英特尔在Sandy Bridge中引入了一个全新的指令集,即AVX指令集。从数目上看,这个指令集仅有6条。然而,仔细分析后,现在看似不太起眼的AVX指令集的背后其实凸显了英特尔的野心所在。
AVX指令集,即Advanced Vector Extensions,字面的意思是高级矢量扩展指令集。它主要针对密集型浮点运算,3D游戏、CAD/CAM、数字内容创建等应用是这类计算的代表。在浮点计算性能增强的同时,AVX也沿用了现有的MMX/SSE指令集。不过它从指令格式上就发生了很大的变化,与以往的扩展指令集有明显区别。可以这么说,AVX并不是x86 CPU的扩展指令集,而是可以实现更高的效率,使SSE指令接口更加易用,并且也有着足够的扩展空间。换言之,英特尔试图通过AVX来摆脱传统x86架构的不足。
AVX支持256位矢量计算是其具革新的设计部分,同时也代表了指令编码格式的变更。自1999年SSE将矢量处理能力从64位提升到128位后,直到如今,SSE系列指令集都只能支持128位矢量计算。AVX则开创了一个全新的格局,理论上高可以将每秒浮点操作数提高一倍。另外,AVX还使用了新的256位函数,在操作和排列中效率更高,存取数据速度更快。不过要使用AVX指令集,需要CPU在硬件上做出改变。为此英特尔为Sandy Bridge核心增加了多个256位端口,用于处理AVX指令,浮点寄存器也彻底更改为256位,保证AVX指令的全速运行。AVX编码格式的另外一个重点就是有着强大的指令集扩展支持,对于同样命令长度的指令也更加容易实现,这样就使不断增长的命令兼容需求变得更加容易。加上Sandy Bridge所带来的融合了乘法的双指令支持,从而可以更加容易地实现从256位向512位乃至1024位的扩展。不过,目前暂时没有软件与操作系统可以支持AVX指令集,只有等到Windows 7 SP1发布以后,我们才能逐渐体验到AVX的强大威力。AVX扩展指令包含了SSE指令,这也有助于像AVX时代的过渡。日前在SSE和AVX格式之间虽然需要进行编译转换,但并不绝对。同时,出于整体的考虑,英特尔对于AVX的普及并不会太过迅速,并且也不会立刻停止SSE时代。
除了现实意义,更加重要的是,AVX的编码系统解决了x86架构在解码能力上的不足,从某一侧面上反应了英特尔处理器今后的进化趋势。目前的x86架构为了增强长命令而增设的缓存,使fetch命令长度更长,加上RISC架构的命令格式,命令长度难以缩减;并且,更加复杂的命令格式也由此产生。虽然可以改进解码能力,但x86架构必须以牺牲资源为代价,同时也带来了电力的额外消耗。因此,在改进硬件设计的同时,必须要改进指令格式本身。AVX指令集自然是行之有效的手段。AVX使得浮点运算能力加强,不光提升了3D游戏,还可以更有效地支持矢量图形,如更复杂的flash显示,更快的SVG(可伸缩矢量图形)支持,更好的HTML5效果等等。与GPU加速相比,AVX几乎不会增加功耗和晶体管,成本要小得多,算是英特尔对不断侵蚀CPU领域的GPU通用计算作出的回应。事实上,一直迟迟未能面世的“Larrabee”处理器也会采用AVX指令集,这就不难勾勒出英特尔对AVX所寄予的厚望了。
可以断言,AVX指令集对于x86的影响,将跟SSE带来的影响一样不相上下!
与Sandy Bridge处理器搭配的芯片组则是代号为“Cougar Point”的HM67芯片组。作为桌面6系芯片组的移动版本,HM67也支持PCI-E 2.0总线,这就意味着它的PCI-E x1通道将具备单向5GT/s(500MB/s)的带宽。HM67总共提供了8条PCI-E x1通道,并且可以将多条x1通道灵活配置为x2或者x4通道。
测试样机规格表
CPU | i7 2820QM | i5 2520M | i7 820QM | i5 520M |
内存 | 4GB | 2GB | 4GB | 2GB |
硬盘 | 160GB SSD | 500GB | 500GB | 500GB |
显示屏 | 17英寸 | 14英寸 | 17英寸 | 14英寸 |
电池容量 | 71Wh | 57Wh | 68Wh | 48Wh |
与桌面版一样,HM67将支持14个USB 2.0接口。稍微有些遗憾的是,USB 3.0仍要等到下一代产品才会得到支持,目前高端笔记本电脑多通过第三方芯片的方式对USB 3.0予以支持。不过,HM67提供了2个SATA 6Gb/s接口,另外还包含6个SATA 3Gb/s接口。
Huron River移动平台除了继承了上一代Calpella平台的几种无线网络模组外,还新加入了Rainbow Peak无线模组。由此,Huron River平台包含了多种不同定位的无线网络模组。
自从英特尔放开对移动平台的无线模组限制后,第三方厂商凭借几乎不相上下的性能和更低的价格迅速在市场上成为了主流。英特尔则改变了相应策略,从以往的强行搭配变为以更为丰富的应用模式来吸引笔记本电脑厂商的采用。Huron River也支持WiDi无线显示技术,利用无线网络来传输视频信号。
英特尔首批正式发布的移动版Sandy Bridge处理器共有6款,具体的型号和规格可参见我们上面的规格表。有意思的是,从Nehalem架构开启全新的命名方式至今,英特尔已经用完了3位数的序列。为了与之前有所区别,Sandy Bridge引入了四位数的命名体系。其中第一位的2代表了酷睿i7/i5/i3的第二代产品,也就是Sandy Bridge;第二位则代表子系列的档次高低,剩下的两位则代表具体型号在该系列中的定位排序,后的M后缀则代表移动版处理器。