電腦達人養成計畫 2-15：近代晚期 CPU 發展史 (四) Intel Nehalem、Westmere 架構

接下來今天要談的是 Intel Nehalem 架構，或許 Nehalem 這個名字並不是那麼為人所知，但如果說他是第一代 Core i7 處理器的話相信大家就認識他了，這個架構在近十年內的 Intel x86 處理器演進中佔有幾乎與 Core Microarchitecture 同等重要的地位，今天我們所見到的 Sandy Bridge、Ivy Bridge、Haswell、Broadwell 與最新的 Skylake 上有很多特色都奠基於此代。

題外話，Nehalem 是當年 Pentium 4 的主導研發團隊－奧瑞岡州研發中心設計的，奧瑞岡州研發中心在當年 Netburst 失敗，被本來屬於旁支的以色列海法團隊打到趴在地上之後已經忍很久了 XDDDD

第二個 Tick-tock 循環

從 2006 年 Core 架構開始確立的兩年一循環，單數年大改架構，雙數年微縮製程的 Tick-tock 規律，在 2008 年正式迎來了第一個架構大改，也就是本篇要談的 Nehalem，Nehalem 這個代號對 Intel 來說有很大的意義，因為它曾經被用於指稱 Netburst 架構當年預想的理想結局－「10 GHz 版 Pentium 4」，當然最後這個計畫如同你我所知道的，根本還沒成形就胎死腹中，而同樣的代號在幾年後再次成為 Intel 核心產品的開發代號，想必背後是有相當的意涵存在的。

學走 AMD 的精髓

Nehalem 這一世代還蠻有趣的，基本上除了將一些當年 Netburst 擁有的技術特性移植到 Core 架構上之外，還有很大一部分是「模仿 AMD 的做法」，不過 Intel 抄歸抄但最後效果卻很好，AMD 架構的缺點則幾乎都沒有出現在 Intel Nehalem 上。

整合記憶體控制器 (IMC)，系統架構大翻新

以往的 Intel 系統架構大致上是長這樣的 (以 X48 + Core 2 處理器為例)，其實傳統的電腦架構也都是如此，中央由處理器、北橋晶片、南橋晶片組成，北橋負責頻寬需求比較高的記憶體與顯示卡，頻寬需求比較沒那麼高的周邊設備則由南橋晶片負責 (詳細的說明之後的章節會有)：

至於下面這張圖則是 Nehalem 的系統基本架構圖 (搭配的晶片組是 X58 與 ICH10)，從中你可以很明顯的發現，DDR3 記憶體除了從雙通道改為三通道 (伺服器級系統可以到四通道，消費性市場中低階型號則維持雙通道) 之外，最明顯的差異就是改成跟處理器直接連接了，就像 AMD 的 K8 與 K10 架構那樣，是的沒錯，Nehalem 學 AMD 把記憶體控制器整合到 CPU 裡面了 (Integrated Memory Controller, IMC)。

將記憶體控制器整合到處理器的好處自然是明顯的，如同過去的章節也說過，在電路板上的實體距離其實對於傳輸速率是有很大影響的，因此記憶體插槽才會必定設計在處理器或北橋晶片旁邊，快取記憶體也從主機板移到處理器晶片旁，後來更直接整合到處理器裡面，這些改變的目的就是為了盡可能縮短之間的距離以加快傳輸效率。

不過也因為記憶體控制器被整合到 CPU 裡面，所以 CPU 本體的針腳數突然增加不少 XD，腳位直接從原本的 775 暴漲到破千等級 (左起依序為 LGA1366、LGA1156、LGA775)。