45nm来了

处理器的制造已经超越了大多数人的想象，就在65nm工艺应对目前的处理器还非常悠闲的时候，Intel按照自己的步调推出了45nm的代号为Penryn的处理器。这次，不像以前那么静悄悄，也不像一年前推出QX6700那样保持神秘。早在QX6700推出之后不久，关于Penryn的原型测试就见诸网站，Intel好像有意提前放风，加上那些OEM厂商的配合，Penryn在上市前的大半年里就早已窗户外面吹喇叭——名声在外了，因而这次赶在美国时间11月11日，就能刊登我们的测试报告，的确也不是经常能碰到的事情。

 有人说，多事之秋也可以解释为秋天之后，事情比较多，至少在IT领域我们是赞同的。按照每年的惯例，大约在11月15号的前后，Intel就会有一次大的发布，这个惯例曾经因为Pentium4有些改变，自从Core2架构登上主流以来，Intel又紧握发布的节奏，是Intel最近几年以来的最好表现。即便不从产品的角度，看看Intel的财报就可以明白，就能够明白Intel这么快引入45nm工艺的原因。

45nm工艺能够提高产能，这是众所周知的事情，不劳赘述。更重要的是，因为芯片所占面积将大大缩小，从而可能把以前的两个内核处理器并成一个，制造出AMD所谓的“真”四核处理器（如果把这个当作唯一的判断标准的话）。不仅可以大幅度降低成本，频率也可以因为核心尺寸变小得到提高。我大约半年前的一个推测也成为现实，是否把两个内核做成一个内核，绝对不是架构上的原因，而是由制造成本决定的，当时我说Intel在不久的将来也会推出整合的四核处理器，文章发表半年之后，处理器显然已经在我的手头。

如果仅仅以新工艺取胜，穿新鞋走老路，继续把Intel以前的架构原封不动地通过提高生产工艺的办法提高运行频率，这一样能够大大提高处理器性能，并且没有任何风险。以前Intel老这么干，因而害得对手也为之切切。现在，X9650虽然还继续使用Core2架构，没有大的变化，制造上的风险增加了，它二级缓存容量已经增加到12MB，每个核心的二级缓存已经到了3MB，这是相当可喜的突破。早在第一代基于Pentium4的至尊版处理器推出的时候，由于有三级缓存，单核的二级以下缓存总量达到了2.5MB，这个纪录一直到现在才被打破，算起来到现在已经有整整四年了。

二级缓存的总容量居然达到了12MB，简直是不可思议，虽然与Itanium2处理器的24MB版本比起来不算什么，但是想一想，在桌面领域，这恐怕是我们现在能够买到的缓存容量最大的版本。因而，它的晶体管数量已经上升到了一个新台阶，达到了8.2亿个，比QX6000系列要多出2亿多个晶体管，除了增加的4MB缓存的2亿个晶体管外，多出来的部分显然是做了一些改动，而且引入的SSE4指令也有一些新鲜的东西，可能其中就有给它们做解码的硬件。

我们稍微往历史的长河回头看看，直到1998年左右，那个时候处理器的主内存也停留在32MB左右，也就是说现在的处理器缓存就能够与那个时候的主内存在容量上可比，10年来的进步的确是让我们看到了摩尔定律的强大力量。

 这种巨大的变化让人们对处理器的期望值大大提高了。从目前的架构实际潜力来看，Core2架构还能够继续保持频率和性能的同步增长，至少到4GHz是没有问题的。而且早在今年中的时候，G0版本的65nm处理器通过风冷就能够达到4GHz频率，我手头的QX6700运行在3.5GHz下没有问题。现在的X9650多了2亿多个晶体管，即便是频率相同，如果还用65nm工艺制造，不仅功耗解决不了，就是那么一点面积也塞不进这么多晶体管。因而，X9650多出来的2亿个晶体管显然成了包袱，仅仅从频率提升的角度，它无疑处于下风……

正因为如此，考虑到增加了如此大量的晶体管，High-K的材料在泄漏电流的控制上帮了很大的忙。并且因为未来的处理器频率提升，功耗增加，需要提高处理器电压，从而增加了处理器泄漏电流的风险，从这些层面上来说，Intel通过大幅度增加缓存的做法来提高性能，而不仅仅仰赖频率，在某种程度上也有风险，至少没有频率来得那么实在，性能提升的幅度也会不会那么大……

提高缓存当然也是Intel的一贯做法。在Pentium4时代，因为没有找到更好解决超长流水线导致的效率问题，只能通过增加缓存达到目的，并且效果还不错。现在Core2架构在很强的分支预测准确度的条件下，对缓存容量的依赖应该说没有那么大，倒是对缓存的速度有新的要求。并且容量越大，在进行查找的时候，消耗的时钟周期相对会增加，对性能的提升需要仔细调度处理器各部分工作情况，也不如频率提升那么直接。

Intel选择了一条比较难走的路。当然这种走法也让AMD难以追赶。在半导体领域，制造和设计密不可分，处理器不可能天马行空地想象，必须有一个现实的可承载的空间——这就是制造技术，显然Intel不待扬鞭自奋蹄，绑缚在摩尔定律的滚滚车轮上，不进已然是退。Intel的全球副总裁基辛格也说，处理器必须更快。的确如此，不过他们自己设定的目标显然越来越难超越，超越自己将成为Intel接下来的大难题。