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剛才我們提到，Silvermont采用了亂序執(zhí)行引擎，能夠在Saltwell的基礎(chǔ)上獲得更大的性能提升(Saltwell目前的設(shè)計在其他SoC市場上仍具有強(qiáng)大競爭力)。此外，英特爾將繼續(xù)采用宏操作以更有效地處理某些x86指令集。

Saltwell流水線示意圖

32nm的Saltwell流水線分為16個周期，由于它采用的是順序執(zhí)行，即使某些宏操作不需要訪問緩存也需要逐一經(jīng)歷這些周期。因此，分支流水線就會浪費(fèi)13個周期。而在Silvermont架構(gòu)下，宏操作可以繞過這些不必要的訪問和執(zhí)行階段，因此分支流水線只需要經(jīng)歷10個周期。

Silvermont流水線示意圖

在Silvermont架構(gòu)中其每個內(nèi)核都得到改進(jìn)，包括更大的分支預(yù)測、改進(jìn)的執(zhí)行單元和更大的緩存支持。Silvermont進(jìn)一步減少時延、提高吞吐量。采用了革命性的3-D三柵極晶體管的英特爾22納米系統(tǒng)芯片制程進(jìn)行了設(shè)計與共同優(yōu)化。全新的IA指令和技術(shù)提高了性能、虛擬化和安全管理能力，能夠為更加廣泛的產(chǎn)品提供支持。

Silvermont Atom架構(gòu)圖

對于Atom來說其首批產(chǎn)品采用的是單核心設(shè)計。但沒多久英特爾發(fā)布45nm的Atom就采用了雙核心設(shè)計。而此次發(fā)布的Silvermont可擴(kuò)展最多至八個內(nèi)核。

L2高速緩存對于內(nèi)核性能的發(fā)揮起著至關(guān)重要的作用，低延遲、高帶寬。英特爾沒有采用在多個內(nèi)核上共享L2緩存的做法，而是改為使用模塊的設(shè)計理念。也就是每個模塊都包括一對內(nèi)核和1MB的L2緩存(前一代產(chǎn)品為每核心512KB的L2緩存)。每個核心、L2緩存和內(nèi)核緩存之間的接口都由電源接口控制。這樣設(shè)計可以實現(xiàn)每個模塊中不同內(nèi)核分別以不同頻率運(yùn)行。

Silvermont模塊化設(shè)計示意圖

模塊之間的通信采取點對點獨(dú)立的讀寫通道，完全取代了前端總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。而在Nehalem和Westmere英特爾將IDI視作其模塊化通信的關(guān)鍵，這也是此次新架構(gòu)與以往不同的地方。

Silvermont架構(gòu)新特點

與此同時，英特爾也優(yōu)化了單線程性能，從原來的基礎(chǔ)上新增了兼容ISA的指令集架構(gòu)。SSE4.1, SSE4.2和POPCNT(整數(shù)寄存器)。另外，AES-NI加速和安全密鑰(包括RDRAND指令和數(shù)字隨機(jī)數(shù)發(fā)生器)也被添加進(jìn)來。

Nehalem處理器上采用的VT-X以支持虛擬化加速的第二代技術(shù)，也被引入Silvermont架構(gòu)，同時也支持虛擬處理器ID以及不受限制的訪問(允許KVM客戶端訪問分頁和未分頁模式代碼)。