Haswell-E平台的秘密

snakelw · 發表於 2014-11-21 07:34:47

Intel 正式發佈全新「 Haswell-E 」
微架構處理器配搭 X99 主機板平台，雖然處理器接口稱為「 Socket 2011-v3 」，但卻和上代「 Socket 2011 」處理器完全不兼容，更神秘的是「 Haswell-E 」處理器列的 LGA 金屬接點竟然比 Socket Pin 多出 73 個，真正數目應為 2084 個， ASUS 的工程師在好奇心驅使下成功破解被遺棄的接點之迷，透過逆向工程成功研發出獨家的 ASUS OC Socket 接口。

LGA 2084 還是 Socket 2011-v3 ?

( 左 ) Intel IvyBridge-E 處理器 ( 右 ) Intel Haswell-E 處理器

基於全新 Haswell-E 微架構的 Intel Core i7-58xx/59xx 處理器系列正式上市，採用了全新 Socket 2011-3 的 X99 主機板平台，雖然名字與上代 Socket 2011 相似但處理器並不相容。奇怪的是新一代 Socket 2011-3 的針腳數目為 2011 個，不過 Intel Core i7-58xx/59xx 處理器上的陣列金屬接點卻比 Socket 多出了 73 個，實際總數應為 2084 個，究竟多出來的金屬接點有什麼作用呢，為何 Intel 最終屏棄了這些接點呢 ?

根據 Intel LGA Socket 的設計規範，由於第一代 LGA775 Socket 設計時沒有考慮安裝處理器，使用者的手指有機會觸碰到 Socket 的針腳，導致針腳出現接觸不良甚至受損，而用作固定處理器位置的 Keying Post ，如用家在放置處理器時出現誤差，很容量導致 Keying Post 位置附近的 Socket 針腳受損，因此在新一代的 LGA Socket 設計如圖下所示， Intel LGA Socket 在設計時會在 Keying Post 附近留空，並且在空出兩側設置 Finger Access Cutout 區域，以降低 Socket 出現人為損壞的可能性。

Intel LGA Socket Reference Design

因此，右圖左方的 Intel IvyBridge-E 微架構的 Intel Core i7-4800/4900 處理器， LGA 金屬接點在 Keying Post 附近留空，同時亦設有 Finger Access Cutout 區域，但右方的新一代 Haswell-E 微架構的 Intel Core i7-58xx/59xx 處理器，則沒有預留 Keying Post 及 Finger Access Cutout 區域，不過在 Socket 2011-3 的設計中卻留空了 Keying Post 及 Finger Access Cutout ，因此 CPU 在實際工作時有 73 個接點其實並沒有被接上。

ASUS OC Socket 的設計來由 ?

紅色 Pins 是 ASUS OC Socket 相較 Intel Reference Design 多出的針腳

根據 Intel 向主機板廠商及 Socket 生產商提供有關 Socket 2011-v3 的 Electrical Specifications 技術資料中，提供了有關 Haswell-E 處理器的 Processor Land Listing ，雖然技術資料詳細說明了陣列金屬接點，但卻完全避開了有關 Intel Socket 2011-v3 針腳定義以外的相關資料。

翻查 JEDEC DDR4 技術白皮書指出，其實 Intel 早於 2012 年開始投入 Haswell-E/EP 處理器研發，並早於 2012 年 US IDF 大會上公佈了有關的資料，包括全新微架構將採用了 Fully Integrated Voltage Regulator (FIVR) 供電技術以及支援全新 DDR4 記憶體模組，處理器接口為 Socket 2011-v3 。

由於 FIVR 供電技術與 DDR4 記憶體模組均是全新的突破技術，為方便進行監察處理器內部訊號及除錯等工作， Intel 於 Haswell-E 處理器中加入了額外的金屬接點作內部測試用途，在 Haswell-E 處理器的技術白皮書中，這些不在 Socket 2011-v3 內的金屬接點在早期的技術文件中被標示為 Unassigned / Reserved ，但在中後期的 Haswell-E 處理器的技術文件中，這些金屬接點被完全忽略而且不再被標示。

Intel Socket 2011-v3 Reference 設計與 ASUS OC Socket 的 BGA 接點差異

雖然 Intel 一直沒透露 Haswell-E 處理器在 Socket 2011-v3 定義外的陣列金屬接點之用途，但這些神秘的陣列金屬接點引起了 ASUS 工程師們的注意，並開始進行逆向工程透過焊接空出來的接點，分析這些沒有利用的金屬接點的用途，最終破解了 LGA 2084 的真相， ASUS 主機板放棄採用 Intel Socket 2011-v3 Reference Design ，採用自家研發的 OC Socket 接 Haswell-E 處理器被封印的能力補回來