[转帖]双核心的功耗与成本

kayet

对移动型处理器来说，功耗指标高低是非常敏感的，Jonah集成了两个核心，加上工作频率的提高，能否将功耗保持在较好的水平令外界感到担忧，尽管Jonah远未出现，我们不可能判断出准确的功耗指标，但完全可以根据现有资料获得一个中肯的结论。 根据经验，芯片的功耗主要取决于内核设计、晶体管规模和工作频率三方面的因素。Jonah构建在Dothan基础上，优良的核心设计人所共知，因此，Jonah功耗的决定因素就是晶体管规模和工作频率。我们知道，Dothan的晶体管规模达到空前的1亿4000万个，但是2MB二级缓存大约就占据了1亿晶体管，处理器核心只占据4000万个左右，这一点也可以从核心面积上得到体现。Dothan的核心尺寸为87平方毫米，但二级缓存就占据了50平方毫米，剩余的37平方毫米才是真正的硬件核心。如果Jonah保持2MB缓存的水平，只是增加一个核心，晶体管数也只增加了4000万个左右，被控制在较好的水平。不过，我们应该注意到Dothan处理器设计上的特殊性：二级缓存采用低功耗设计，任意时刻只有1/32的缓存单元在消耗能量，处理器核心消耗了绝大多数能源。因此，尽管Jonah的晶体管数增加不多，但若采用同等的90纳米制造工艺，它的最高功耗也许会比Dothan增加一倍，而在电池模式下由于只有单核心运作，整体功耗应该可与现有的Dothan保持在同一水平，系统完全可以拥有理想的电池时间。不过，Intel打算使用更先进的65纳米工艺来生产Jonah，这样Jonah的最高功耗可望被控制在45W以下，电池模式下的功耗值将低于现有的Dothan，装载入笔记本电脑中不会有任何问题，只是笔记本电脑厂商也许需要对散热技术做些小改良罢了。 另一个担忧集中于成本控制，在传出发展多核心之后，外界曾担心晶体管数量的增加将导致芯片制造成本大幅提高，如果加以理性分析，我们很容易会得出否定的答案。衡量芯片制造成本高低的主要指标是芯片的核心尺寸而非晶体管规模：Banias核心Pentium M拥有7000万个晶体管，核心面积约为82.8平方毫米。Dothan的晶体管数量猛增至1亿4000万个，但90纳米工艺下，它的核心面积也只提升到87平方毫米。假设我们以90纳米工艺来生产Jonah，它的核心面积大约是37×2+50=124平方毫米，略多于Prescott核心。而从90纳米进化到65纳米，芯片尺寸可缩小到原来的60%至70%，若以65纳米工艺来制造Dothan，它的整体尺寸也只有52至60平方毫米，CPU核心部分估计仅有22至25平方毫米—照此推算，拥有2MB二级缓存的Jonah的核心面积上限为85平方毫米，即便Intel不惜工本集成了4MB二级缓存，Jonah的核心尺寸仍然不超过120平方毫米，制造成本与现有的Prescott大体持平。