前言

    自从K5时代开始，AMD就开始成为了主要的处理器制造商之一；而且随着市场的发展，它表现出了越来越强劲的姿态，到现在，处理器领域几乎就剩下它和Intel两强争霸了。K7/Athlon,我相信很多爱好者们都还在对它们津津乐道，并且 有很多人自己的爱机就是"龙"芯的吧。然后，Intel 看见AMD逐渐蚕食着它的市场分额，也按奈不住了，便发布了声称具有许多先进特性的Pentium 4。Pentium 4 开始的时候并不是那么的诱人，由于它那深度的管线会造成严重的分支预测错误，因而性能低下，远远低于同频率的Athlon 处理器，甚至连它的长兄Pentium 3 的性能都不如，曾一度被业界视为新时代的鸡肋。然而随着Intel制造工艺的成熟，采用了更先进的核心，还有主频率的提升，它逐渐表现出了夺目的光彩，随着前星期800MHz FSB Pentium 4的发布，似乎它表现出了有统一天下的态势。

    AMD 心里也明白Athlon 并不是发展的长远计谋，所以它准备了更先进的秘密武器:K8。其实K8的概念早就提出来了，而且本应在一年前就发布了，可能是因为技术方面的原因吧，所以发布的日子一再 拖延。直到现在，AMD才真正开始发布它们的首款K8处理器:Opteron。该处理器主要是用于服务器领域的，面向桌面市场的Athlon64 要等到今年的9月份才能够正式发布，各位发烧友还是耐心的等待吧。K8与K7处理器都是基于相同的核心，所以它们的架构也没有特别大的区别；你们一定很着急吧，那么，现在就让我带你们进入K8的神秘 之程吧。

   K8的架构

    在两年前，当我第一次看见K8的时候，我迷惘了，因为它和K7并没有太大的改变。诚然K7的微架构是相当优秀的，至少今天它仍然 能够与Intel NerBrurst 微架构的Pentium 4抗衡这点，我们就能够略知一二了吧。但是，我们很多消费者都有这样的心理,"贪新厌旧"....，那么让我们看看AMD怎么处理这个问题:

     首先让我们来看看K7的结构图:

  现在再让我们看看K8的部分结构图:

   你可以看到，K8物理执行单元的数目和K7的一样，并没有改变。但你要知道，K8是可以用于桌面和服务器的两栖型处理器；因此增加太多的执行单元，这对于多用途的K8来说并不太适合。

   接下来你应该注意到它与K7的差异。你看到浮点单元下面有相同的中间调度窗口(36-entry),而整数单元则由一组调度程序成（K8的24-entry VS K7的18entry)。

   为什么AMD没有改变执行单元的数目，但却增加了整数调度窗口的数量呢？这是因为AMD CPU 的 分支预测单元有一定的限制。

   制造一个大CPU

   分支预测器能够精确地限制你所能够制造微处理器的大小（多宽:有多少执行单元；多深:管线有多少个进程）。分之预测器能够决定管线里能够执行的最大指令数量，过多则会造成分支错误，从而会引起管线的停顿。在理论上来说，CPU应该有合适的大小，这样它就能够容纳相当 数量的指令通过，以减少分支预测错误的事情发生。 

   K8与K7相比，它改进了分支预测单元，现在它的全局历史计算器大概是K7的4倍那么多。全局历史计算器实际上是2bit计算器的数组（从0到3的2bit计算器），它可以决定是否某个特殊的分支应该进行。当一个分支指令成功到达之后，分支预测单元会记下指令（有时候是地址的逻辑操作符）的部分地址，然后把它加到全局历史计算器索引里面去---这个决定了那个计算器应该递加。计算器的索引将会被检查，如果它的值大于或者等于2，那么这条分支会被标 记为"可行“。如果分支预测错误了，那么计算器的值会被逐一递减；但如果它又开始正确预测，那么它又会逐一递增（记住计算器的值是有限制的它不能够递减到低于0， 也不能够递增到超过3，因为它是2-bit的计算器）。

    使用这个方法有个问题，那就是当你有2个分支指令得出相同索引值的时候，与索引值相关的计算器，就会任意地递增或者递减，这就是著名的"冲突"。你具有更大的全局历史计算器（由许多2-bit计算器组成），发生冲突的可能性就越小。最后，越少的冲突，就意味着你的分支预测器就更加精确。

    K8的分支预测器还有其它的改进，但所有的这些改进工作都是为了能够使分支预测更加精确。我们在前面曾经提到过，分支预测的精确度决定了我们处理器的大小。K8提供了比K7更精确的分支处理器，所以它也 应该比K7处理器大，那么它究竟大多少呢？