Haswell_英特尔第四代CPU架构

Haswell

英特尔第四代CPU架构

Haswell架构是英特尔第四代CPU架构，当然，它和IVB一样，继承高端Core i7，中端Core i5/Core i3/Xeon e3和低端奔腾、赛扬市场。Haswell的最高端核芯显卡GT3系列在移动版Core i7使用，而中端的GT2则分配给桌面版的Core i系列处理器，而最低端的奔腾、赛扬搭载GT1。此外，Haswell将会使用LGA1150插座，无法和LGA1155替换。制程方面，Haswell继续使用IVB的22nm制程。

词意

有关Sandy Bridge的工艺升级版IVY Bridge和架构升级版Haswell(都是22nm)，我们还是第一次听说它们的名字，具体架构情况就几乎一无所知了，预计Haswell会普遍使用八核心设计，缓存架构会全面升级，节能技术也会有很大改进。

不过Intel确实透露了一点，那就是Haswell会支持积和熔加运算(Fused Multiply-Add，FMA)，也就是可以在同一条指令里同时执行加法和乘法运算，可提高浮点计算速度和数字精确度，改善矢量和标量工作流的执行。Intel在2013年第三或第四季度发布的22nm工艺的新架构Haswell微处理器不是异构多核心，而是同构多核心！

产品介绍

首批推出的处理器有Corei7-4770K、Core i7-4770、Corei5-4670K、Corei5-4670 以及 Corei5-4570 等标准电压版本处理器。低电压版本则有35W的Core i7-4765T、Core i5-4570T；45W的Core i7-4770T、Core i5-4670T；65W的Core i7-4770S、Core i5-4670S、Core i5-4570S、Core i5-4430S 等三个版本。跟以往一样，不锁倍频版本i7-4770K及i5-4670K均不支持VT-D虚拟化技术。各阶段CPU核心与IVB和SNB均保持一致，低阶i3应该依旧是双核四线程；中阶i5均为四核四线程，TDP为84W；高阶i7均为四核八线程，TDP同样为84W。首批上市的各处理器，均集成HD4600集显芯片，支持DDR3-1600内存。也有消息称Haswell处理器配套的8系列芯片组被曝存在USB 3.0 设计缺陷，而且无法通过软件更新修复，但Intel似乎并不害怕这个Bug会影响自身的品牌形象，计划将于2013年4月正式上市开始批量供货。

入门级的Pentium系列和市场主流的Corei3处理器将在2013年第三季度推出，高端LGA 2011接口的 Ivy Bridge-E已经在2012的Q3发布。

支持的指令集

支持MMX、SSE、SSE2、SSE3、Super-SSE3、SSE4.1、SSE4.2、EM64T、AES、AVX、AVX2、FMA多媒体指令集。

核心架构

支持SMT、支持Turbo Boost Technology；支持LARni-512Bit矢量计算(同Larrabee)、仍然是壹复杂三精简的解码单元、但是作出了革命性的设计，解码效率较Sandy Bridge提升大概33%到50%、执行单元仍然采用三组执行三组加速的六组，在AVX的基础上增加了FMA和LARni-512Bit，此六组已非彼六组且效率较Sandy Bridge提升大概33%到50%；

缓存架构

L1-D仍然为32K-8way-4Cycle、L1-I提升为64K-8way-3Cycle；L2提升为512K-8way-9Cycle、L3每核心平均3M，无论任何阶层都是24Way－25Cycle，且采用256Bit Ring Bus片内环形总线进行连接！

参数概略

Haswell的核心频率和外频和QPI 系统总线频率概略：外频都是200MHz的情况下四核心－3.60^4.40~4.60^5.40－6.4GT/S；六核心－3.40^4.20~4.40^5.20－6.4GT/S；八核心和十二核心－3.20^4.00~4.0^4.80－8.0GT/S；十六核心－2.80^3.80~3.80^4.60－8.0GT/S；

内存支援

四核心和六核心是双通道DDRIV-3200、八核心和十二核心是三通道DDRIV-2666、十六核心是四通道DDRIV-2133；

芯片组支援

都是采用单芯片，具体如下：

桌面入门P85(对应四核心和六核心)－PCI-E 3.0 16X+16X+8X、USB 3.0*6、SATA R3.0*8、RAID；

桌面旗舰X88(对应八核心和十二核心)－PCI-E 3.0 16X+16X+16X+8X、USB 3.0*8、SATA R3.0*12、RAID；

服务器E5550(对应十六核心)－PCI-E 3.0 16X+16X+8X+4X、USB 3.0*6、SATA R3.0*18、RAID；

CPU针脚数目P85和X88统一，E5550是服务器版本，对于桌面无所谓！

都支持SLI、Crossfire和Intel自己的Larrabee互联！

工作模式

桌面时刻使用常规模式，三维时刻使用四分之一、六分之二、八分之二、十二分之二和十六分之二来作为CPU功能，其他都进入Larrabee模式！

具体工作机制可以参考Nehalem的模块化设计和PCU(电源控制单元)设计，也就是桌面时刻其中壹个核心划分为显示功能单元，其他的作为高清解码单元和常规处理单元；而三维时刻就是其中壹个或两个负责三维时刻CPU的角色，其他的都是负责三维时刻GPU的角色。

因为Larrabee源至于Pentium P54C，且在执行单元进行了大幅去除冗余的删减和专职优化，但是在Haswell是行不通的，只能是全部都是完整的Sandy Bridge的第二次进化版本核心，所以Haswell一定在每个核心内部也进行了类模块化设计和类PCU设计，所以在三维时刻就关闭那些相对于三维而言冗余的机构而在桌面时刻就开启！

特性

1、新架构，同频性能比SNB、IVB更强一点点，而且集成了完整的电压调节器；

2、新的指令集，Haswell添加了新的AVX指令集，改善AES-NI的性能；

3、核芯显卡增强，支持DX11.1、OpenCL1.2，优化3D性能，支持HDMI、DP、DVI、VGA接口标准；

4、接口改变，使用LGA1150接口，不兼容旧平台。

“Haswell”处理器采用LGA 1150接口，不兼容旧平台（又要换主板了），支持双通道DDR3 1600内存，热设计功耗分95W/65W/45W/35W四个档次；采用22纳米工艺制作，集成了完整的电压调节器，如此一来，主板的供电设计变得更加简单。

GPU方面，全新的核芯显卡将支持DX11.1与Open CL 1.2、优化了3D性能，支持HDMI、DP、DVI、VGA接口标准，可以实现三屏独立输出。

5、但是，主流平台产品的顶盖内由于沿用了IVB时开始的导热硅脂，而非SNB及之前的钎焊，导致其超频潜力非常糟糕，连之前的IVB都不如。超频后发热量也极大，在旗舰产品4770K上尤为明显

性能

Haswell待机时拥有更优秀的功耗控制、核芯显卡得到进一步强化；集成了完整的电压调节器，降低了主板的供电部分的设计难度；8系主板采用小型封装，芯片TDP更低；由此看来，Haswell可以在超极本平台上一展拳脚，这也是Intel将策略中心往笔记本市场、移动领域倾斜的体现。

卖点

Haswell在Intel执行的「(Tick Tock)」战略中，属于Tock部分。简单得说Intel每隔两年推出新的工艺(Tick部分)，再隔两年再对架构进行更新(Tock部分)。之前的22nm工艺的应用属于Tick部分，也就是Ivy Bridge系列处理器的推出，而接下来就是基于22nm的新架构Haswell的推出，这个就属于Tock部分。

Haswell最大的卖点就是在大幅度提升性能的同时，也实现了功耗的进一步降低。一般来说功耗与性能是一个矛盾体，但是Intel想方设法实现了二者的统一。对于功耗的降低，相对于多核心处理器以及移动工作站这类产品而言，将会因此而受益。

性能提升方面，包括有新指令的扩展，比如「AVX(Advanced Vector Extensions) 2」。内部将能够同时执行8条内部指令(uOPs)，实现4倍整数运算(当前为6 uOPs/3整数运算)。并且在提升处理器核心运算性能的同时，还大幅提升了内存层次的数据读取性能。

在功耗方面，Haswell可支持苏醒时间更短的「SOix」模式，同时待机时功耗也只有之前产品的1/20。通过内部各单位功耗的独立控制，可以实现更加精细的电压和频率控制。同时我们认为Haswell可支持平台层次的待机控制，并且可以更快速得进入休眠状态。并且Haswell将TDP(Thermal Design Power)数据降至了新低，可以达到10W以下。

P.S：Haswell是美国科罗拉多州的一个小镇，全镇人口只有70人，只有三分之一的人拥有电脑，在Haswell小镇上有着全美国最小的监狱：长4.3米、宽3.6米——Haswell小镇算是世界闻名了。