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NetBurst |
Netburst微處理器架構為英特爾的X86微處理器架構,P6微處理器製程的後繼者。第一個使用這架構的是Willamette核心,於2000年推出。Willamette是第一代Pentium 4所用的核心,而全部的Pentium 4都是使用Netburst。2001年推出的Foster〔Xeon核心〕亦是使用本架構,同時基於Pentium 4的Celeron、Celeron D,以及雙核心的Pentium D、Pentium Extreme Edition都是使用本架構。部份群組將Netburst稱作Intel P7或Intel 80786,但都不是官方名稱。
簡介
使用了NetBurst微結構的Pentium 4處理器是一個完全重新設計的處理器,它擁有很多改進了的革新特性的新技術和性能,比如在以前的Intel微結構中介紹的「亂序推測執行」和「超標量執行」。很多這種新的革新和改進使得處理器技術、處理技術和以前不能在高容量中實現的電路設計、可製造方法等方面的改進成為可能。新的微結構的特性和所帶來的好處在下面的章節中定義。一個受關注的結構的定義的成果被用來研究很多先進的處理器技術的益處和確定未來幾年最接近的改進全部處理器的性能。這個定義成果的結果是構造了一個在保持平均大約是P6微結構的10%到20%的IPC的情況下將頻率能力從P6的微結構顯著地提高40%以上的微結構(在相同的製造處理下)。在這個設計中,儘管IPC比較低,增加了的頻率能力彌補了這個(性能=頻率×IPC),並將提供給最終用戶全面的更高的執行能力。這一切NetBurst微結構利用超級管道技術得以實現,超級管道技術的管道深度是P6微結構的2倍。儘管這個較深的管道提供更高的頻率,潛在的與較長的管道有關的性能影響在設計中被包含和克服。這個設計成果的關注點在於。
評價
分支預測損失的解釋:就象P6,NetBurst微結構利用亂序推測執行。處理器一般使用一種分支預測算法來預測程序代碼中的分支結果,然後推測性地執行預測出的代碼分支。儘管分支預測算法有很高的精確度,但還是不可能達到100%的準確。如果處理器錯誤預測一個分支,那麼所有的推測執行的指令必須從處理器的流水線中清除出來以便重新啟動程序正確分支的指令執行。更深的流水線設計中,更多的指令必須從流水線里清除出來,結果是造成分支錯誤預測出現時有了更長的恢復時間。綜合考慮的結果是有更多更難預測的分支的應用程序將使得IPC的平均值更低。錯誤預測損失的最小化:為了最小化分支錯誤預測的損失和最大化平均IPC,深深的流水線NetBurst微結構極大地減低了分支錯誤預測的數目並提供了從任何錯誤預測分支恢復的快速方法。為了最小化這個損失,NetBurst微結構實現了一個高級動態執行引擎和一個執行跟蹤高速緩存。這些特性都將會在本文後面介紹。 [1]