2024年4月2日发(作者：郦运珹)
．ｃ＿技术前沿
］文／图甘心＠人
近年来．ＡＭＤ在处理器市场混的也算不错．特别是几款高
性价比的双核．三核和四核处理器上市赚足了消费者眼球．也
挣到了银子。不过随着Ｉｎｔｅｌ的Ｃｏｒｅ ｌ系列处理器的推出 ＡＭＤ处
计．这让处理器在功能更加灵活的基础上更容易控制成本。目前，
无论是羿龙ｆＰｈｅｎ０ｍ）四核，三核还是双核处理器的内核结构
都是统一采用四核（或者更多核）的物理结构．再根据市场策
略对内核进行有选择的屏蔽 这样难以控制成本 而ＢｕｌＩｂｏｚｅｒ处
理器所引入的模块化设计刚好可以解决这个问题
理器在性能上毫无优势可言了，在Ｉｎｔｅ 虽悍的技术实力和领先的
市场份额面前 ＡＭＤ显得有点力不从心。因此，ＡＭＤ只有再次
进行技术创新 才有希望改变一直被Ｉｎｔｅｌ所压迫的局面。
在今年８月底至９月期间．ＡＭＤ向外界发布了大量下～代处
理器ＢｕｌＩｄｏｚｅｒ（中文代号“推土机”）的信息。很显然．ＡＭＤ将
希望全部寄托在了Ｂｕ
Ｂｕ Ｊ ｊｄｏｚｅ ｒ处理
１．Ｂｕｌ Ｉｂｏｚｅｒ如何实现模块化设计
Ｂｕｌ】ｄｏｚｅｒ在核
心设计方面每两个
核心组成一个单独
的单元（称之为 核
心模块 两块物
理内核集成到一个
模块中），比如双
核处理器只需要集
器将会首先应用于
服务器领域，预计
首批芯片将是代号
为”ＩｎｔｅｒＩａｇｏｓ 的
服务器处理器．核
心数在１ ２个至１ ６个
之间；而针对桌面
成一个模块就可以
了 即使是八核处
理器也只需要集成
四个模块．这让产
Ｂｕｌｌｄｏｚｅｒ的“核心模块”
品生产及成本控制
更加具有灵活性
处理器核心模块的
两个核心各自拥有
一
级缓存．但是共
享二级缓存和预取、
解码单元，所有的
核心模块“共享
Ｂｕｌｌｄｏｚｅｒ处理器（两个核心模块组成）示意图
８ＭＢ三级缓存和北桥模块。
２。未来ＡＭＤ处理器的内核数量如何定义
未来的新架构四核心处理器指的是四个这样的模块呢，还
是四个计算核心呢７ ＡＭＤ对此给出的回复是： 将每个拥有双
整数核心的ＢｕｌＩｄｏｚｅｒ模块视为一个独立的单元就对了。 显然．
７８
技术前沿ｒ￣ｒｅｌａ．ｄ
编辑蕊里杰／蔓编吴杰平
ＡＭＤ在这里可以回避单纯的核心数量问题，更强调两两组成的
有机整体．所以在面对推土机架构处理器的时候我们可以说它
是四核心、八核心的 也可以说成是双模块、四模块的。
２．浮点和整数计算性能大幅提升
Ｂｕｌ Ｉｄｏｚｅｒ所采用的集群多线程架构之所以能实现如此高的性
能，其中一个大原因就是ＡＭＤ增加了ＣＰＵ的运算单元．每一个模
块都具备可以将一个大任务细分为多个并行任务的能力。 ＢｕｔＩ－
高效的集群多线程架构
１．多线程（ＳＭＴ） 多核心（ＣＭＰ）都存在不少缺点
尽管多线程、多核和ＢＬＪｌｌｄ。ｚｅｒ在线程并行执行方面是相同的．
但是内核的分区却截然不同。多线程就是在一个单个的处理核
心内同时执行多个工作线程 多核心则是通过集成多个处理内
核提升处理能力。
ｄｏｚｅｒ模块的两个核心支持执行两个线程，会共享对延迟要求较
高的功能．好处是比两个线程共享一个核心有更高的伸缩性和
可预测性
ＢｕｌＩｄｏｚｅｒ这种将两个线程的整数运算独立开来的设计可以更
有效地提高处理器在基本应用中的性能。由于Ｉｎｔｅｌ的Ｎｅｈａｌｅｍ架
构的超线程技术是两个硬件线程共享３组运算单元，冲突在所难
现在主流的多核处理器都是用了ＣＭＰ技术．而像ＰｅｎｔＩｕｍ ４、
Ｃｏｒｅ ｉ７这样的处理器所谓的 超线程技术”则属于多线程技术，
而Ｂｕｌｌｄｏｚｅｒ是基于集群多线程架构（￣ｐＣｌｕｓｔｅｒ－Ｂａｓｅｄ ｉＶｕｉｌｔｉ－ｔｈｒｅａｄｉｎｇ．
简称ＣＭＴ）。ＢｕｌＩｄｏｚｅｒ的内核模块是～个可以同时运行两个线程
的处理组件，两个内核可以执行两个完全不会相互干扰的线程。
免，而ＢｕｌＩｄｏｚｅ ｒＥＩＪ是两个硬件线程独享４个整数运算单元 性能
提升将会更加明显。
３。分支预测与功耗优化
ＢｕｌＩｄｏｚｅｒ架构拥有一条更深层的管线，这条管线依靠改进型
分支预测与预取器来解决由错误的分支预测造成的瓶颈问题。
但与旧架构不同，
预测与读取管线都
运行在非耦合状态
下 未提取地址序
列由预测器创建．
允许取逻辑通过这
个序列并与指令缓
存中的数据进行对
比
ＢｕＩ Ｉｄｏｚｅ ｒ还在
定向预测指令预取
能效，电源管理方
面做了大量努力．微架构方面支持资源动态共享、数据转移最
Ｂｕｌｌｄｏｚｅｒ核心模块微架构
小化、大量时钟和电源栅极．并增加了主动电源管理（ＡＰＭ），
支持芯片级的核心功耗栅极。根据不同的工作负载．芯片功耗
也会实时相应调整．同时给超频留下了空间。
Ｂｕｌ Ｉｄｏｚｅｒ还将支持Ｔｕｒｂｏ Ｃｏｒｅ特性，而且会ｔ：：［：；Ｔｈｕｂａｎ（Ｐｈｅｎ－
ｏｍ Ｉｌ×６）里的有所改进．将会有一些增强使其动力更强劲。这
是服务器处理器第一次引入Ｔｕｒｂｏ Ｃｏｒｅ技术。我们预计这会在使
用单线程程序的时候带来显著性能提升，同时对大负载量也会
有帮助
总结：Ｂｕｌｌｄｏｚｅｒ处理器在架构设计上面做出了重要的改
变，而且就目前来看这样的改变是相当重要，而且改变得相
当出色。模块化的设计和集群多线程架构不但能够灵活地实
现多线程处理的需求，而且还能降低不必要的成本浪费。圈
Ｂｕｌｌｄｏｚｅｒ微架构之共享浮点单元
现代计冀鞭＼２０１０ １０ ７９
2024年4月2日发(作者：郦运珹)
．ｃ＿技术前沿
］文／图甘心＠人
近年来．ＡＭＤ在处理器市场混的也算不错．特别是几款高
性价比的双核．三核和四核处理器上市赚足了消费者眼球．也
挣到了银子。不过随着Ｉｎｔｅｌ的Ｃｏｒｅ ｌ系列处理器的推出 ＡＭＤ处
计．这让处理器在功能更加灵活的基础上更容易控制成本。目前，
无论是羿龙ｆＰｈｅｎ０ｍ）四核，三核还是双核处理器的内核结构
都是统一采用四核（或者更多核）的物理结构．再根据市场策
略对内核进行有选择的屏蔽 这样难以控制成本 而ＢｕｌＩｂｏｚｅｒ处
理器所引入的模块化设计刚好可以解决这个问题
理器在性能上毫无优势可言了，在Ｉｎｔｅ 虽悍的技术实力和领先的
市场份额面前 ＡＭＤ显得有点力不从心。因此，ＡＭＤ只有再次
进行技术创新 才有希望改变一直被Ｉｎｔｅｌ所压迫的局面。
在今年８月底至９月期间．ＡＭＤ向外界发布了大量下～代处
理器ＢｕｌＩｄｏｚｅｒ（中文代号“推土机”）的信息。很显然．ＡＭＤ将
希望全部寄托在了Ｂｕ
Ｂｕ Ｊ ｊｄｏｚｅ ｒ处理
１．Ｂｕｌ Ｉｂｏｚｅｒ如何实现模块化设计
Ｂｕｌ】ｄｏｚｅｒ在核
心设计方面每两个
核心组成一个单独
的单元（称之为 核
心模块 两块物
理内核集成到一个
模块中），比如双
核处理器只需要集
器将会首先应用于
服务器领域，预计
首批芯片将是代号
为”ＩｎｔｅｒＩａｇｏｓ 的
服务器处理器．核
心数在１ ２个至１ ６个
之间；而针对桌面
成一个模块就可以
了 即使是八核处
理器也只需要集成
四个模块．这让产
Ｂｕｌｌｄｏｚｅｒ的“核心模块”
品生产及成本控制
更加具有灵活性
处理器核心模块的
两个核心各自拥有
一
级缓存．但是共
享二级缓存和预取、
解码单元，所有的
核心模块“共享
Ｂｕｌｌｄｏｚｅｒ处理器（两个核心模块组成）示意图
８ＭＢ三级缓存和北桥模块。
２。未来ＡＭＤ处理器的内核数量如何定义
未来的新架构四核心处理器指的是四个这样的模块呢，还
是四个计算核心呢７ ＡＭＤ对此给出的回复是： 将每个拥有双
整数核心的ＢｕｌＩｄｏｚｅｒ模块视为一个独立的单元就对了。 显然．
７８
技术前沿ｒ￣ｒｅｌａ．ｄ
编辑蕊里杰／蔓编吴杰平
ＡＭＤ在这里可以回避单纯的核心数量问题，更强调两两组成的
有机整体．所以在面对推土机架构处理器的时候我们可以说它
是四核心、八核心的 也可以说成是双模块、四模块的。
２．浮点和整数计算性能大幅提升
Ｂｕｌ Ｉｄｏｚｅｒ所采用的集群多线程架构之所以能实现如此高的性
能，其中一个大原因就是ＡＭＤ增加了ＣＰＵ的运算单元．每一个模
块都具备可以将一个大任务细分为多个并行任务的能力。 ＢｕｔＩ－
高效的集群多线程架构
１．多线程（ＳＭＴ） 多核心（ＣＭＰ）都存在不少缺点
尽管多线程、多核和ＢＬＪｌｌｄ。ｚｅｒ在线程并行执行方面是相同的．
但是内核的分区却截然不同。多线程就是在一个单个的处理核
心内同时执行多个工作线程 多核心则是通过集成多个处理内
核提升处理能力。
ｄｏｚｅｒ模块的两个核心支持执行两个线程，会共享对延迟要求较
高的功能．好处是比两个线程共享一个核心有更高的伸缩性和
可预测性
ＢｕｌＩｄｏｚｅｒ这种将两个线程的整数运算独立开来的设计可以更
有效地提高处理器在基本应用中的性能。由于Ｉｎｔｅｌ的Ｎｅｈａｌｅｍ架
构的超线程技术是两个硬件线程共享３组运算单元，冲突在所难
现在主流的多核处理器都是用了ＣＭＰ技术．而像ＰｅｎｔＩｕｍ ４、
Ｃｏｒｅ ｉ７这样的处理器所谓的 超线程技术”则属于多线程技术，
而Ｂｕｌｌｄｏｚｅｒ是基于集群多线程架构（￣ｐＣｌｕｓｔｅｒ－Ｂａｓｅｄ ｉＶｕｉｌｔｉ－ｔｈｒｅａｄｉｎｇ．
简称ＣＭＴ）。ＢｕｌＩｄｏｚｅｒ的内核模块是～个可以同时运行两个线程
的处理组件，两个内核可以执行两个完全不会相互干扰的线程。
免，而ＢｕｌＩｄｏｚｅ ｒＥＩＪ是两个硬件线程独享４个整数运算单元 性能
提升将会更加明显。
３。分支预测与功耗优化
ＢｕｌＩｄｏｚｅｒ架构拥有一条更深层的管线，这条管线依靠改进型
分支预测与预取器来解决由错误的分支预测造成的瓶颈问题。
但与旧架构不同，
预测与读取管线都
运行在非耦合状态
下 未提取地址序
列由预测器创建．
允许取逻辑通过这
个序列并与指令缓
存中的数据进行对
比
ＢｕＩ Ｉｄｏｚｅ ｒ还在
定向预测指令预取
能效，电源管理方
面做了大量努力．微架构方面支持资源动态共享、数据转移最
Ｂｕｌｌｄｏｚｅｒ核心模块微架构
小化、大量时钟和电源栅极．并增加了主动电源管理（ＡＰＭ），
支持芯片级的核心功耗栅极。根据不同的工作负载．芯片功耗
也会实时相应调整．同时给超频留下了空间。
Ｂｕｌ Ｉｄｏｚｅｒ还将支持Ｔｕｒｂｏ Ｃｏｒｅ特性，而且会ｔ：：［：；Ｔｈｕｂａｎ（Ｐｈｅｎ－
ｏｍ Ｉｌ×６）里的有所改进．将会有一些增强使其动力更强劲。这
是服务器处理器第一次引入Ｔｕｒｂｏ Ｃｏｒｅ技术。我们预计这会在使
用单线程程序的时候带来显著性能提升，同时对大负载量也会
有帮助
总结：Ｂｕｌｌｄｏｚｅｒ处理器在架构设计上面做出了重要的改
变，而且就目前来看这样的改变是相当重要，而且改变得相
当出色。模块化的设计和集群多线程架构不但能够灵活地实
现多线程处理的需求，而且还能降低不必要的成本浪费。圈
Ｂｕｌｌｄｏｚｅｒ微架构之共享浮点单元
现代计冀鞭＼２０１０ １０ ７９