处理器从早期的单核心发展到现在主流的双核心，其性能的提升和功耗的降低都有了质的飞跃，而四核心处理器也渐渐的走入了人们的视野。自去年英特尔首先宣布推出酷睿架构的四核心处理器后不久，AMD也向人们展示了其最新的四核心处理器——巴塞罗那。很显然，巴塞罗那比英特尔的酷睿四核处理器更能吸引人们的目光。

　　K8架构谢幕，K8L架构登场

　　尽管AMD K8架构在与英特尔NetBurst架构的交锋中占尽了上风，但随着英特尔Core架构的横空出世，让AMD在市场上的优势地位瞬间消失。2006年，是英特尔Core架构完胜的一年。面对英特尔Core的挑战，使得AMD不得不发布其K8架构的最新改进版本——K8L（K10），巴塞罗那就是AMD采用K8L架构的第一款产品。其实K8L并不是一个全新的架构，它可以说是在目前AMD x86-64架构的基础上改进而来的，它和当前Opteron的关系，就好比Core 2与Pentium M一样。

巴塞罗那工程示意图

　　K8L架构相对于K8架构来说，进行了多方面的改进和优化， AMD将近年来所取得的多项革新技术融入到目前的K8架构中，其架构的各个细节设计和技术均有了很大的进步，而K8L也将是K8架构的最终演化形态。尽管K8L架构没有巨大的革命性意义，但是基于原有架构的新设计将把其性能提升到一个崭新的高度，这对AMD而言有着很重要的意义。

　　巴塞罗那 首款原生四核处理器

　　巴塞罗那所采用的K8L架构其原始设计就是四核心，并且其四颗独立核心是集成在同一硅片上的，因此说巴塞罗那是原生四核处理器。作为K8L架构的第一款产品，巴塞罗那将会采用65nm制作工艺，同时还将引入IBM的Embedded Silcon Germanium和Stress Memorization这两项最新的电路技术，这两项电路技术可以有效的减少巴塞罗那处理器的电子迁移现象以及漏电率等负面影响。另外，AMD还可能使用更先进的PD-SOI技术或者FD-SOI技术从而进一步的降低巴塞罗那处理器的功耗，不过，从相关的资料来看，目前的PD-SOI技术仅仅能够阻止源极到基板的漏电，但对栅极漏电和源极到漏极的漏电没有任何防止作用，而且仅仅缩小源极与基板之间的接触电容，对导线电容和栅极电容则没有作用。由于SOI工艺制造步骤复杂，成本上升了15%以上，而在90nm工艺时的性能提高不到5%，因此FD-SOI技术对巴塞罗那性能的提升还有待市场的检验。

AMD首席销售与市场运营官比较Barcelona Opteron和Clovertown Xeon

　　除此之外，巴塞罗那仍将继续采用CMP（单芯片多核心处理器）设计思路（K8架构也采用了CMP设计思路）。CMP是指在一个芯片上集成多个微处理器核心，从实质上说，每个微处理器都是一个相对简单的单线程微处理器，而且多个核心间联系非常紧密，甚至共享L1、L2和L3等，其核心间通过高速总线连接在一起。而AMD在放弃了x86架构上一贯追求高主频的做法之后，借鉴了CMP的设计思路，将对更高带宽的支持引入到了x86架构中。同时通过独创的直连架构和超传输总线技术，将CPU直接连接到内存、I/O上。这种设计思路消除了传统的前端总线瓶颈，降低了内存访问延迟，使系统的性能有了明显的提升。

　　巴塞罗那引入四核共享L3缓存

　　AMD的处理器架构一直在缓存容量上落后于Intel，早在K8架构上，AMD就通过在处理器内部整合内存控制器的方式来弥补缓存容量上的不足。而内存控制器也给AMD处理器带来了有目共睹的好处， K8架构仅依靠512KB的L2缓存就击败了当时的对手Pentium 4，直到现在Athlon 64 X2也依然保持着与英特尔Northwood相同的512KB二级缓存（Northwood早已被英特尔淘汰，目前的Core架构处理器其二级缓存一般都在2MB以上）。

　　相比于K8架构，巴塞罗那处理器的每个核心不仅拥有32KB+32KB的一级缓存、512KB的二级缓存，同时还增加了32路的2MB四核心共享三级缓存。巴塞罗那的L2缓存是作为L1缓存的备用空间，L1缓存储存着CPU当前最需要的数据，而当空间不足时，一些不是最重要的数据就转移到L2缓存中，而当未来再次需要时，则从L2缓存中再次转移到L1缓存中，新加入的L3缓存则延续了L2缓存的角色，四颗核心的L2缓存将溢出的数据暂时寄存在L3缓存中。

巴塞罗那缓存结构图

　　可以说，选择L3缓存是AMD处理器提升性能的一种方式。因为，如果加入大容量的L2缓存的话，相对而言会增加成本，而且还有一定的风险性，因为在处理器架构相同的前提下，更大的L2缓存可能无法提供预期的性能提升，所以AMD选择L3缓存，这也是一种折中的办法。不过，增加L3缓存给处理器带来的好处也是毋庸置疑的。首先，增加L3缓存可以显著提高CPU核心间的通信效率，在降低功耗和内存延迟的同时提高性能；其次，快速的32路L3缓存不仅可以更好的满足多任务并行，而且对单任务的执行也有着较大积极作用；最后，加L3缓存有效的避免了数据共享的瓶颈问题。