Intel Core i5 и другие грядущие новинки: слухи и факты

Осенью этого года должен состояться релиз нового семейства процессоров Intel Core i5. Процессоры для настольных компьютеров, продвигаемые под кодовым названием Lynnfield, будут мейнстрим-вариантом наиболее совершенных на сегодня CPU семейства Core i7. В нынешние времена упрощенная модификация самой производительной на сегодня микроархитектуры должна иметь повышенное внимание.

Nehalem, Clarksfield и Havendale #

Корпорация Intel, сняв сливки с первой реализации микроархитектуры Nehalem в виде "топовых" и далеко не всем доступных процессоров под брендом Core i7, готова приступить к "жатве" в мейнстрим-секторе с процессоров Core i5. Первые образцы таких CPU были изготовлены еще в 2008 году. Если исходить из уточненных производственных планов корпорации Intel, выполненные по 45-нм технологическому процессу четырехъядерные процессоры для настольных компьютеров микроархитетуры Nehalem под кодовым наименованием Lynnfield должны поступить в продажу в третьем квартале 2009 года, при ориентировочной стоимости от $180 за партию от тысячи штук и примерно около $200 в розницу. Впрочем, это уровень цен на младшие модели. Процессор с тактовой частотой 2,93 ГГц будет стоить уже более $500.

В этом же году должен появиться и четырехъядерный мобильный вариант этих процессоров – Clarksfield, который станет представителем следующей мобильной платформы Intel Capella. В конце текущего года, к рождественским продажам подоспеет двухъядерный бюджетный процессор Havendale. А сразу после новогодних праздников его мобильный двойник Auburndale.

Особенности Corei5 #

Первые модели процессоров Core i5 будут производиться по 45 нм технологическим размерам c тактовыми частотами 2.66 ГГц, 2.8 ГГц и 2.93 ГГц для настольных моделей и 1.6 ГГц, 1.73 ГГц и 2.0 ГГц для мобильных CPU. Основные сравнительные характеристики микроархитектуры Nehalem приведены в таблице, а к отличительным особенностям всех этих процессоров нужно отнести:

• Интегрированный двухканальный контроллер DDR3 памяти.
• Интегрированный графический интерфейс на основе шины PCI-Express (1х16 или 2х8).
• Дополнительное графическое ядро в отдельных моделях процессоров.
• Связь с чипсетами Intel Ibex Peak на основе интерфейса DMI (англ. Direct Media Interface).

Как известно, основным нововведением микроархитектуры Nehalem для Сorei7 была интеграция на процессорном кристалле трехканального контроллера для модулей оперативной памяти стандарта DDR3. В процессорах Corei5 этот контроллер потерял один канал и стал двух канальным, что даст некоторое снижению общей производительности при несколько меньшей стоимости CPU.

Вторым отличием новых процессоров Core i5 можно считать замену только что разработанной Intel скоростной и универсальной внешней шины процессора – QPI на связку из двух более привычных интерфейсов: DMI (для общения с чипсетом в виде южного моста) и PCI Express 2.0 для подключения видеокарт. Встроенный в CPU графический контроллер позволяет значительно повысить производительность видеосистемы, так как процессор будет обмениваться данными с видеокартами напрямую, а не через чип северного моста.

Так как большая часть моделей CPU Core i5 не поддерживают ни трех канальный режим работы с памятью, ни внешний интерфейс QPI, под них разработали новый сокет – LGA 1160, тогда, как Core i7 устанавливается в LGA 1366. Такая неприятная для покупателей процессоров Core i5 отличительная особенность не позволит им при необходимости произвести апгрейд своего компьютера до Core i7.

Объем кэш-памяти второго уровня во всех новых CPU составляет до 1 Мб (по 256 Кб на ядро), а объем общей кэш-памяти изменяется от 4 до 12 Мб. Также, как и в процессорах Сore i7, используется созданная когда-то для одноядерных СPU технология распараллеливания вычислений – SMT (Simultaneous Multi-Threading). SMT позволяет из одного реального ядра получать два виртуальных. К примеру, четырехъядерные процессоры Lynnfield способны одновременно работать с восемью потоками данных.

Значимую роль в увеличении производительности процессоров будет иметь ставшая уже традиционной технология Intel Turbo Boost, которая позволяет работающим ядрам при необходимости повышать тактовую частоту (с шагом 133 МГц) до срабатывания тепловой защиты. При этом тактовая частота работающего ядра процессора может подниматься выше номинального значения. Неиспользуемые ядра могут программно переводиться в режим нулевого энергопотребления, что является большим плюсом для снижения общего тепловыделения и повышения энергоэффективности, а также для возможности сильнее загружать работающие ядра, повышая их частоту сверх обычно используемой.

Встроенное графическое ядро от Intel #

Рождественским подарком от Intel в конце 2009 года должен стать двухъядерный процессор Havendale. Этот CPU также будет иметь встроенный двух канальный контроллер памяти, встроенный графический PCI Express интерфейс и, дополнительно, довольно серьезное встроенное графическое ядро, со всеми вытекающими отсюда последствиями при работе с плотной графикой и видео высокого разрешения. Предусмотрена поддержка самых современных HD форматов: HD-DVD и Blu-Ray.

Графическое ядро, выполненное по используемой в самых современных видеопроцессорах унифицированной шейдерной архитектуре, будет поддерживать расширения: DirectX 10, Shader Model 4.0 и OpenGL 2.1. Специальный вычислительный блок в составе графического ядра предназначен для кодирования/декодирования видео высокого разрешения. Так аппаратно выполняется обработка форматов: MPEG2, VC-1 и AVC (H.264). Для ускоренного приема передаваемых через южный мост видеоданных в составе графического ядра предусмотрена еще одна новинка – отдельный набор видеоинтерфейсов – FDI (Flexible Display Interface).

Разработчики материнских плат смогут теперь использовать для связи между CPU и южным мостом традиционные видеоинтерфейсы: аналоговый VGA и цифровые – SDVO, HDMI, Display Port and DVI. Идя в ногу со временем разработчики Intel предусмотрели встроенную аппаратную защиту (HDCP) от воспроизведения нелицензионных видеозаписей HDMI формата.

Новые мобильные СPU Intel #

Выпуск первых мобильных CPU на основе микроархитектуры Nehalem по уточненному графику запланирован на вторую половину 2009 года. Первой мобильной новинкой станет четырех ядерный CPU Clarkefield, затем будет представлен Auburndale (двух ядерный вариант). СPU Clarksfield и Auburndale в плане функциональности аналогичны настольным решениям Lynnfield и Havendale, однако, как мобильные процессоры будут иметь значительно улучшенную энергоэффективность и тепловыделение. Так для Clarksfield TDP заявлено на уровне 45-55 Вт. Auburndale будет оснащаться интегрированным графическим ядром, что позволит еще более снизить энергетические потребности видеосистемы.

Мобильные процессоры будут производиться с тремя номиналами тактовых частот 1,6 ГГц; 1,73 ГГц и 2,0 ГГц и войдут в состав новой мобильной платформы Capella. Для совместной работы в составе ноутбуков будет разработан мобильный чипсета Ibex Peak М, который будет комплектоваться модулями беспроводной связи в стандарте Wi-Fi 802.11n (Puma Peak) или WiMAX (Kilmer Peak). Первые процессоры поступят в продаже в третьем квартале 2009 года при первоначальной стоимости партий от 1000 штук по $364, $546 и $1054 за штуку.

Первые испытания Core i5 Lynnfield #

Согласно появившимся в интернете сведениям о независимых тестовых испытаниях первых образцов процессоров Core i5 Lynnfield, новые процессоры показывают вполне добротные результаты. Так, работая с тактовой частотой всего 2,13 ГГц в некоторых тестах они достигали производительности младших моделей Core i7 и разогнанного до 3,4 ГГц Core 2 Quad Q6600.

Новые чипсеты Intel #

Очередной этап развития микроархитектуры Nehalem позволяет безболезненно для общей производительности компьютерной системы отказаться от использования в составе материнской платы чипа северного моста. Чипсет теперь, по существу, состоит лишь из южного моста – ICH10 (I/O controller hub по терминологии Intel). Впрочем, теперь этот чип изменяет свое классификационное наименование, а со временем исчезнет и его южное географическое отличие.

Вместе с тем добавятся функциональные возможности, благо, довольно легко это сделать позволяют уменьшающиеся технологические нормы производства. Место чипсета на материнской плате новой платформы Intel займет хаб-контроллер (англ. Platform Controller Hub – PCH). Первые PCH с кодовым названием Ibex Peak продолжат пятую серию чипсетов Intel. Чуть позже топовым вариантом этого чипсета станет P57, который представят в первом квартале 2010 года. Тогда же появятся еще три модели чипсетов этой серии, но уже с встроенным набором видеоинтерфейсов – FDI (Flexible Display Interface). Для компьютеров бизнес-класса разрабатывается модель Q57, для мейнстрим-сектора предназначены Н55 и Н57.

Основным интерфейсом для связи между PCH и процессором теперь станет традиционный для южных мостов – DMIx4/x2 (Direct Media Interface). Новинкой в составе PCH будет FDI – отдельный блок видеоинтерфейсов для дополнительной связи с имеющими интегрированное видеоядро процессорами. В PCH будут встроены аналоговый порт VGA и по два цифровых: SDVO, HDMI, Display Port и DVI. Подобный видеоканал значительно увеличит производительность и функциональные возможности компьютера при подключении к нему HD-видеоаппаратуры и монтаже видео высокого разрешения.

В сравнении с традиционными южными мостами, в составе PCH Ibex Peak предполагается ряд и других усовершенствований. Например, контроллер NAND-памяти, предназначенный для поддержки твердотельных дисков SSD и поддерживающий функции шифрования сохраняемых данных.

Intel сегодня #

Процессорный монополист с освоением новой микроархитектуры Nehalem продолжает радовать многих "компьютерных энтузиастов" и геймеров. Однако, к сожалению, для многих здравомыслящих пользователей этот рывок может означать в обозримом завтра безраздельную монополию и диктат цен. Исчерпав ресурсы микроархитектуры NetBurst и проиграв c нею гонку частот своему конкуренту AMD, Intel не только смогла оперативно разработать гораздо более успешную микроархитектуру Core на основе своих прежних наработок, но и извлекла урок на будущее.

Cегодня процессоры Core на основе микроархитектуры Сore пока еще составляют костяк мейнстрим-сектора CPU Intel и успешно используются в бюджетных и мобильных вариантах. Вместе с тем, уже всем стало ясно, что ограниченные интерфейсные возможности таких CPU не позволят им в будущем успешно конкурировать с исповедуемой AMD более эффективной структурой процессоров.

Как известно, первоначально AMD копировала процессоры Intel. Теперь Intel пришлось прекратить развитие своих идей и перейти на более производительные построения конкурента. Nehalem стала первой микроархитектурой Intel внешне похожей на устройство уже нескольких поколений процессоров AMD. Хотя, справедливости ради стоит отметить, что существует разный подход в реализации отдельных блоков вычислений и внутренних шин.

Этот стратегический шаг Intel, учитывая ее технологическое превосходство и финансовое могущество, значительно осложнит жизнь и условия конкуренции для других игроков на рынке процессоров архитектуры х86. А их осталось только двое – AMD да VIA.

Intel завтра: Westmere – развитие Nehalem #

Близкое будущее процессоров Intel связано с переходом на 32 нм технологию производства микросхем. Освоив этот недостижимый пока для конкурентов технологический рубеж, Intel сможет создавать высокоинтегрированные, миниатюрные и экономичные CPU для высокопроизводительных серверов, всего спектра настольных и мобильных компьютеров.

Конечным этапом развития микроархитектуры Nehalem станет перевод ее на 32 нм технологию. В то же время интегрированные контроллер памяти и графический пока будут выполняться по 45 нм нормам. Подобный вариант микроархитектуры назвали Nehalem-C, а проектируемые CPU классифицируются, как Westmere. Такие процессоры станут первыми в мире выполненными по 32 нм технологии, их представление планировалось еще в этом году, но отложено до 2010 года. Всего запланировано произвести три модели: серверный, настольный и мобильный CPU.

Весьма популярным чипом может стать двухъядерный Clarkdale и его мобильный вариант Arrendale. Имея все основные функциональные возможности Lynnfield и Clarksfield при несколько урезанном до 4 Мбайт объеме кэш L3, эти процессоры будут отличаться весьма доступной ценой (заявлено от $100) и пониженным энергопотреблением.

Для серверов и самых мощных настольных компьютеров запланирован топовый СPU Gulftown c трехканальным контроллером памяти, внешним QPI-интерфейсом и, что естественно, под сокет LGA-1366.

О производительности этого CPU можно судить по наличию шести вычислительных ядер, обширного общего массива кэш-памяти в 12 Мбайт. Clarkdale и мобильный Arrendale будут располагать всего двумя ядрами и 4 Мбайт общей кэш-памяти, но зато оснащаться встроенным графическим ядром и дополнительным видеоканалом FDI для связи с чипсетом. Какими-то функциональными инновациями процессоры последнего поколения Nehalem отличаться не будут, разве что встраиванием аппаратной поддержки функций шифрования данных. Основное назначение этих процессоров – обкатать 32 нм технологию производства в преддверии перехода на принципиально новую архитектуру.

Новый встроенный набор процессорных команд для реализации функций шифрования в стандарте Advanced Encryption Standard (AES) позволит процессорам ускорить процедуры шифрования и дешифрования закрытых данных, защитит пользователей от внешних атак при работе в сети, что расширяет возможности эффективного применения компьютеров. Алгоритмы шифрования в стандарте AES приняты в правительственных учреждениях США, используются во многих научных и коммерческих предприятиях во всем мире.

Обеспечение безопасности хранения и передачи информации одна из крупных проблем современных компьютерных технологий. Процессоры из связки Westmere и созданные для них программы обеспечат сохранность личной информации и сделают ее недоступной для пользователей, не прошедших авторизацию. Набор программ, разработанный на основе данной технологии, сможет защитить хранимую и передаваемую по каналам связи информацию. При работе таких приложений обеспечивается повышенная защита данных и, при этом, не снижается общая производительность системы, в отличие от программных методов шифрования и защиты.

Впрочем, первопроходцем, и в этом случае, Intel не является. Подобные алгоритмы шифрования уже несколько лет работают в некоторых экономичных, но недостаточно мощных процессорах VIA, из-за чего о них мало что известно широкому кругу пользователей компьютеров.

Sandy Bridge – мост в будущее для CPU Intel #

Микроархитектура-преемник Nehalem будет называться Sandy Bridge, работа над ней ведется уже с 2006 года. По утверждениям представителей Intel сроки ее внедрения не форсируются и будут зависеть от рыночной эффективности используемой сегодня микроархитектуры Nehalem. Одновременно будет представлен и мобильный вариант Sandy Bridge.

СPU микроархитектуры Sandy Bridge будут производиться по уже отработанному к тому времени 32 нм технологическому процессу. Столь тонкий техпроцесс позволит разместить на процессорном кристалле еще большее количество транзисторов, увеличить объемы кэш-памяти, расширить разрядность некоторых внутренних шин процессора и блоков обработки данных. Все это предполагает эволюционный шаг в развитии процессоров, позволит поднять на новый уровень их производительность и энергоэффективность. Пока же лишь известно, что процессоры будут обладать следующими основными возможностями:

• Тактовая частота – до 4 ГГц;
• Количество ядер – от 4 до 8;
• Кэш L1 увеличен до 32 Kбайт (на ядро);
• Кэш L2 увеличен до 512 Kбайт (на ядро);
• Кэш L3 – 2 – 3 Мбайт (на ядро) (всего от 8 до 24 Mбайт);
• Внутренняя связь между ядрами по кольцевой 256 битной шине;
• До 512 Мбайт быстрой графической памяти GDDR;
• 64 Гбайт/сек – полоса пропускания интерфейса с GDDR;
• 17 Гбайт/сек – полоса пропускания внешнего интерфейса QPI.

Увеличивать тактовую частоту сверх номинального значения позволит технология Dynamic Turbo, до 20% в режиме постоянной загрузки и до 37% при пиковых нагрузках. В микроархитектуре Sandy Bridge's будет продолжено совершенствование и развитие интегрированных графических ядер, в частности, они будут располагать приличными массивами быстрой GDDR памяти при скоростном внутреннем интерфейсе. Большое внимание уделяется эффективной связи между все увеличивающимся количеством интегрированных ядер.

Для процессоров Sandy Bridge будет разработан новый набор дополнительных инструкций - AVX (Advanced Vector Extensions), являющийся расширенной формой существующих инструкций SSE. Микросхема северного моста в составе чипсетов для CPU новой микроархитектуры будет называться теперь "Sandy Bridge System Agent" вместо MCH (Memory Controller Hub).

Первоначально планируется использовать две модификации микроархитетуры: Sandy Bridge и Ivy Bridge. Если переход на следующую ступень минитюаризации с технологическими размерами в 22 нм задержится, тогда для Sandy Bridge возможно третье пришествие.

Итоги и размышления #

Отдавая дань современному лидеру компьютерных технологий, в виде уважения и денег, за использование технологических достижений, стоит отметить и других неизвестных, но талантливых и прозорливых разработчиков из полупроводниковых фирм, занимавшихся проектированием процессоров архитектуры х86.

Микроархитектура Nehalem c встроенным графическим ядром не является новинкой. Аналогичный проект Fusion уже давно разрабатывает AMD. А маленькая, но упорная корейская компания VIA уже производит экономичные, но уже недостаточно производительные процессоры с интегрированными на кристалле CPU северным мостом и встроенной графикой S3 Graphics ProSavage4 и VIA UniChrome Pro. Эти процессоры известны специалистам и некоторым компетентным пользователям, как VIA Mark и VIA Luke.

Ограниченный бюджет не позволяет VIA сокращать сроки разработки новых более функциональных версий микроархитектуры, а отсутствие необходимых технологических мощностей для производства получить максимальную производительность из имеющихся разработок. Пришествие более известного проекта Fusion с встроенным графическим ядром от AMD тоже затягивается, очевидно, в силу проблем финансового характера.

А, если же оглянуться в чуть более далекое прошлое, можно еще раз убедиться в справедливости поговорки, что все новое – это хорошо забытое старое. Принципы построения CPU во многом подобные используемым в микроархитектуре Nehalem были заложены в процессоре Efficeon разорившейся американской компании Transmeta, которую кое-кто за смелые революционные инновации называл главной компанией Кремниевой Долины. В этом процессоре, разработанном Transmeta и производившемся еще в 2004 году на фабриках Fujitsu по 90 нм техпроцессу, устанавливались встроенные контроллеры памяти и AGP (для подключения видеокарты). Связь с южным мостом осуществлялась по первой версии популярной сейчас сверхвысокоскоростной шины HyperTransport, тогда ее пропускная способность составляла до 1,6 Гбайт/с.

Но, самое главное, при этом энергопотребление процессора было всего лишь около – 7 ватт! Процессор мог довольствоваться даже пассивным охлаждением. Правда и тактовая частота была небольшой – 1,1 – 1,7 ГГц (но техпроцесс то составлял 90 нм против нынешних 45). Представьте, какими размерами и энергопотреблением будут обладать нынешние новинки, если их изготовить в размерах 90 нм технологии.

Отзывы

1 Оставить отзыв

• 
  Kostja 07.09.2009 в 00:11

  Всё очень интересно,спасибо за инфу.

  Ответить

Всего отзывов    1

Оставить отзыв

Добавить отзыв

загрузить другую

Ваш отзыв

Показать все смайлы
© Mantsurov Ivan, знакомые колобки?

Отправить