IDF2013：下一代微架构Haswell的创新

Haswell“设计指导思想”

Ronak介绍道，Haswell设计的指导思想包括三个方面：第一，内核设计趋同，基于不同平台应用扩展功能；第二，单核性能更高，也就是提高每个周期单线程指令处理器；第三，保持或减少处理器功耗。

Haswell的内核设计创新

据Ronak介绍，Haswell在内核设计方面的创新主要包括如下几个方面：下一代指令分支预测，这主要是可以减少性能浪费，提高性能；加强前端处理器，Haswell可以预测性地触发TLB和Cache misses，同步处理cashe misses以减少时延，采用了更强的分支预测；同时，具有更大的容量缓存，可以解析更多的同步指令，单线程运行时可以获得更多资源；具有更多的执行单元，更小的时延，不用时执行单元关闭，可以降低功耗；Haswell具有更大的存取址带宽，更佳的预取指令功能，实现更少的cache line分离时延和吞吐量，L2带宽加倍，在省电的同时又不牺牲性能。

【图】Haswell内核设计概要

【图】Haswell执行单元概览

【图】Haswell新计算指令集

【图】内核高速缓存容量/时延/带宽

Haswell高速缓存架构和互联方式

Haswell继承了Sandy Bridge的可扩展和高速共享缓存，单方向上每一个内核都有两个站点，可以共享的最后一级高速缓存（LLC）容量根据内存数量呈比例设计，处理器图形模块和系统中介模块有独立的环站点。

Haswell有哪些创新的地方？Ronak每个内核片上，提供了多个新的专属pipeline独立处理数据和非数据存取，共享LLC的存取带宽更大；采用基于credit的管理更优化、有效地共享资源，平衡到各系统中介上工作量的能力提高；同时更长的等候队列提高了DRAM写吞吐量；在功耗方面，减少了空转提升了工作效率。

【图】Haswell引入了大图形硬件和大缓存，在图形、媒体和内核间共享以保证高效的多媒体计算 

Haswell功耗管理的创新

Haswell还提供了受功耗限制的性能最大化，电池续航时间实现最大化。