Sunny Cove、Skylake、Zen 2 這三大CPU內核到底孰強孰弱?

對比 Sunny Cove、Zen 2 CPU內核

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1 緩存

採用12路48KB集關聯設置的L1數據緩存比Skylake中的8路32KB增長了50%
指令高速緩存保持不變,爲32KB。另一方面,AMD的Zen 2內核與Skylake一樣,分別具有32KB L1指令和數據緩存。

Sunny Cove前端進行的最重要的更改是關於微操作緩存。它已從Skylake中的1.5k條目增加到Ice Lake(SC)中的2.25k條目。這是急需的改進,因爲AMD已經具有Zen 2的4k條目的微操作大小。這些緩存大小的增加將大大提高緩存命中率。

英特爾方面,L2緩存也已從Skylake的256KB 4路增加到10nm Sunny Cove內核上的512KB 8路增加了一倍。

2 取指

從Intel的二級緩存中獲取的數據大約爲每個週期64KB,而Zen 2內核則限制爲32KB。同時,指令提取的寬度是Intel Skylake和Sunny Cove的兩倍(32B與16B)。兩種設計都向後端發送多達六個微型運算符,以進行重命名/重新排序和執行。
zen2 core微架構

3 執行

Ice Lake的10nm Sunny Cove有10個執行端口,其中四個進入ALU,兩個進入數據存儲,其餘四個進入具有兩個負載和兩個存儲的地址生成單元(AGU)。這樣每個時鐘週期可以進行兩次加載/存儲,比Skylake快2倍。

與Skylake和Zen 2相比,Sunny Cove的加載和存儲緩衝區要寬得多。它在加載緩衝區中共有128個條目,在存儲緩衝區中共有72個條目。另一方面,Skylake在加載緩衝區中有72個條目,在存儲緩衝區中有56個條目。

在這裏插入圖片描述
Zen 2,每個週期可以完成兩個負載和一個存儲。加載和存儲隊列也分別變窄了44和48個條目。這低於Skylake和Sunny Cove。
zen2 lsu

Ice Lake支持在客戶端平臺上執行本機AVX 512執行(不劃分爲微操作)。Sunny Cove可以在每個週期執行一次512位FMA(融合的乘法和加法)或兩個256位FMA。整數執行將獲得一些附加單元,形式爲MUL,MULHi和iDIV,但每個週期執行的INT指令數仍爲4。包含iDIV單元應有助於大大減少通常需要幾十個時鐘週期的整數除法時間。

4 rob

Sunny Cove已對檢修/退役緩衝區進行了大修。新的10nm內核具有巨大的352條目重排序緩衝區,可用於微操作重命名和重新分配(包括淘汰)。Skylake的條目重新排序緩衝區爲224,Zen 2也是如此。

對於後者,退休隊列與主執行管道是分開的,並且整數和FP管道有單獨的重命名緩衝區。總體而言,Zen 2的分派可以將6個微操作發送到整數重命名緩衝區,將4個微操作發送到FP重命名,將8個微操作發送到224個條目獨立的退休隊列,從那裏它們被髮送到其他兩個。在英特爾方面,INT和FP有一個通用的重新排序緩衝區,可從前端接收六個微操作
zen2 rob

第10代Ice Lake芯片引入10nm Sunny Cove內核後,IPC平均提高了18%。這使Blue Team得以保持其在IPC上領先於AMD的領先地位,儘管使用Zen 2,它已經沒有以前那麼大了。此外,良率不佳意味着基於Sunny Cove的Ice Lake芯片僅限於四核設計。最近推出的八核Zen 2處理器(Renoir)不僅使Sunny Cove的IPC優勢無效,而且使它們在構成大多數現代應用程序的多線程工作負載中遠遠落後。

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