Intel обнародовала детали будущих поколений процессоров
В настоящее время на разных стадиях разработки находятся более 15-ти моделей процессоров Intel, которые будут изготавливаться по 45-нанометровой производственной технологии. К концу года их производство начнется на двух фабриках, а во второй половине 2008 года планируется довести выпуск этих процессоров до десятков миллионов штук уже на четырех фабриках с применением 45-нанометровой производственной технологии.
В состав семейства с кодовым наименованием Penryn войдут шесть моделей, включая двух и четырехъядерные процессоры для настольных ПК, двухъядерный процессор для мобильных ПК – все они выйдут под торговой маркой Intel Core, а также новые двух и четырехъядерные серверные процессоры под торговой маркой Intel Xeon. Ведется разработка и более высокопроизводительного процессора для многопроцессорных серверных систем. Как уже отмечалось, в планах выпуска продукции Intel уже находятся 15 моделей процессоров, которые будут изготавливаться на основе 45-нанометровой производственной технологии.
Четырехъядерные процессоры Intel Core 2, созданные на базе 45-нанометровой производственной технологии, будут содержать более 820 миллионов транзисторов. Изобретенный исследователями и инженерами Intel новый транзистор на основе материалов high-k/metal позволил создать процессор, который можно представить себе в виде 820 миллионов энергосберегающих лампочек, включающихся и выключающихся со скоростью света.
Площадь кристалла двухъядерной модели составляет 107 кв. мм, что на 25% меньше, чем у современной продукции Intel, выпускаемой по 65-нанометровой производственной технологии, и в четыре раза меньше размера средней почтовой марки; при этом энергопотребление останется на том же уровне, что и в современных двухъядерных процессорах Intel или даже будет снижено.
Мобильный процессор с кодовым наименованием Penryn имеет новый режим работы с усовершенствованными функциями управления энергопотреблением (называемый Deep Power Down Technology), который позволяет существенно снизить энергопотребление процессора в моменты его простоя за счет снижения влияния токов утечки внутри транзисторов. Эта технология, которая поможет продлить срок автономной работы ноутбука от батарей, является важнейшим усовершенствованием по сравнению с предыдущим поколением лучших в отрасли мобильных процессоров Intel.
В мобильном процессоре с кодовым названием Penryn будет реализована усовершенствованная версия технологии Intel Dynamic Acceleration Technology, поддерживаемой современными процессорами с торговой маркой Intel Core 2. Эта технология позволяет использовать вычислительную мощность, высвобождающуюся при отключении одного из ядер, для повышения производительности работающего ядра. Представьте себе «двуглавый» душ – если перекрыть один кран, то напор воды (производительность) во втором душе возрастает.
Процессор с кодовым наименованием Penryn поддерживает набор инструкций Intel Streaming SIMD Extensions 4 (SSE4), который является наиболее значительным расширением набора команд со времен введения SSE Instruction Set Architecture (ISA). В SSE4 включены дополнительные инструкции Intel 64, позволяющие повысить производительность и создать новые функциональные возможности для архитектуры Intel.
Другие технические инновации, обеспечивающие рост производительности:
- оптимизация микроархитектуры повышает общую производительность и эффективность энергопотребления передовой микроархитектуры Intel Core: за один такт работы процессора выполняется большее число инструкций, что приводит к росту его производительности и сокращению времени отклика ПК;
- процессор с кодовым названием Penryn сокращает время переключения виртуальных машин (вход/выход) в среднем на 25–75%. Это достигается за счет усовершенствования микроархитектуры и не потребует изменений в ПО, управляющем работой виртуальной машины. Технология виртуализации позволяет разбить среду одного компьютера на разделы, в которых можно запускать отдельные операционные системы и другое ПО, что позволяет более оптимально использовать возможности многоядерных вычислений, повысить эффективность и сократить расходы, поскольку одна вычислительная машина может действовать как множество виртуальных мини-компьютеров.
- семейство процессоров с кодовым наименованием Penryn позволит достичь более высоких тактовых частот в рамках текущих уровней энергопотребления и тепловыделения, что будет способствовать дальнейшему повышению производительности. Тактовые частоты процессоров для настольных ПК и серверов превысят 3 ГГц.
- процессоры с кодовым названием Penryn обеспечат ускорение работы делителя – примерно вдвое по сравнению с процессорами предыдущих поколений почти во всех приложениях – благодаря поддержке нового метода выполнения деления, получившего название Radix 16. Возможность быстрее выполнять инструкции деления позволит повысить производительность компьютера.
- увеличение объема кэш-памяти второго уровня для процессоров с кодовым наименованием Penryn составляет до 50%, кроме того, повышается уровень ее ассоциативности, что еще больше ускоряет работу и обеспечивает максимальное использование ресурсов кэш-памяти. Объем кэш-памяти второго уровня в двухъядерных процессорах Penryn будет достигать 6 Мб, а в четырехъядерных – 12 Мб. Кэш-память – это своеобразный резервуар (буфер), в котором размещаются наиболее часто используемые данные для ускорения доступа к ним. Увеличение объема и скорости работы кэш-памяти позволяет повысить производительность компьютера и сократить время его отклика.
- благодаря реализации однопроходного 128-разрядного модуля перестановок процессоры с кодовым названием Penryn могут выполнять перестановки значений сразу во всем 128-разрядном регистре за один такт. Это существенно повышает производительность при выполнении инструкций из наборов SSE2, SSE3 и SSE4, которые содержат операции, связанные с перестановкой, например упаковка, распаковка и сдвиг упакованных значений. Эта функция позволяет повысить производительность при создании контента, обработке изображений, видео и высокопроизводительных вычислениях.
После выпуска процессоров семейства Penryn на базе 45-нанометровой кремниевой производственной технологии запланирован переход на микроархитектуру нового поколения с кодовым наименованием Nehalem, а начало массового производства с ее применением начнется в 2008 году. Вот некоторые предварительные данные о микроархитектуре Nehalem:
- динамически управляемые ядра, вычислительные потоки, кэш-память, интерфейсы и энергопотребление;
- выполнение четырех инструкций за такт благодаря технологическим инновациям, заложенным в микроархитектуру Intel Core;
- одновременная многопоточная обработка данных (аналогично технологии Intel Hyper-Threading), обеспечивающая рост производительности и эффективность энергопотребления.
