想到Intel处理器,无一例外大家想到的就是现在的它具有大小核的结构,也就是性能核和效能核。这种结构的由来是由RING总线布局结构而诞生。ring总线(环形总线),这个名字经常出现在讨论普通消费级处理器的时候,尤其是讨论到Intel处理器。本文章对RING总线做一个基础的科普,让大家认识Intel大小核心相关信息时候,能够很快跟得上节奏。
总线结构简化图
以上为简化结构图
以上这些圆球代表处理器的每个核心,每个核心相互彼此连接,这个图有八个球,那么可以看作是一个8个核心的ring,也就是这个处理器有8个核心,是ring总线结构。
如果将图进一步深化,那么图就会变成
环形总线深化图(本人辛苦制作)
闭环由一个变成两个,一个顺时针,一个逆时针,用来彼此通信
环内的L3正是我们所谓的三级缓存
这种结构有显著的优势,那就是核心彼此之间通信延迟极低,模块之间交互效率非常的高。
但是也有极大的坏处,那就是延迟会随着核心数量的增加,跨核心通信延迟会增高,这也导致了为何Intel在第11代处理器的i9-11900k较于上一代i9-10900k少了两个核心,正式因为核心数量增加的同时,通信延迟会变高。
目前单ring的组合最大是12核(大核心),环的上面6个核心下面6给核心,但是环形总线衍生的纯大核结构消费级产品只有10900k,10个大核心。
cpu主要看单核的性能以及多核的性能,某种程度说,ring总线制约了多核性能的发展,在11代酷睿之后,为了提高多核性能,12代酷睿出现了大小核的架构。
在没有大小核心之前,Intel有过多ring设计,
通过交互模块将多个ring联合在一起,缺点:ring之间交互也会产生通信延迟。
例如,核心1和第二个ring里面的核心15通信,那需要很远的距离,一个大型程序有很多执行逻辑,若将程序多个逻辑拆分给每个core去运算,他们终将彼此之间交互数据,跨ring通信也会某种程度上影响程序的执行效率。
此外随着通信延迟的增加,内存延迟也会上涨一定恐怖数值
内存延迟涨高解析图
这大大增加了内存的延迟,因为核心到内存控制器距离拉长了。
这是多ring总线的局限性,局限性只能缓解,但不能彻底解决,就好似资本主义的社会矛盾只能缓解缓解再缓解,就是不能彻底解决。要想彻底解决只能革命。
Intel为了解决ring总线局限性,有了新的革命性成果——Mesh总线
mesh总线在核心增多的同时Mesh总线还是会涨,但是涨的不多,总的来说比多ring强很多
(网图)
但是最终的革命性成果还得是大小核心凌驾于ring总线之上,它的延迟比Mesh要好,而且解决了如何堆叠多核心性能的问题。