同点，那就是其显示核心可以共享处理器的三级高速缓存，甚至可以控制使用多大容量的高速缓存。而其他集成显示核心则只能将图形数据放在系统内存当中，要知道内存的速度相比三级高速缓存可就慢太多了，并且要更“遥远”一些，单是路程的时间就大大制约了其性能。如此说来，将图形数据放在高速缓存里对提升性能、降低功耗都有事半功倍的效果。

Sandy Bridge的GPU全面使用硬件实现的固定图形函数，图形功能特性和硬件单元相对应，这样的好处是性能、功耗、核心面积都大大优化。而其性能提升的重点在于可编程硬件的广泛使用，也就是我们被称为EU的东西，包含着色器、核心、执行单元等，可以从多个线程双发射时取指令。

在此前的图形架构中，寄存器堆都是即时重新分配，如果其中某一个线程的需求量降低，节省的部分会分配给其他线程，这样做最大的好处是节省了核心面积，但是，在一些情况下却有发生线程没有寄存器可用的尴尬，大大降低其性能。其他集成显示核心每线程平均64个寄存器，到了Westmere HD Graphics提高到平均80个，Sandy Bridge则每个线程固定为120个，如此说来，性能的大幅度提升就成了必然结果。

内部ISA（指令系统架构）映射和DX10 API指令几乎一一对应，架构很像CISC，结果就是有效扩大了EU的宽度，IPC（每个时钟执行的指令数）也显著提升。并且，抽象数学运算也由EU内的硬件负责，性能得到同步提升。据英特尔表示，正弦(sine)、余弦(cosine)操作的速度比现在的HD Graphics提升了几个数量级。所有这些改进加起来，Sandy Bridge里每个EU的指令吞吐量都比现在的HD 显示核心增加了一倍。

当然，Sandy Bridge的GPU分为各个档次，定位高端或者低端。通过EU分成两个版本，拥有12个或者6个EU。但是，即便拥有6个EU，得益于每个EU吞吐量翻番、运行频率更高、共享三级高速缓存等特点，其性能也令人相当满意。更何况拥有12个EU的性能更可以直接威胁到独立中端显卡市场。

GPU提升3D显示性能以及画面质量只能占其一半的作用，那么另一半的作用就是高清视频播放和编辑能力。Sandy Bridge中融合的GPU有一个媒体处理器，专门负责视频解码、编码，并且新的硬件加速解码引擎中，整个视频管线都通过固定图形单元进行解码，这样做最大的好处就是在播放视频的时候功耗可以降低一半。

全新的视频编码引擎虽然并没有对外公布其具体细节，但是在IDF现场的一个演示片段却透露了其强大的性能。一段3分钟的1080P 30Mbps的高清视频，转换成640x360的iPhone格式，如果是一般用户的电脑可能需要几分钟，但是Sandy Bridge只需要14秒，转换速度高达400FPS，而这一切发生在大约3平方毫米的核心面积之上。并且，可以预见的是，英特尔还会与更多软件厂商密切合作，相信这种视频转码技术会很快得到广泛支持。

写在最后

今年9月中旬的IDF上，英特尔首席执行官Paul Otellini在两套分别配置Sandy Bridge和独立显卡的平台上，同时展示了当下最火爆的游戏《星际争霸2：自由之翼》，观众并不能区别出哪台是独立显卡运行，而哪台是来自Sandy Bridge处理器的GPU运行的，这说明Sandy Bridge处理器已经可以完全取代中低端产品。并且一切都朝着英特尔有利的一面发展，市场调研机构iSuppli的数据显示，到2014年，全年出货的PC当中，大约有80%将配置这种综合处理器。

真正融合了GPU的CPU其智能特性进一步升级，拥有更强大的3D性能及视频、音频回放能力，功耗和发热量却显著降低，这就是Sandy Bridge处理器带给我们的一切。这一切将在3个月后揭开面纱，让我们拭目以待。