§1.3. Intel Core Duo (Yonah)

Intel Core Duo был представлен 5 января 2006 года. Yonah — это кодовое имя первого поколения мобильных процессоров компании Intel, произведённых с использованием техпроцесса 65нм. Процессор Core Duo(yonah) является лучшим в мире двухъядерным процессором с архитектурой x86 с точки зрения энергопотребления — менее 25 Вт.

Линейка двуядерных мобильных процессоров Core Duo опирается на два независимых процессорных ядра, которые используют общий 2-Мбайт кэш L2. Оба ядра находятся на едином кристалле, и оба используют общую процессорную шину для доступа к чипсету, кэшу L2 и связи друг с другом. Intel называет 2-Мбайт общий кэш "умным" (Smart Cache).Уменьшение техпроцесса позволило разместить на прежней площади кристалла больше транзисторов.

Два ядра Core Duo (Yonah) занимают всего 90,3 мм² площади кристалла, включая общий 2-Мбайт кэш L2. Суммарное число транзисторов составляет 151 миллион. Общий кэш L2 чипа Core Duo, вместе с общей процессорной шиной, реализует своего рода высокоскоростную связь между ядрами прямо на чипе. Кроме того, данный дизайн (два ядра с общим кэшем L2) снижает трафик по FSB, что позитивно влияет как на энергопотребление, так и на общую производительность Core Duo. Технология "умного" кэша в паре с динамическим распределением кэша (Dynamic Cache Allocation) позволяет снизить число промахов кэша по сравнению с раздельным дизайном кэша. Каждое из двух ядер всегда использует 2 Мбайт кэша L2. Другими словами, не существует какого-либо ограничения на распределение кэша для каждого ядра. Кроме того, процессор может выключать неиспользуемые области кэша L2 в зависимости от характера нагрузки, что экономит энергию. Подобная возможность не влияет на целостность данных в кэше L2.

Компоненты управления питанием ядра включают в себя блок температурного контроля, который способен управлять отдельно питанием каждого ядра, добиваясь в результате очень эффективного управления питанием.

Во многих приложениях (с поддержкой обоих ядер), Yonah демонстрирует нехарактерно большое улучшение производительности над своими предшественниками

• два вычислительных ядра без значительного увеличения потребления энергии

• выдающаяся производительность

• выдающийся коэффициент «производительность на ватт»

Недостатки Yonah в значительной степени наследует от предыдущей архитектуры Pentium M(Mobile):

• высокая задержка при обращении к памяти из-за отсутствия на ядре интегрированного контроллера памяти (ещё более усугубляется использованием памяти DDR2)

• слабая производительность блока операций с плавающий точкой (FPU)

• отсутствует поддержка 64-bit (EM64T)

• отсутствует Hyper-Threading

§1.4. Intel Core 2 Duo (Conroe)

Core 2 Duo — семейство 64-разрядных микропроцессоров предназначенных для клиентских систем и основанных на микроархитектуре Core, разработанных и производимых корпорацией Intel. Выход Intel Core 2 привёл к прекращению разделения процессоров Intel на настольные и мобильные, процессоры Core 2 будут представлены как двух- так и одноядерными продуктами для настольных и мобильных компьютеров, в то время как процессоры Intel Core предназначены для ноутбуков. Архитектура Intel Core 2, представителем которой является десктопное ядро Conroe, представляет собой дальнейшее развитие идей, заложенных в мобильное ядро Yonah и Pentium M. Основные отличия новой архитектуры от Intel Core Duo (Yonah):

• Усовершенствованный декодер инструкций, расширенный до 4-х декодеров x86-макроопераций (у ближайших аналогов, Intel Pentium M / Core Duo — 3).

• Скорость исполнения 128-битных SIMD-инструкций доведена до 1 инструкции за такт в каждом исполнительном устройстве (в 2 раза быстрее, чем у Yonah).

• Усовершенствованные механизмы работы с памятью и аппаратного prefetch.

• L2-кэш является общим для обоих вычислительных ядер, его объём перераспределяется между ними динамически, в зависимости от нагрузки

• Дальнейшее улучшение технологий энергосбережения.

Первые процессоры Core 2 официально представлены 27 июля 2006 года. Особенности микроархитектуры Core таковы, что она позволяет создание процессоров с различными характеристиками, нацеленными на всевозможные сегменты рынка. Как утверждают разработчики, искусственное уменьшение предельного энергопотребления процессоров с будущей микроархитектурой в два раза требует лишь 15-процентного снижения максимальной тактовой частоты. Благодаря этому свойству новая микроархитектура даст одновременный старт трём параллельным семействам процессоров: для мобильного рынка, настольных систем и серверов.

Также как и их предшедственники, процессоры Intel Core, они делятся на модели Solo (одноядерные), Duo (двухъядерные), Quad (четырёхъядерные) и Extreme (двух- или четырёхъядерные с высочайшей скоростью и разблокированным множителем). Процессоры получили следующие кодовые названия — «Conroe» (для домашних систем), «Merom» (для портативных ПК), «Kentsfield» (четырёхъядерный Conroe) и «Penryn» (Merom, выполненный по 45 нанометровому техпроцессу). Хотя процессоры «Woodcrest» также основаны на архитектуре Core, они выпускаются под маркой Xeon.

В отличие от процессоров архитектуры NetBurst (Pentium 4 и Pentium D), в архитектуре Core 2 ставка делается не на повышение тактовой частоты, а на улучшение других параметров процессоров, таких как кэш, эффективность и количество ядер. 

Все процессоры Core 2 Duo работают с тактовой частотой системной шины (Front Side Bus, FSB) 266 МГц, в то время как большинство моделей Pentium 4 и Pentium D используют 200-МГц шину. За исключением процессоров начального уровня, все модели оснащены 4 Мбайт кэша L2, который используют оба процессорных ядра. Все процессоры поддерживают 64-битные расширения Intel (EM64T), мультимедийные инструкции (SSE2 и SSE3), технологию виртуализации (VT) и бит запрета выполнения (XD). Кроме этих функций, все модели поддерживают последние технологии управления энергопотреблением вроде Thermal Monitor 2 (TM2), Enhanced Halt State (C1E) и Enhanced SpeedStep (EIST).