Nehalem微架構

title: 技术特点.
title: 整合北桥.
content: 全部型号的微处理器核心都整合了内存控制器,一般支援双通道DDR3 SDRAM,消费级产品最高支援三通道DDR3 SDRAM,而服务器平台则可以支援四通道DDR3 SDRAM;除此以外还处理器核心还整合了PCI Express 2.0控制器。
title: 直连式总线.
content: 从Nehalem微架构开始,Intel改用QPI/DMI直连式总线,放弃了传统的FSB。首发的Core i7使用了新的“Quick Path Interconnect”直连式总线,与AMD的HyperTransport相似。  相比FSB,每一个处理器都可以有独立的QPI通道与其他处理器连接,处理器之间不用再共享FSB带宽,并绕路到北桥才能通讯。此外,QPI是双向传输。  后来发布的Core i5、i3,处理器内部仍使用QPI,但与外部芯片组连接则使用与QPI类似但较QPI的带宽小的DMI(Direct Media Interface)总线。  随着FSB的『卸任』,一般意义上的『外频』概念由『基准时钟频率』(BLCK)所取代。
title: 模组化的多核心设计.
content: 处理器采用模组化设计。例如核心、内存控制器、以至输入输出接口控制器,都能够以不同的数量配搭,而且都能做到原生多核心设计。这样使得Nehalem架构的处理器产品线可以做成双核心、四核心、六核心乃至八核心、十核心(仅见于Xeon E7),可以使到产品更容易针对不同市场。与AMD K10微架构类似,每一个模组都可以有独立的电压和独立的时脉,让处理器在不同负载水平的效能最大化的同时更省电。  二级分支预测器和新的转译后备缓冲区(Translation Lookaside Buffer,TLB)。
title: 超执行绪.
content: 超执行绪技术回归:部分处理器型号支援超线程的技术。消费级市场发售的最高六核心,十二执行绪,企业级的更达到八核心,十六执行绪甚至到后期的十核心,二十执行绪。不仅多执行绪处理能力加强,Intel认为该技术还能最多提升处理器30%的效能。
title: 快取.
content: 多级快取:每核心64KB的L1快取(32KB指令快取+32KB资料快取);每核心256KB的L2快取,虽容量大小较Core微架构的小但拥有更低的读写延迟值;与AMD K10一样,Intel Nehalem微架构的处理器都内建L3快取,每一个处理器共享最小4MB至最大12MB(企业级处理器更达到30MB)。
title: 效能、电源管理.
content: 效能动态调节和电源管理:中高阶型号的处理器会支援Turbo Boost(港澳地区没有正式官方中文名称,台湾官方中文名称为『涡轮加速』,中国大陆官方中文名称为『睿频』。其后该技术更名为Dynamic Speed,动态时脉)动态时脉调整技术,倘若有程序使用较多的处理器负载,处理器的频率可以按步骤提升,此外,可以自动往上提升倍频该功能基本不需要操作系统的支援,完全由硬件监控。除了时脉管理,电源管理方面引入Power Gates技术,核心闲置的时候可被关闭。对比上一代的Core架构,的核心电阻可以被关闭,电流可以完全不通过核心。各个处理器核心可运作于不同的频率和电压。Turbo Boost及Power Gates功能都是由一个单元提供,占去大约一百万个晶体管。而AMD K10及后来的改进版K10.5,核心必须手动才能关闭。
title: 指令集.
content: 指令集更新:SIMD指令SSE4的版本会提升为SSE 4.2,SSE4.2在SSE4.1(于Core架构上)的基础上新增了7条指令;引入第二代Intel虚拟化技术,支援EPT(Extended Page Table,扩展分页表)、VPIDs(virtual processor identifiers,虚拟处理器标识)以及非屏蔽中断窗口退出(non-maskable interrupt-window exiting)。Intel Nehalem架构的原子操作延时降低了50%,在试图限制原子的开销上。
title: 搭配芯片组.
content: 芯片组方面,Intel推出了5系列芯片组与之搭配,桌面平台有P5*、H5*、X5*等系列型号,其中P5*、H5*系列型号采用LGA1156插座,X5*采用LGA1366插座。代号Bloomfield的Core i7和后期第二批的Intel X58芯片组(允许更变倍频)的组合再次提升Intel平台的超频极限。核心代号Lynnfield的Core i5所使用的芯片组,更名为“PCH”(Platform Controller Hub,PCH,整合了一部分北桥和整个南桥),取代以往分离的北桥芯片和南桥芯片,成为单芯片组。早期,处理器核心的电压与系统内存同步。此前,Intel官方表示首批处理器产品会支持DDR3-800和DDR3-1066规格的内存。对于DDR3-1333,由于处理器只可以接受较低的电压水平(限制在1.65V或以下),高速的内存意味着需要较高的电压,所以此规格的官方支援仍然存在疑问。后来第二批X58芯片组主机版上,处理器核心电压与系统内存电压可以实现异步,方便用家超频。另外,原先只有XE版本处理器可以调整内存频率。后来Intel修改为所有上市的Core i7处理器,均可以修改内存和QPI总线的频率。
title: 效能和能耗之改进.
content: 尽管核心面积比Core架构要大不少,性能较Core架构系列则仍大幅提升,并没有令市场期望失望。  与Core架构的45纳米制程版本Core相比,Nehalem架构:
title: 继任微架构.
content: Intel遵循Tick-Tock策略,于2011年第一季度发布了Intel Sandy Bridge微架构,正式取代Intel Nehalem微架构以及其制程改进版Intel Westmere微架构。

Summary: Intel Nehalem (),是Intel研发的中央处理器微架构之代号,该架构取代了前代的Core微处理器架构。 使用Nehalem架构的微处理器采用45纳米制程(后期改用32纳米制程),在2007年的Intel开发者论坛上Intel官方展示了一个采用两颗Nehalem微架构的处理器的系统平台。首款采用Intel Nehalem架构的处理器是2008年11月正式发售的桌上型处理器Intel Core i7。

Intel-Nehalem-Mikroarchitektur: Die Intel-Nehalem-Mikroarchitektur ist eine von Intel entwickelte Mikroarchitektur. Sie basiert teilweise auf der Intel-Core-Mikroarchitektur und löste diese im Jahr 2010 ab. Prozessoren auf Basis der Nehalem-Architektur sind die ersten Intel-Prozessoren mit integriertem Speichercontroller. Die erste Version der Nehalem-Architektur ist als High-End-CPU (Bloomfield) für Desktop-PCs als Core i7 für den Sockel 1366 (X58) im November 2008 auf den Markt gekommen.