AMD，64位再现雄风（下）

硬件周刊

Alex

全新的设计理念──Hammer内核剖析

记得去年介绍芯片组时曾经提到过HyperTransport技术，但当时这项技术似乎有些虚无飘渺，因为没有CPU的支持。不过现在情况大有改观，AMD Hammer核心处理器将通过HyperTransport技术来整合内存控制器，此时CPU将直接和系统主内存相连接。
将HyperTransport技术纳入CPU可谓意义重大。其实HyperTransport在某种程度上有点类似于英特尔的中心控制体系(ICH)，或者说它的灵感来自于这项体系。当然，由于HyperTransport与中心控制体系并非同一时代的产物。
我们知道，传统的北桥设计包括了内存、AGP和PCI控制器，南桥芯片和北桥芯片之间通过133MB/s的PCI总线连接，这在很大程度上制约了各种并行运行的设备。目前VIA、SiS分别提出的V-Link、Multi-Threaded等技术只能提供256MB/s~533MB/s左右的带宽，而且仅仅限于南北桥之间。而HyperTransport所支持的带宽将会高达6.4GB/s，而且它将直接贯穿于CPU、芯片组、外围设备。此外，HyperTransport还支持PCI-X和AGP 8×等带宽消耗“大户”。也许有人认为即使是PCI-X和AGP 8×全上，那么6.4GB/s的带宽似乎也略显奢侈。其实不然，不要忘记Opteron支持SMP(对称多处理器运行)，每个核心芯片能否全速运行不产生“撞车”将对最终性能起决定性作用，而6.4GB/s的带宽将提供强有力的保证。
众所周知，二级缓存(L2 Cache)对于CPU的性能影响是十分巨大的，这点我们可以从Duron与Athlon XP之间的性能差距中清楚地看到。在AMD的Hammer处理器中，二级缓存容量将大幅提升。面向主流桌面市场的第八代Athlon处理器将拥有512KB或者1MB的二级缓存，而Opteron拥有更大的二级缓存。
尽管缓存容量大幅增加了，但是如果不能充分利用的话，那么缓存的优势最终将付之东流。对于那些经常对高速缓存进行操作的应用程序而言，如何提高缓存命中率是很重要的，否则单纯地增加缓存容量对性能提高也没有好处。目前Duron或者Athlon XP大约有93%~95%的命中率。而这些CPU的总缓存容量不足512KB，而对于Hammer处理器的缓存体系而言，AMD将改进对L2 Cache的存取方式，缩短步长并增加回路，这样一来超大容量的二级缓存便可以提高效率。
此外，CPU的管线也对性能有着极为重要的影响。增加处理管线层数主要是为了提高处理器工作频率，因为每个执行管道的层越多，所需的门电路就越少，相应执行速度就更快，Hammer处理器在这方面进行了改进。
同时，AMD还将为服务器市场的Opteron使用多处理器技术，其整合的核心数目将是2个或4个。由于每个核心都带有自己的内存控制器，并且不再共用北桥芯片的内存控制器，因此相当于并行方式处理数据，从理论上讲会成倍地提高处理能力(见（图1）)。

并非孤军奋战──Hammer的合作伙伴

任何产品如果没有业界广泛的支持将难以获得成功，AMD也不例外。无论是服务器厂商、软件开发商的态度，还是芯片组、内存架构等的支持方面，都将对Hammer未来的前景产生重大影响。
目前，微软已经初步与AMD达成协议，未来的Windows XP 64位版本将为Hammer处理器的x86-64作特殊优化，这对于AMD的用户而言都是好消息。此外，更为重要的是，目前AMD已经向业界提供了很多x86-64软件开发包，这也无疑为今后基于x86-64的软件普及打下坚实的基础。
同时，AMD Hammer也得到了Linux联盟的充分支持。Caldera、红帽子、SuSe Linux和Turbolinux都计划在近期为Hammer处理器推出Linux 的64位版本。其实这一做法对Linux本身而言也是有好处的，毕竟Hammer也可以帮助这类操作系统迅速进入服务器市场。
芯片组对于CPU的重要性不言而喻，没有性能出色的芯片组，CPU也很难充分发挥其性能。AMD 8111、8131、8151将同时支持HyperTransport、PCI-X、AGP 3.0、ATA133、USB 2.0等先进技术。此外，VIA K8T333、SiS755、ALi M1687芯片组也将为Hammer注入一股不可忽视的动力，这些芯片组将在未来一段时间内与Hammer并肩作战。
在内存架构方面，目前DDR正进入高速发展时期，Hammer处理器对于内存带宽将是极为“饥渴”的，AMD也将毫无疑问地选择DDR。
在64位处理器的市场策略方面，AMD显得更富有弹性。目前，只有AMD推出了面向主流的桌面市场的64位处理器产品──Athlon 64。在价格方面，AMD也将保持其一贯的低价策略。