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 新增 5 條擴展指令

 

Intel 「 Broadwell 」微架構針對加密運算及保安應用,新增 5 條全新擴展指令,包括ADCX/ADOX 、 PCLMULQDQ 、 RDSEED 及 SMAP 指令,以滿意現令網絡應用及伺服器領域所需。

 

新增 Intel ADX 擴展指令集,讓 x86 架構能支援任意精度運算,加入兩個全新指令 (ADCX) 和 (ADOX) ,相較舊有的 (ADC) 和 (SBB) 指令能同時設置溢出和進位使用。此外,「 Broadwell 」微架構針對 ECDH-p256 、 RSA-2048 運算作出強化,令 RSA公鑰加密運算以及所有基於 GNU 多精度程式庫編寫的應用程式將得到性能加速。


Broadwell

 

更快速的打包無進位乘法運算 (Carryless Multiply) , 新增 (PCLMULQDQ) 指令能加速 CRC 運算速度,提供 AES-128-GCM 硬體加速運算,例如 Hashes 散列 、 Integrity checks 完整性檢驗等運算。

 

新增隨機數生成指令(RDSEED),能產生 16Bit 、 32Bit 及 64Bit非確定性隨機數,主要是為了滿足全新 NIST SP800-90B 及 NIST SP800-90C 的 安全和加密標準,透過 CPU 內部的異步運行自定時電路,在矽晶片內產生一組隨機 3GHz 高頻熱聲噪生成隨機數。

 

新增管理模式訪問保護指令 (SMAP) ,與上代「 Haswell 」微架構的 (SMEP) 指令應用方式相似,主要分別是 SMEP 指令啟動後任何程式碼在觸碰最底層權限時將會被產生錯誤而結束,而 SMAP 指令則是當任何程序嘗試讀取最底層資料時,將會被產生錯誤而結束。

 

強化 TSX-NI 、 VT 功能

 

為了讓開發者更易針對 Intel 微架構進行性能優化, Intel 「 Broadwell 」微架構針對處理器跟踪能力進行強化,讓開發者在 Intel 處理器上調試新微架構帶來的性能提升,在跟踪線程時減低所需的工作負載並加速完成,令開發者除錯變得更易更具效率,更易針對全新微架構作出優化,加速軟體的上市時程。

 

 

Broadwell

 

此外, Intel 於上代「 Haswell 」微架構中首次加入全新 Transactional Synchronization Extensions(TSX-NI) 事務性同步擴展功能,採用全新 TSX 指令的應用程式可以透過 Fine-Grained Thread Lock 令多線程執行性能提升,不過「 Haswell 」微架構被發現其 TSX-NI 指令集存在嚴重錯誤,最終 Intel 透過更新 Microcode 把「 Haswell 」微架構的 TSX-NI 指令集屏蔽。

 

後來的 Haswell Refresh 」處理器中把 TSX-NI 錯誤修正了,而「 Broadwell 」微架構則針對 TSX-NI 指令的加速效率進再強化,相比「 Haswell Refresh 」在處理較大規事務規模時有更佳的讀取及跟踪線程的表現,減少使用 Write Buffer 暫存以降低延遲。

 

Broadwell

 

Intel 「 Broadwell 」微架構針對 Virtualization Technology (VT) 性能作出強化,透過硬體改良以減低虛擬化的延遲,包括更短的 Guest 與 Host 轉換時間,更高速的 APICv 虛擬化 (APIC Virtualization) 執行效率。

 

此外,「 Broadwell 」微架構針對 L2 TLB 作出的改良,支援更多的 Enties 及加入額外的 1G Pages L2 TLB ,令 Intel 「 Broadwell 」微架構擁有更佳的 Round-trip 延遲值表現,能進一步降至只需約~ 400 Cycles ,同時加入了全新針對虛擬化數據中心的新功能,包括 QoS 資源排程、加入容錯設定等等。

 

SIMD Instruction Extensions Introduction by Intel Microarchitectures

 Broadwell  Haswell 
Ivy BridgeSandy BridgeWestmere  Nehalem 
  Penryn 
  Core  
ADX       
RDSEED       
AVX2      
FMA      
BMI1      
BMI2      
F16C     
RDRAND     
RWFSGSBASE     
AVX    
ANES-NI   
PCLMULQDQ   
SSE 4.2  
SSE 4.1 
SSSE3
SSE3
SSE2
SSE
MMX

 

 

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