Barcelona架构解析：边带堆栈优化器/更快的加载

    最初在Pentium M中，引进了一个叫“dedicated stack manager”（专注堆栈管理器）的特性，根据字面上解释，它是用于控制x86堆栈操作的，比如push, pop, call, return，它的意图就是为了把堆栈操作从所有运行代码中分离出来，以让处理器能够更加有效的处理其它任务。

    在Barcelona中，AMD也引进了类似的叫Sideband Stack Optimizer（边带堆栈优化器）的技术，以让堆栈指令不再需要通过3-way解码，并通过整数执行单元的堆栈操作了，这个小小的优化设计可以带来整体性能的提升。

    更快的加载

    在以前的《新处理器之王！Core 2 Duo全面大评测》文章中，我们对Core 2的智能内存访问技术进行了解析，在对比系统内存存取表现，AMD K8却因内建内存控制器而比Intel Core微架构优胜，但由于Core微架构采用短Pipeline Stage架构及频率相对Netburst微架构低，加上高容量的L2 Cache并内建Shared Router Bus减少FSB使用，因此系统内存控取的表现差距已不像与上代Netburst微架构产品那么严重。而为了进一步拉近与K8架构上的内存性能距离，Intel还在Core微架构中加入全新的内存读取技术，称为Memory Disambiguation。

    Memory Disambiguation是一个十分聪明的设计，通过Out of Order过程把内存读取次序作出分析。在传统的微架构里，内存读取是按流程顺序而被执行，如图上例子，Load 4是独立的Data X读取执行，也必需要等待其他Store 1、Load 2及Store 3工作完毕，即使Load 4的Data X和前面的资料存取动作并无关系，因为处理器并不会得到前面的动作是否会改变Data X的数值，所以不能重新排序并分析Load 4能否提前执行。

    在Intel Core微架构中通过智能的分析机制，能预知Load 4的Data X是完全独立，并可让它提前执行。正因如此Memory Disambigutaion能减少处理器的等候时间减少闲置，同时减低内存读取的延迟值，而且它可以侦出冲突并重新读取正确的资料及重新执行指令，保证运作结果不会出现严重，但在正常情况下Memory Disambirutation出错的机会率很低。 

    可以看出Intel Core微架构，一个主要特性是加载指令可以绕过以前加载和存储的指令，平均来说在程序中所有指令的1/3是在加载的时候就完成了，所以如果能够提升加载性能，你就可以全面提升程序的运行性能，在Core微架构中，加载可以被重新排序，以确保需要这些数据的指令在存储访问非常繁忙的时候被执行。

    AMD K8架构没有上面同等的乱序执行的协调能力。在没有集成内存控制器的情况下，Intel能够很轻松的执行更多的内存操作，Barcelona采用了类似的方法修正了这个问题，它也能够重新排序这些加载。但是Barcelona需要等待在决定是否这个加载可以被优先于存储执行之前，才把存储地址计算出来，通过这种方式，Barcelona不会有机会预测错误。AMD的设计者考虑到采用类似Intel的预测器的做法，但是好像对它的架构并没有太大益处，AMD能每个周期产生三个存储地址，因为它有3个AGUs (Address Generation Units)，而相比Intel只有1个，所以Barcelona在这方面有优势。

    从上面看，Barcelona的乱序执行能力加强后，应该会在这方面性能强于Core 2。