РЕКЛАМА
ИНФОРМАЦИЯ
Rambler's Top100 Рейтинг@Mail.ru

ПРОЦЕССОРЫ

Intel Core i7 (Nehalem): новая архитектура
Краткое содержание статьи: Два года назад Intel вывела на рынок архитектуру Conroe, которая нашла применение в процессорах Core 2 Duo и Core 2 Quad. Благодаря данному решению компания вернула корону производительности. Первая фаза дальнейшего плана предусматривала выпуск обновления архитектуры через 12 месяцев после объявления, чтобы получить преимущество от нового техпроцесса. Это и было сделано с выпуском Penryn. А полностью новая архитектура должна была появиться через 24 месяца с кодовым названием Nehalem. Эта архитектура и стала темой данной статьи.

Intel Core i7 (Nehalem): новая архитектура


Редакция THG,  28 октября 2008
Назад
Вы читаете страницу 1 из 5
1 2 3 4 5
Далее


Введение

Два года назад Intel сорвала большой куш, выведя на рынок архитектуру Conroe, которая нашла применение в процессорах Core 2 Duo и Core 2 Quad. Благодаря данному решению компания вернула корону производительности после небольшой потери доверия из-за спорного дизайна Pentium 4 "Prescott". В то же время Intel объявила весьма амбициозные планы развивать архитектуру своих процессоров ударными темпами, как это происходило в середине 1990-х. Первая фаза плана предусматривала выпуск обновления архитектуры через 12 месяцев после объявления, чтобы получить преимущество от нового техпроцесса. Это и было сделано с выпуском Penryn. А полностью новая архитектура должна была появиться через 24 месяца с кодовым названием Nehalem. Эта архитектура и стала темой данной статьи.

Nehalem

Нажмите на картинку для увеличения.

Архитектура Conroe обеспечивала превосходную производительность и весьма разумное энергопотребление, но она не была идеальна. Собственно, условия, в которых разрабатывалась эта архитектура, тоже не были идеальными. Когда Intel поняла, что процессор Pentium 4 зашёл в тупик, компании пришлось изобретать новую архитектуру в великой спешке - а это не так легко для такой крупной компании, как Intel. Команде инженеров в Хайфе (Израиль), которая до этого отвечала за мобильные архитектуры, была внезапно навязана разработка дизайна для всей новой линейки процессоров Intel. Задача для команды оказалась не такой лёгкой, поскольку именно ей пришлось отвечать за будущее Intel. Учитывая эти условия, с жёсткими временными рамками и давлением, результат, который выдали инженеры Intel, просто великолепен. Но эта ситуация также объясняет, почему команде пришлось пойти на некоторые компромиссы.

Хотя перед нами была серьёзная переработка Pentium M, архитектура Conroe всё же в какой-то степени предала свою мобильную основу. С одной стороны, архитектура не была достаточно модульной. Ей было необходимо закрыть всю линейку процессоров Intel, от ноутбуков до серверов. Но на практике в каждом случае мы получали практически идентичный чип; разница была только в размере памяти L2. Архитектура была явно разработана для двуядерных процессоров, и переход на четырёхъядерные CPU потребовал такой же трюк, какой Intel сделала для первых двуядерных CPU - два кристалла в одной упаковке. Наличие FSB повредило разработке конфигураций с несколькими процессорами, поскольку она оставалась "узким местом" по доступу к памяти. Наконец, маленький подарок: одна из новых функций, введённых в архитектуре Conroe, а именно слияние макроопераций, позволяющая соединять две инструкции x86 в одну, не работала в 64-битном режиме, стандартном режиме для серверов.

Эти компромиссы были понятны два года назад, но сегодня Intel уже не может их оправдать - особенно перед лицом конкуренции со стороны AMD и процессоров Opteron, которые до сих пор весьма привлекательны для корпоративных окружений. С Nehalem Intel было необходимо устранить свои слабые места, разработав модульную архитектуру, которая может адаптироваться для нужд всех трёх основных рынков: мобильного, настольного и серверного.

Nehalem: обзор

Честно говоря, сложно делать обзор архитектуры, подобной Nehalem, которая изначально была разработана модульной. Инженеры Intel хотели создать набор базовых "кирпичей, которые можно собирать как блоки конструктора Lego, чтобы создавать разные версии архитектуры.

Nehalem

Нажмите на картинку для увеличения.

Впрочем, в то же время вполне реально рассмотреть флагмана новой архитектуры - high-end версию, которая будет использоваться в серверах и производительных рабочих станциях. На первый взгляд, спецификации очень напоминают архитектуру Barcelona (K10) от AMD. То есть перед нами "родной" четырёхъядерный процессор, который использует три уровня кэш-памяти, встроенный контроллер памяти, а также высокопроизводительную систему интерфейсов "точка-точка" для связи с периферией и другими CPU в многопроцессорной конфигурации. Это доказывает, что технологические решения AMD были не такими плохими, но пострадали из-за технической реализации, которая не была достаточно хорошо адаптирована для текущего дизайна.

Nehalem

Нажмите на картинку для увеличения.

Но Intel не только обновила свою архитектуру, взяв у конкурента интересные инновации. С бюджетом более 700 млн. транзисторов (731 млн., если быть точным), инженеры смогли серьёзно улучшить основные характеристики исполнительного ядра, добавив в то же время новую функциональность. Например, поддержка многопоточности (simultaneous multi-threading, SMT), которая впервые появилась в Pentium 4 "Northwood" под названием Hyper-Threading, вновь вернулась. Поскольку физических ядер на кристалле четыре, некоторые версии Nehalem, которые используют два ядра в одной упаковке, смогут выполнять до 16 потоков одновременно. Изменения на первый взгляд кажутся простыми, но, как мы увидим позже, они привели к серьёзным переменам на разных уровнях конвейера; многие буферы пришлось изменить, чтобы данный режим не влиял на производительность. Как уже случалось с каждой последней архитектурой на протяжении последних лет, Intel добавила к Nehalem новые инструкции SSE. Архитектура поддерживает набор SSE 4.2, некоторые компоненты которого были, как может показаться, взяты из микроархитектуры AMD K10.

Теперь, когда вы знаете ключевые особенности новой архитектуры, настало время рассмотреть её более детально, начиная с первых ступеней конвейера - часть, которая отвечает за считывание инструкций из памяти и подготовку их для выполнения.

Nehalem

Нажмите на картинку для увеличения.

Назад
Вы читаете страницу 1 из 5
1 2 3 4 5
Далее


СОДЕРЖАНИЕ

Отзывы об архитектуре Nehalem в Клубе экспертов THG [ 25 отзывов] Отзывы об архитектуре Nehalem в Клубе экспертов THG [ 25 отзывов]


РЕКЛАМА
РЕКОМЕНДУЕМ ПРОЧЕСТЬ!

История мейнфреймов: от Harvard Mark I до System z10 EC
Верите вы или нет, но были времена, когда компьютеры занимали целые комнаты. Сегодня вы работаете за небольшим персональным компьютером, но когда-то о таком можно было только мечтать. Предлагаем окунуться в историю и познакомиться с самыми знаковыми мейнфреймами за последние десятилетия.

Пятнадцать процессоров Intel x86, вошедших в историю
Компания Intel выпустила за годы существования немало процессоров x86, начиная с эпохи расцвета ПК, но не все из них оставили незабываемый след в истории. В нашей первой статье цикла мы рассмотрим пятнадцать наиболее любопытных и памятных процессоров Intel, от 8086 до Core 2 Duo.

ССЫЛКИ
Реклама от YouDo
Ремонт бытовой техники в Тушино на https://youdo.com/lp-remont-bitovoy-tehniki-v-tushino/.
Профессиональная семейная фотосессия, http://photo.youdo.com/photo/family/.