初探Nehalem微架构

    Nehalem是Intel针对Core架构作出了改动，将原来的架构扩展为原生4核（甚至6核、8核）设计，并为多核的需要准备了新的总线QPI来满足巨大的带宽需求的产物。Nehalem内核还采用了集成内存控制器的设计，还融合了NetBurst架构的超线程技术以提高性能。主要优势：更大缓存，更大内存带宽。

    4核心Nehalem: Core i7处理器如下：

可是SMT什么意思呢？他就是同步多线程，即每个处理器核心同时运行两个线程。其实现细节如下：

    指令集部分还没看懂，后续再研究吧。

    接下来是缓存部分。

    Nehalem新增加了一层L3缓存，这是为了多个核心共享数据的需要（未来Nehalem会具有6到8个核心），也因此这个L3的容量很大。出于消除多核心共享数据的压力，前面的缓存不能让太多的缓存请求到达L3，而且L3的延迟（约30~40个时钟周期）和L1的延迟（3~4个时钟周期）相差太大，因此L2是很有必要的。Nehalem简单地在很小的L1和大尺寸的L3之间插入256KB的L2来起到中继的作用。256KB不算大，可以维持约低于10个时钟周期的延迟。Nehalem的L2和L1不是包含也不是非包含的关系。

Nehalem处理器的L3采用了非独占高速缓存设计（或者说“包含式”，L3包含了L1/L2的内容），这种方式在Cache Miss的时候比独占式具有更好的性能，而在缓存命中的时候需要检查不同的核心的缓存一致性。

核外系统：集成内存控制器(IMC)及快速通道互联(QPI)

先说说IMC跟QPI是干什么用的吧。

IMC：每个CPU插槽有多个内存通道，是用来访问本地内存的。很低内存延迟，很大内存带宽。

QPI：用来访问远端处理器。CPU插槽到插槽的连接、CPU插槽到芯片组的连接。除了提供更高的带宽（每链路25.6GB双向带宽）之外，QPI总线还让多处理器系统更有效率：处理器之间可以直接连接。如上图，每个CPU都可以直接和其他三个CPU通信；

    

    当处理器在L3 Cache未找到所要内容（L3 Cache Miss）的时候，它将会继续通过IMC集成内存控制器往系统内存索取，同时通过QPI总线询问其他处理器（如果是多处理器平台）。