Intel Haswell的秘密武器：整合稳压器

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Haswell是 Intel钟摆战略（Tick-Tock）中Tock一环，意味着架构升级，而Haswell的目标不仅仅是性能提升，Intel也非常注重 Haswell架构的能效，之前在IDF上演示过功耗只有7.5W的Haswell处理器，这是因为Haswell有强大的秘密武器——VRM供电模块。
         
        VRM是集成式电压调节模块（integrated voltage regulator module）的缩写，在之前的Haswell架构前瞻一文中我们已经简单介绍了这个功能，Intel之前的处理器调压模块有Core、显卡、SA、I/O、PLL电路之分，现在统一为输入VR，Intel的称呼是FIVR（全集成式电压调节模块）。
         

       

         
        日本PC Watch专栏作者后藤弘茂撰文介绍了Haswell的VRM模块的秘密，简单来说就是Haswell的VRM模块集成度更高，而且供电相数大幅扩张，可以为CPU提供更精确的供电，在不需要高性能运算的时候还可以减少供电，节约能源。
         

       

         
        现在的产品中，VRM供电模块是集成在主板上的。为了提高对CPU的供电效率，主板厂商往往使用多相供电，技嘉的Z77X-UP7主板供电高达32相，今年的台北电脑展上华硕还展示了40相供电的主板，不过主板上的供电模块调压精度是达不到Intel要求的，所以Haswell中开始将VRM模块集成到CPU内。
         
        在Haswell处理器电路中有一个2.8mm2的功耗单元（Power Cell），它相当于一个mini的VR调压器，每个功耗单元可通过25A电流，而且支持多达16相供电，而每个处理器上可以有20个这样的功耗单元，理 论上每个处理器最多可以有320相供电，这个数值远高于主板厂商的供电设计，可以为CPU提供非常精确的供电。
         
        得益于Intel 22nm工艺的先进性，这个以往看似不可能的任务终于在Haswell架构上完成了。
         

       

         
        FIVR可以独立调节每个内核、显卡核心、SA系统助手以及内部的I/O总线等各个部分电路的供电，不需要的部分就可以独立关闭。一个例子就是 视频播放，此时并不需要多少CPU功能参与，只要GPU解码就可以了，FIVR就可以在保持Ring-Bus总线全速运行的情况下关闭CPU供电，只让 GPU参与。
         
        未来Intel希望处理器内建FIVR功能（现在还需要专门的Power Cell单元），这样可以提供更精确的调压模块，功耗还会进一步降低。这种设计会对用于超极本的Broadwell处理器很有用，不过用于智能手机和平板 的处理器也会因此受益，特别是后一种情况将提高Intel与ARM处理器竞争的砝码，虽然目前的32nm工艺的Atom处理器在功耗上已经比Tegra 3四核有优势了，不过Intel还不能放松。

         

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        电源管理从外置到内置、从粗糙到精细

         

       
        Haswell整合稳压器与传统对比示意图

         

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        Haswell四核心架构示意图(预估)