Особенности микроархитектуры iCore

Все МП этой линейки строятся по 65 нанометровой технологии (0,065 мкм), что при использовании ряда новых эффективных энергосберегающих технологий позволяет существенно снизить их энергопотребление. Напряжение питания 0,85–1,35 вольт.

Благодаря низкому энергопотреблению процессоры этой линейки позиционируются как для настольных, так и для мобильных компьютеров.

Одноядерные МП Core Solo имеют сверхнизкое энергопотребление и предназначены в основном для мобильных ПК. Они обеспечивают высокую производительность в мультимедийных приложениях, системах автоматизированного проектирования, компьютерных играх.

Двухъядерные процессоры Core 2 Duo имеют площадь ядра 1,44. см² и содержат 191 млн транзисторов. Они способны выполнять 4 инструкции за такт (технология Intel Wide Dynamic Execution) и совершать 128-ми битные SIMD операции из набора SSE3 без потери темпа работы (технология Intel Advanced Media Boost).

МП Core 2 Duo позволяют передавать данные на частоте, в 4 раза превышающей частоту шины данных (технология quad-pumped), и адреса на частоте, превышающей в 2 раза частоту адресной шины (технология double-clocked).

Микропроцессоры имеют кэш L1 64 Кб (32 для данных, 32 для команд) в каждом ядре и общий на два ядра кэш L2, что существенно уменьшает задержки при работе обеих ядер с одним и тем же набором данных. Технология Intel Advanced Smart Cache позволяет при необходимости делить кэш L2 между ядрами в соответствии с их загрузкой.

Некоторые характеристики МП линейки Core представлены в таблице 8.2.

Кроме технологий Intel Net Burst и Centrino нужно отметить также следующие технологии, поддерживаемые микропроцессорами линейки Core:

Intel Smart Memory Access — эффективный механизм предварительной выборки данных, позволяющий ускорить работу МП.

Intel Virtualization Technology (VT) — технологию виртуализации. VT представляет собой набор аппаратных ресурсов процессора, которые совместно с соответствующим программным обеспечением поддерживают виртуализацию (организацию виртуальных машин);

Intel Execute Disable Bit — технологию защиты программ от некоторых вирусов;

Intel Enhanced Memory 64 Technology (EM64) — технологию, поддерживающую с использованием 64-битных регистров МПП адресацию более 4 Гбайт оперативной памяти.

В 2007 году компания Intel представила семейство микропроцессоров 9-го поколения Core, изготовленных по 0,045 мкм технологии. Эти процессоры, имеющие кодовое название Penryn, имеют высокую производительность и низкое энергопотребление. В состав семейства Penryn входят двух и четырехъядерные микропроцессоры для настольных ПК и серверов. Двухъядерные процессоры содержат более 820 млн. транзисторов, имеют площадь 107 кв. мм. Для их маркировки в качестве 4-ой цифры индекса используется 8 и 9 (серии 8000 и 9000).

У МП Penryn используются новые технологии: Deep Power Down, снижающая энергопотребление путем уменьшения токов утечки транзисторов в моменты их простоя, усовершенствованную Dynamic Acceleration Technology, повышающую производительность однопоточных приложений путем отключения простаивающих ядер и повышения тактовой частоты работающего ядра, и усовершенствованную Intel Virtualization Technology, уменьшающей время переключения виртуальных машин.

МП семейства Penryn поддерживают расширенный набор команд intel S treaming S IMD E xtension 4 (SSE4) а также кэш-память L2большего объема: (двухъядерные до 6 Мбайт, а четырехядерные до 12 Мбайт.

В 2008 году Intel предложила новую процессорную 0,045 микронную архитектуру Nehalem для настольных ПК (ядра Bloomfield,Lynnfield) и мобильных ПК (ядро Arrandale). Микропроцессоры i7 на ядре Bloomfield используют разъем Socket LGA 1366, а несколько позже выпущенные МП i5 и i7 на ядре Lynnfield – разъем Socket LGA 1156.МП Core i5 является несколько облегченным вариантом i7. Характеристики процессоров представлены в таблице 8.3.

Таблица 8.3. Характеристики процессоров Core i5/i7

Следует отметить, что площадь ядер МП составляет от 263 до 296 кв.мм, а количество транзисторов в них от 731 до 774 млн. МП имеют специальный котроллер PCU (Power Control Unit), который, руководствуясь показаниями температуры и энергопотребления, управляет частотами и напряжением питания каждого ядра отдельно – технология Intel Turbo Boost. МП Core i7 с LGA1366 взаимодействуют с чипсетами iX58 при помощи интерфейсной шины Quick Path Inconnect (QPI), имеющей пропускную способность (псп) до 25 Гбайт/с, МП с LGA 1156 взаимодействуют с чипсетами iP55 припомощи шины Direct Media Interface, (DMI), имеющей существенно меньшую псп, всего до 2 Гбайт/с. Ноэтой скорости обмена оказывается достаточно, поскольку чипсет P55 является облегченным одночиповым и не содержит северного моста, который включен непосредственно в МП. Следует отметить и основной принцип построения МП на основе технологии Nehalem – модульность, которая позволит варьировать количество ядер в МП и изменять насыщенность процессорной системы прочими блоками, в зависимости от предназначения и требуемой производительности.

Так в МП Core i5 750, i7 860 и i7870 включен северный мост чипсета MCH (Memory Controller Hub), а в МП Core i7 920, i7 940, i7 950, i7 965 и i7 975 контроллер памяти.

Микропроцессоры типа RISCсодержат набор только элементарных команд. При необходимости выполнения более сложных команд в микропроцессоре производится их автоматическая сборка из элементарных. В этих МП все элементарные команды имеют одинаковый размер, и на выполнение каждой из них тратится один машинный такт (на выполнение даже самой короткой команды из системы CISCтратится 4 такта). Один из первых МП типа RISC — ARM (на его основе был создан ПК IBM PC RT): 32-разрядный МП, имеющий 118 различных команд. Современные 64-разрядные RISC-микропроцессоры выпускаются многими фирмами: Apple (PowerPC), IBM (PPC), DEC (Alpha), HP (PA), Sun (Ultra SPARC) и т. д.

Микропроцессоры POWER PC (Performance Optimized With Enhanced PC) весьма перспективны и применяются в серверах и в ПК типа Macintosh. Микропроцессоры POWER PC имеют тактовую частоту до 800 МГц, а микропроцессоры Alpha — тактовую частоту 1800 МГц. Микропроцессоры типа RISC характеризуются очень высоким быстродействием, но они программно не совместимы с CISC-процессорами: при выполнении программ, разработанных для ПК типа IBM PC, они могут лишь эмулировать (моделировать, имитировать) МП типа CISC на программном уровне, что приводит к резкому уменьшению их эффективной производительности.

Это весьма перспективный тип МП. Микропроцессоры типа VLIW выпускают фирмы Transmeta — это микропроцессор Crusoe моделей TM3120, TM5400, TM5600, Intel — модель Mersed (торговая марка Itanium) и Hewlett–Packard — модель McKinley. Следует заметить, что при более глубоком анализе технология EPIC (Explicitly Parallel Instruction Computing — вычисления с явной параллельностью инструкций), которой придерживаются фирмы Intel и HP, незначительно отличается от технологии VLIW, принятой за основу фирмой Transmeta. Но эти отличия несущественны, поэтому микропроцессоры VLIW и EPIC можно отнести к одной группе. МП Merced — первый процессор, использующий полный набор 64-битовых инструкций (Intel Architecture-64, IA-64; именно эта технология называется EPIC). К VLIW-типу можно отнести и МП Elbrus 2000 — E2k, разработанный российской компанией «Эльбрус».

Intel представила МП Itanium2: в 2004 году Madison (), в 2006 Montecito, а в 2007 двухядерный Montvale. Доступ программ к внутренним VLIW-командам отсутствует: все программы (даже операционная система) работают "поверх" специального низкоуровневого программного обеспечения (Code Morphing), которое ответственно за трансляцию команд CISC-микропроцессоров в команды VLIW. МП типа VLIW вместо сложной схемной логики, обеспечивающей в современных суперскалярных микропроцессорах параллельное исполнение команд, опираются на программное обеспечение. Упрощение аппаратуры позволило уменьшить габариты МП и потребление энергии (эти МП иногда называют «холодными»).

Архитектура CISC появилась в 1978 году. Тогда процессоры представляли собой скалярные устройства (то есть могли в каждый момент времени выполнять только одну команду), при этом конвейеров практически не было. Процессоры содержали десятки тысяч транзисторов. МП RISC были разработаны в 1986 году, когда технология суперскалярных конвейеров только начала развиваться. Процессоры содержали сотни тысяч транзисторов. В конце 90-х наиболее совершенные процессоры уже содержат миллионы, десятки миллионов транзисторов. Первые МП архитектуры IA-64 содержат десятки миллионов транзисторов. В дальнейших модификациях их число, вероятно, увеличится до сотен миллионов.

Архитектура IA-64 не является ни 64-разрядным расширением архитектуры CISC, ни переработкой архитектуры RISC. IA-64 представляет собой новую архитектуру, использующую длинные слова команд (LIW), предикаты команд (instruction predication), исключение ветвлений (branch elimination), предварительную загрузку данных (speculative loading) и другие ухищрения для того, чтобы обеспечить больший параллелизм выполнения программ. Но, тем не менее, IA-64 — это компромисс между CISC и RISC, попытка сделать их совместимыми: существуют два режима декодирования команд — VLIW и старый CISC. Программы автоматически переключаются в необходимый режим исполнения. Для работы с VLIW операционные системы должны содержать и 64-разрядную часть на IA-64, и старую 32-разрядную.

Что способствует осуществлению желаний? Стопроцентная, непоколебимая уверенность в своем...

Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычислить, когда этот...

ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры...

ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: