2015-07-19
14nm制程Broadwell微架構
Intel Core i7-5775C處理器詳細評測
文: John Lam / 評測中心


Intel 正式出貨全新 14nm 制程、 「 Broadwell 」 微架構 Desktop 處理器產品線,型號包括為 Core i5-5675C 及 Core i7-5775C ,受惠於制程進步與微架構改良,浮點性能與功耗表現進一步改善,更內建 Intel Iris Pro 6200 繪圖核心及 128MB eDRAM 記憶體,令繪圖性能大幅強化,並相容於現有 Intel 9 系列晶片組主機板平台。 HKEPC 編輯部找來全新 Core i7-5775C 處理器樣本與上代「 Haswell 」微架構 Core i7-4790K 處理器進行詳細性能測試。



Broadwell 微架構性能提升 5%

 

Broadwell

 

Intel 「 Broadwell 」處理器雖然是「 Tick-Tock 」矽與微架構發展戰略的「 Tock 」,代表推出具有增強微架構的新一代矽制程技術,因此技術改良主要集中於電晶體制程上,而微架構設計完全則基於「 Haswell 」微架構,不過「 Broadwell 」微架構內部設計仍有作出一定改良。

 

「 Broadwell 」微架構針對 Branch Predictors 作出改良,進一步提升指令位址的分支預測能力及函式返回的預測,提升 CPU Pipeline 的效率並減少分支預測錯誤。此外, Out-of-Order Scheduler 亦作出了改良, Unified Scheduler 由上代「 Haswell 」微架構 60 Enties 個提升至 64 個 Entries ,令 CPU 能同一時間容納更多 µops 指令,處理更大的亂序線程調度暫存,並等待排程等待 FP 與 SIMD 單元執行完成再填充,有效強化指令排程效率並降低延遲。

 

Broadwell

 

 Haswell
Broadwell
Unified Scheduler60 Entries
64 Entries
4K + 2M Pages L2 TLB1024 Entries1536 Entries
1G Pages L2 TLB-16 Entries
Page Miss Handler12

 

「 Broadwell 」微架構亦針對虛擬定址轉譯作出改良,上代「 Haswell 」微架構的 L2 TLB 支援 4K 及 2M Pages ,最高支援 1024 個 Enties ,全新「 Broadwell 」微架構的 L2 TLB 能容納更大的條目數量 ,大幅提升至 1536 個 Enties 。

 

另外新增一個獨立的 1G L2 TLB 專門負責 1G Pages ,最高可支援 16 個 Enties ,將有效提升由虛擬位址到實體位址的轉譯速度,減少 TLB 命中失誤的次數。

 

為改善虛擬定址轉譯錯誤產生的延遲,「 Broadwell 」微架構的 Page Miss Handler 單元由 1 組增至 2 組,並可平行地查詢虛擬位址是否存在該筆頁表條目,如果存在將會要求 L2 TLB 重新進行訪問,令處理頁面轉譯錯誤出現的延遲縮短,降低建立映射斷層虛擬地址到正確的物理地址所需的時間。

 

矢量運算能力提升


Broadwell

 

「 Broadwell 」微架構針對浮點及向量運算作出改良,其中 FP Multiplier 運算單元的執行速度,由上代「 Haswell 」微架構需要 5 Cycles 大幅降至只需 3 Cycles ,令「 Broadwell 」微架構在 AVX 、 SSE 及 FP 指令運算性能率有所提升。

 

全新 1024 Radix (10Bit) Divider 設計,是一個能獨立排程的純量除數運算單元,將有效提升 CPU 對除數運算的吞吐量,並大幅降低運算延遲,其量單精度純量除法運算平均約 2.5 Cycles ,雙精度精度純量除法運算則為 4 Cycles 。

 

此外,「 Broadwell 」微架構改良了內部 Vector Gather Instruction ,相較上代「 Haswell 」微架構,相同的運算所需的 Micro-ops 指令減少接近~ 60% ,向量運算的吞吐量和執行速度均大幅提升。

 

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