NetBurst为我们留下的遗产与反思二

　　末期的Pentium 4的发热与功耗令人诟病，有很多人将它直接与长流水线的设计挂钩，认为长流水线是导致高热高能的原因。其实不然，发热，功耗与流水线设计没有任何直接关系。真正决定功耗和发热的主要是三个物理要素：集成的晶体管规模、晶体频率、制程工艺（电压）。其实要说明这个很简单，只要拿同制程，同频率、集成晶体管数目相近的Athlon 64与Pentium 4比较一下就可以很容易看的出来。在早期的威廉和北木核心时，Pentium 4的发热功耗其实都处于一个合理的范围里，长流水线的设计，只是提供了一个大的频率的伸缩空间而已。

某种意义上，NetBurst带动了供电与散热系统的发展

　　在网上一直流传着“超长流水线清空带来的性能损失大幅降低Pentium 4性能”的说法。的确，这样的设计带来较高的延迟，每当错误发生清空流水线带来的损失也比较大，但是是否是因为这个原因造成了CPU的性能下降？这个问题有待商榷。

　　其实从NetBurst设计初始，Intel就考虑到了这个问题，并且采用了多种设计去降低它所带来的影响。如乱序推测执行、高动态执行、缩短任务所需的指令、采用追踪缓存等。其实有很多都并非是NetBurst独有的。这里只简单的讲一下一级追踪缓存。

　　通常来说，一级缓存包括一级数据缓存与一级指令缓存。其中指令缓存负责及时解码的工作。一级追踪缓存除了充当了指令缓存解码的工作外，还可以储存解码后的微指令（μOps）。这样可以减少重复运算，减轻CPU在高负荷时的解码压力。事实上，μOps的运用，并没有达到Intel当初预想的程度。

　　实际上，Pentium 4清空流水线的损失率并不高于Athlon 64。虽然每个周期的损失Pentium 4要大，但是因为Pentium 4的周期短（频率高），所以在同一段时间内，两者的损失差距很小。其实要推翻这个说法很简单，Prcscott比NorthWood流水线长了10级，岂不是损失率要比NorthWood高很多？事实上，同频率的Pentium 4C与Pentium 4E的损失率基本是相等的。

　　伴随着Pentium 4的发展，从NorthWood开始出现了“超线程”技术（Hyper-Threading，HT）。单纯从技术上来说，这虽然算不上革命，但也能算的上是大幅度的革新。不过它的出现纯属无奈，Pentium 4使用时往往有大量的闲置资源，效率不高。为了解决这个问题，Intel为Pentium 4添加了一段逻辑电路，使他可以模拟出另一个独立的核心来。虽然距离真正的双核心差距比较远，但是这种设计思路确实值得称赞。就它的应用来看，在软件的配合下，打开HT后CPU性能往往有30%提升。但是在民用软件里很少有能用的到它的地方。此外有时打开HT反而性能会下降（这与追踪缓存不够大有关）。具体的内容，在这里就不多做介绍了。

　　NetBurst已经渐渐离我们远去，在相当长的一段时间内，我们将无法在桌面级民用市场看到类似的产品。尽管NetBurst末期的产品算不上成功，但是这并不妨碍他的设计思想即使在今日也称的上先进。CPU是一个多元的世界，硬件，软件，市场，每个因素都不能忽略。我们将怀念NetBurst的成功与教训，一起开拓明日的世界。