下个“Tick”如何玩？ Ivy Bridge处理器技术解析
技术讲坛
在大家还在关注Sandy Bridge处理器时，Intel也正在按照Tick-Tock的产品策略紧锣密鼓地准备Sandy Bridge的接班人——Ivy Bridge处理器。在技术发展中，代表处理器架构更替的Tock从来都不会对技术壁垒妥协，那么这一次的Tick——Ivy Bridge处理器给我们带来的惊喜又是什么？
Tick让Ivy Bridge更有活力
Tick-Tock是Intel的芯片技术发展的战略模式。Tick-Tock中的Tick，代表着工艺的提升、晶体管变小，并在此基础上增强原有的微架构。而Tock则在维持相同工艺的前提下，进行微架构的革新。在制程工艺和核心架构上采用这种交替改进，可以最大程度避免由革新所带来的失败风险，同时也使得Intel每年都能为大家带来惊喜和活力。
根据Tick-Tock策略，未来的Ivy Bridge处理器基本延续现有Sandy Bridge的内核架构，也继承了Sandy Bridge的大部分特性：最多四个处理器核心和8MB三级缓存、超线程技术、Turbo Boost 2.0动态加速技术、改进的AVX/AES-NI指令集等。此次Ivy Bridge的改进重点将放在制程工艺升级及内核的优化方面。
22nm制程+Tri-Gate技术，够炫
Intel的处理器发展一直遵循着摩尔定律的节奏，在Ivy Bridge上，Intel将引入更先进的22nm制程。新制造技术最大的好处就是带来了更小的功耗、更低的生产成本。不过此次Intel在处理器制造技术上的最大更新并不在这里，而是引入了全新的Tri-Gate（三栅极）晶体管设计。
自晶体管诞生之日起，50年来人们一直在使用2D平面型晶体管技术。虽然借助先进的制程，晶体管可以做得越来越小，但2D平面型晶体管技术的不足已经越来越严重地制约着芯片的性能提升。晶体管的性能取决于电流控制的精准性和对电流的要求，传统的晶体管一直使用平面的栅极控制电流，但由于平面型晶体管的衬底部分存在微小电压，因此很难优化管子的亚阀值性能，而且随着芯片内部晶体管密度的提升，电泄漏问题也越来越严重。而Tri-Gate的引入将有望缓解以上问题。
在Ivy Bridge内部，传统“扁平”的2D平面栅极被更纤薄的，从硅基体垂直竖起的3D硅鳍状物所代替。电流控制是通过在鳍状物三面的每一面安装一个栅极而实现的，从而进一步提升管子的电流驱动能力和省电性能，而不像2D平面晶体管那样，只在顶部有一个栅极。更多控制能使晶体管在“开”状态下让尽可能多的电流通过（高性能），而在“关”状态下尽可能让电流接近零（低能耗），同时还能在两种状态之间迅速切换。
与目前32nm制程工艺相比，结合Tri-Gate技术的22nm制程晶体管的性能比前者提升37%，而功耗可减小50%以上，晶体管面积则可减小一半左右。可以说，此次晶管体设计是继50多年前发明首款平面型晶体管之后的又一次重要变革，也将确保摩尔定律在可预见的未来仍将继续有效。
支持PCI-E 3.0
在Ivy Bridge架构中，非核心（即处理器外核部分）仍然存在，仍以系统助手（System Agent）的角色出现，相当于北桥芯片的角色。系统助手由双通道DDR3内存控制器、PCI-E控制器、DMI总线控制器、显示引擎、电源控制单元（PCU）等许多模块组成。Ivy Bridge的系统助手进行了一系列改进。
在内存规格方面，Ivy Bridge将支持性能更高的DDR3 1600内存，这将为处理器带来更大的内存带宽，同时也为整合显卡提供更高性能的显示缓存。而在PCI-E方面，Ivy Bridge为独立显卡引入了最新的PCI-E 3.0标准规范。
PCI-E 3.0可为独立显卡提供单路PCI-E 3.0 ×16或者双路PCI-E 3.0 ×8的支持。相对于PCI-E 2.0规范，PCI-E 3.0规范将数据传输率提升到8GHz，单信道单向带宽即可接近1GB/s，16信道双向带宽更是可达32GB/s。PCI-E 3.0同时还特别增加了128b/130b解码机制，相比此前版本的8b/10b机制提升了25%，从而促成了传输带宽的翻番。
GPU性能更强，功能更丰富
相信大家已经体验了Sandy Bridge采用“CPU+GPU”异构设计所带来的性能，但该图形核心仍停留在DirectX 10.1时代。因此Ivy Bridge所融合GPU的革新重点就在性能提升及功能更新上。
Ivy Bridge集成的GPU图形核心仍由EU可编程着色硬件组成，但EU执行单元的最多数量从Sandy Bridge的12个增加到16个。考虑到Ivy Bridge所采用的Tri-Gate芯片制造技术将带来37%的性能提升，有理由相信Ivy Bridge所整合GPU的性能将值得我们期待。
在性能规格提升的同时，Ivy Bridge的GPU也将跟随主流进入DirectX 11时代。DirectX 11让人感觉到它比上一代DirectX 10更吸引眼球，一系列的增强改进让原本DirectX 10那些很少有人问津的特性变得更加平易近人。虽然Ivy Bridge的GPU支持DirectX 11并不能带来实质性的性能飞跃，但由于未来将有更多利用 DirectX 11来做运算加速的游戏出现，因此Intel此举也是基于不想落后于AMD的目的。
另外，Ivy Bridge的GPU将可以支持三屏输出，这对于打算组建要求不高的多屏应用的用户来说是个不错的消息。当然，这需要搭配支持FD总线的芯片组方能实现。
总结
从Sandy Bridge开始就不再是一款单纯的处理器产品，它所带来的变革影响到平台架构、电脑消费与应用模式，而Ivy Bridge将让变革得到进一步强化，许多应用都将呈现出跳跃式的巨变，一些以往不敢想象的应用变得唾手可得。
虽然AMD推土机架构处理器Zambezi FX系列将于今年6月正式发布，但根据Intel的计划Ivy Bridge处理器要到2012年初才会发布。Ivy Bridge处理器所面对的对手应该是Zambezi FX系列的改进版。从规格推测，Ivy Bridge处理器的整体性能将会比Sandy Bridge提升最多20％，集成显卡图形性能提升最多30％。未来“推土机”如何化解这个压力，估计要费AMD不少脑筋！