Sandy Bridge平台并不是彻底从零开发的革命性产品,本质上和现有Lynnfield、Clarkdale等LGA 1156架构仍有很多相同之处,但通过在以下共计八方面的完善和增强,带来了Sandy Bridge的巨大进化。
与之前Intel只在Clarkdale架构中集成图形核心的做法相比,采用Sandy Bridge架构设计的处理器,不论是高端的Core i7,还是中端的Core i5、主流的Core i3,都将集成图形核心。不过相对于Clarkdale处理器,Sandy Bridge处理器在生产工艺上有所进步。
Sandy Bridge处理器将CPU、GPU封装在同一内核中。
现在的Clarkdale虽然也集成了图形核心,但采用的是CPU+GPU的双内核封装,而且只有CPU核心采用了32nm工艺制造,图形核心仍采用相对落后的45nm。而在Sandy Bridge核心处理器中,则将CPU、GPU封装在同一内核中,并全部采用32nm工艺制造。这样,在Clarkdale处理器中存在的成本高、通信延迟高等弊端均得以解决。
Sandy Bridge处理器引入了早在Nehalem EX与Westmere EX服务器处理器上使用的环形总线(Ring Bus),每个核心、每一区块三级缓存(LLC)、集成图形核心、媒体引擎、系统助手(即处理器北桥功能部分)在这条总线上都拥有自己的接入点,形象地说就是多个“停靠站台”。
环形总线带来的大好处是让每一个功能部分都可随时访问三级缓存,降低延迟,并提升数据吞吐带宽。
采用环形总线的大好处是可以降低每个核心访问三级缓存的延迟,并提升三级缓存的数据吞吐带宽。Intel现有处理器的每个核心要访问三级缓存时,都必须通过一条缓存流水线发出请求,经过优先级排序后才能依次访问。而在Sandy Bridge中,则将三级缓存划分成多个区块,并分别对应每一个CPU核心。因此每个核心都可以随时访问全部三级缓存,其延迟从36个周期减少到26~31个周期。同时,Sandy Bridge每个核心与三级缓存间的数据带宽为96GB/s,因此四核心Sandy Bridge的三级带宽可以达到惊人的96GB/s×4=384GB/s。
Sandy Bridge集成的GPU图形核心主要由新的EU可编程着色硬件组成,它包含着色器、核心、执行单元等。与当前Intel集成显示核心使用的EU相比,Sandy Bridge里的EU拥有更大的寄存器文件,并采用第二代并行分支,提升了执行并行任务与复杂着色指令的能力。据悉,新型EU的指令吞吐量比在Clarkdale里使用的EU提升了两倍。
同时,得益于环形总线的采用,Sandy Bridge图形核心还将获得另外一个好处。可以通过“接入点”共享三级缓存。显卡驱动会控制访问三级缓存的权限,甚至可以限制GPU使用多少缓存。将图形数据放在缓存里,图形核心就不用绕道去拜访遥远而缓慢的内存了,这对提升性能、降低功耗都大有裨益。唯一的遗憾是,该图形核心仍停留在DirectX 10.1时代。