32nm酷睿i3(右)与传统三芯片架构示意图
由于与LGA1156酷睿i5系列处理器相同,32nm工艺的酷睿i3处理器可以看做是酷睿i5的核心简化但同时提升制程的版本。其最大的特点是IMC技术(整合内存控制器技术)而放弃了传统的FSB概念,取而代之的是QPI与DMI总线。这样的好处是充分提高了内存带宽,进一步提高了CPU对内存的控制能力,同时提高了处理器性能。
酷睿i3处理器采用了IMC(整合内存控制器)技术
Nehalem架构另外一大特点是引入了三级缓存概念。其一级缓存的设计与酷睿微架构相同,而二级缓存缓存则采用超低延迟的设计,不过容量大大降低,每个内核仅有256KB。新加入的三级缓存采用共享式设计。
Nehalem Core i7处理器缓存结构图
与酷睿i7处理器的三级缓存类似,酷睿i3以及奔腾G6950也采用了共享式三级缓存,不过容量被精简为4MB和3MB。使用三级缓存的好处在于它几乎可以处理所有的一致性流量问题,同时不需要单独打扰每颗独立核心自己的一级、二级缓存。如果三级缓存没有命中,那么我们需要访问的数据也不在一级缓存或者二级缓存中,此时也不需要侦听所有核心。如果三级缓存中成功,它还可以作为侦听过滤器。
Nehalem架构使用了MESIF缓存一致性协议(全称为MESIF cache coherency protocol),在它的三级缓存中的每一个缓存行里,有4bit用作核心确认,以此表明是哪一个核心在它私有的缓存里具有这个行的数据备份。如果某个核心确认位设置位0,则那颗核心就不具有该行的数据备份;如果两个以上核心的确认位都有效,设置为1,那么该缓存行就被确定为未被修改的,任何一个核心的缓存行都不能够进入更改模式;当全部核心确认位都是0时,就不需要对其它内核做侦听,而只有1个位是有效时,则只需要侦听那1颗核心。这种仲裁机制让Nehalem的三级缓存避免了每个核心数据一致性错误,带来更多带宽。