Основные особенности архитектуры Intel Core
Достаточно точная и подробная информация о внутреннем строении нового поколения процессоров Intel для настольных ПК, появление которых ожидается в самое ближайшее время, была представлена в дни весенних форумов Intel для разработчиков - Intel Developer Forum, в том числе, в дни Московского IDF Spring 2006. Именно тогда впервые было чётко сказано, что Intel планирует начать поставки процессоров на базе архитектуры Intel Core с нормами 65 нм техпроцесса уже в третьем квартале 2006 года. Именно тогда также точно стало известно, что новая архитектура станет основой для процессоров всех сегментов рынка – настольных ПК (Conroe), мобильных ПК (Merom) и серверов (Woodcrest).
Новые чипы на базе архитектуры Intel Core обещают значительный прирост производительности - от 40% для Conroe до 80% для Woodsrest, при одновременном снижении энергопотребления на 35-40%.
Появление на нашем сайте материала, объясняющего суть этих инноваций только сейчас, обусловлено сразу несколькими причинами. Во-первых, компания Intel наконец-то закончила ребрендинг процессорных линеек и теперь с полной определённостью можно сказать, что новые чипы для настольных ПК будут представлены именно под торговыми марками Intel Core 2 Extreme(Conroe XE) иIntel Core 2 Duo(Conroe, Merom). Во-вторых, прошедшее со времени проведения весеннего IDF время дало возможность осмыслить изменения архитектуры и уточнить особенности её работы, чтобы максимально достоверно донести суть новшеств до наших читателей. И, наконец, в третьих, прошедшая в первой декаде июня выставка Computex 2006, на которой были представлены работающие прототипы систем на базе чипов Conroe, расставила всё по своим местам: новое поколение архитектуры уже достаточно давно существует не только на бумаге, но и в виде вполне готовых к розничным продажам образцов. Так что вполне возможно, что выбор грядущей даты анонса чипов Conroe обусловлен не столько производственными аспектами, сколько "политическими" маркетинговыми соображениями.
Новая процессорная архитектура наследует философию эффективного энергопотребления, впервые реализованную в процессорах Intel Pentium M для мобильных ПК с рабочим названием Banias. В новом поколении возможности процессоров улучшены не только благодаря совершенно новым технологиям, но также за счет использования наработок, с успехом применявшихся в яипах с архитектурой Intel NetBurst. И всё же ключевая роль отводится инновациям, впервые реализованным в новом поколении процессорной архитектуры Intel:
Технология Intel Wide Dynamic Execution призвана обеспечить выполнение большего количества команд за каждый такт, повышая эффективность выполнения приложений и сокращая энергопотребление. Каждое ядро процессора, поддерживающего эту технологию, теперь может выполнять до четырех инструкций одновременно с помощью 14-стадийного конвейера.
Технология Intel Intelligent Power Capability, активируя отдельные узлы чипа только по мере необходимости, значительно снижает энергопотребление системы в целом.
Технология Intel Advanced Smart Cache подразумевает наличие общей для всех ядер кэш-памяти L2, совместное использование которой снижает энергопотребление и повышает производительность. При этом, по мере необходимости, одно из ядер процессора может использовать весь объём кэш-памяти при динамическом отключении другого ядра.
Технология Intel Smart Memory Access повышает производительность системы, сокращая время отклика памяти и оптимизируя, таким образом, использование пропускной способности подсистемы памяти.
Технология Intel Advanced Digital Media Boost позволяет обрабатывать все 128-разрядные команды SSE, SSE2 и SSE3, широко используемые в мультимедийных и графических приложениях, за один такт, что увеличивает скорость их выполнения.
|
Процессор Intel® Core™ Duo: следующий этап в архитектуре микропроцессоров |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
Введение: новые горизонты |
|
|
| |
|
|
|
Двухъядерный процессор Intel® Core™ Duo знаменует собой новую веху в обработке данных, обеспечивая революционные уровни производительности при удивительно низком энергопотреблении.†Процессор Intel Core Duo – основа новейших платформ Intel для настольных и мобильных компьютеров: технологии Intel® Viiv™ и технологии Intel® Centrino® Duo для мобильных ПК |
|
|
|
| |
|
Более эффективное использование электроэнергии |
|
|
| |
|
|
|
Т |
|
|
ребование
к снижению энергопотребления
вычислительных платформ все более
актуально для всех сегментов клиентских
устройств и форм-факторов. Процессор
Intel Core Duo выпускается по65-нанометровой
производственной технологии 
и сочетает возможности двухъядерных
вычислений и низкого энергопотребления,
что способствует увеличению времени
автономной работы ноутбука от батарей.
Улучшенная система управления
напряжением позволяет контролировать
работу вентиляторов, поэтому системы
на базе этого процессора работают
гораздо тише, чем привычные нам
настольные ПК. Традиционные процессоры
для мобильных и настольных ПК накладывают
определенные ограничения на
конструктивное исполнение систем:
пользователям приходится выбирать
между такими характеристиками
компьютеров, как шум вентиляторов,
время работы от батарей, производительность
и функциональные возможности. Процессор
Intel Core Duo позволит создать новое
поколение вычислительной техники,
которое будет более эффективно отвечать
потребностям конечных пользователей.
|
| |
|
Специализированная двухъядерная микроархитектура |
|
|
| |
|
|
|
В одном процессоре Intel Core Duo реализовано два вычислительных ядра, оптимизированных для мобильных систем. Такая конструкция делает возможным параллельное выполнение программных потоков или приложений на отдельных ядрах с выделенными ресурсами процессора. Результат – выдающаяся производительность и меньшее время отклика системы при одновременном выполнении нескольких требовательных приложений. Также повышается производительность выполнения многопоточных приложений.† Процессор Intel Core Duo построен на базе высокопроизводительной микроархитектуры ядра, в которой используются технологии слияния микроопераций (micro-op fusion) и усовершенствованного управления стеком (Advanced Stack Management). Это позволяет повысить производительность и в то же время снизить энергопотребление. Технология micro-op fusion обеспечивает объединение микроопераций, извлеченных из одинаковых макроопераций. Технология Advanced Stack Management позволяет сократить количество микроопераций в операциях со стеком, локально отслеживая относительные изменения указателя стека. Благодаря сокращению количества микроопераций повышается эффективность планирования, повышается производительность «по требованию» и снижается энергопотребление.† |
|
|
|
|
|
|
Инновационные функции Технология Intel® Smart Cache |
|
|
|
|
|
|
|
|
В процессоре Intel Core Duo реализована совместно используемая кэш-память 2 уровня объемом 2 МБ с архитектурой Advanced Transfer Cache. Системная шина между двумя вычислительными ядрами имеет более логичную и эффективную конструкцию, что позволяет повысить производительность двухъядерного процессора и сократить энергопотребление.† Технология Intel Smart Cache позволяет активному вычислительному ядру получать доступ ко всей кэш-памяти объемом 2 МБ, если второе ядро простаивает. Динамическое распределение кэш-памяти между двумя ядрами позволяет повысить производительность, уменьшить недоиспользование кэш-памяти и сократить количество неудачных обращений к кэш-памяти. Эффективное совместное использование данных обоими ядрами позволяет минимизировать трафик системной шины и упрощает синхронизацию кэш-памяти.
Усовершенствованная логика предварительной выборки данных, реализованная в этом процессоре, позволяет записывать данные в кэш-память 2 уровня до обращения к кэш-памяти. При этом сокращается количество пустых тактов шины. В процессоре Intel Core Duo имеется Data Cache Unit Streamer, который позволяет повысить производительность предварительной выборки для кэш-памяти 2 уровня за счет подготовки кэш-памяти 1 уровня на более раннем этапе. Размер Writer Order Buffer увеличен, чтобы уменьшить задержку обратной записи, а централизованная логика управления Intel Smart Cache способствует оптимизации электропитания и уменьшению энергопотребления. Процессор Intel Core Duo также включает кэш-память инструкций и кэш-память данных 1 уровня объемом 32 КБ, реализованные на кристалле. | |
|
|
|
|
| |
|
Технология Intel® Digital Media Boost |
|
|
| |
|
|
|
В процессоре Intel Core Duo реализованы микроархитектурные усовершенствования, обеспечивающие оптимизацию инструкций и повышение производительности потоковых SIMD-расширений 2 (SSE2). Кроме того, добавлена поддержка 13 новых инструкций, которые еще больше расширяют возможности процессорной технологии Intel. Этот новый набор команд получил название Streaming SIMD Extensions 3 (SSE3). Они предназначены для ускорения отображения трехмерной графики и работы развлекательных приложений (например, игр). В процессоре Intel Core Duo также реализованы функции для ускорения выполнения других команд с плавающей запятой и целочисленного деления. |
|
|
|
| |
|
Технология Intel® Dynamic Power Coordination |
|
|
| |
|
|
|
Помимо усовершенствованного управления энергопотреблением в процессоре Intel Core Duo также реализована технология согласованной производительности ядер «по требованию».†Технология Intel® Dynamic Power Coordination позволяет каждому ядру независимо от другого переходить в состояния управления энергопотреблением Halt, Stop Clock и Deep Sleep в дополнение к согласованным переходам платформы в состояния Deeper Sleep и Enhanced Deeper Sleep. Совместно используемая логика Power Management Logic координирует переходы из состояния управления энергопотреблением Enhanced Intel SpeedStep® и состояние ожидания (C-state) на аппаратном уровне, что позволяет более эффективно управлять напряжением и частотой. Процессор Intel Core Duo может работать при очень низком напряжении. Также в нем используются передовые технологии для минимизации переключений тактовых сигналов, что позволяет уменьшить рассеяние мощности в активном состоянии. Благодаря появлению новых состояний управления энергопотреблением процессор Intel Core Duo может переключаться между ними быстрее, что обеспечивает короткое время отклика и существенное энергосбережение. В процессоре Intel Core Duo также реализована функция Dynamic Bus Parking, которая позволяет отключать питание набора микросхем синхронно с процессором, когда он переходит в состояния с низким энергопотреблением, что обеспечивает энергосбережение платформы в целом. |
|
|
|
| |
|
Усовершенствованная технология Intel® Deeper Sleep с функцией Dynamic Cache Sizing |
|
|
| |
|
|
|
Этот новый механизм энергосбережения позволяет динамически сбрасывать данные в системную память по запросу или в периоды простоя. Когда данные записаны в системную память, кэш-память отключается, что обеспечивает экономию энергии. Из-за того, что нижний предел напряжения в состоянии Deeper Sleep в процессоре Intel Core Duo определяется требованием к целостности данных в кэш-памяти 2 уровня, функция Dynamic Cache Sizing сбрасывает все содержимое кэш-памяти 2 уровня в системную память, когда процессор переходит в новое состояние управления энергосбережением. Эта технология называется Enhanced Intel Deeper Sleep. Она позволяет уменьшать напряжение питания процессора ниже минимального напряжения состояния Deeper Sleep для дополнительной экономии энергии и/или производительности.† |
|
|
|
| |
|
Технология Intel® Advanced Thermal Manager |
|
|
| |
|
|
|
В процессоре Intel Core Duo реализована новая система управления температурой, которая обеспечивает более точное управление акустическими параметрами. В каждом ядре имеется индивидуальный новый цифровой датчик температуры и монитор температуры, которые расположены в местах, наиболее чувствительных к перегреву. Это позволяет повысить точность измерения высоких температур и повысить точность управления вентилятором. Процессор также поддерживает оптимизированный двухъядерный регулятор напряжения следующего поколения, Intel® Mobile Voltage Positioning (Intel® MVP VI), а также имеет традиционный термодиод в общей области в качестве аварийного механизма. |
|
|
|
| |
|
Оптимизированная по энергопотреблению системная шина с частотой 667 МГц |
|
|
| |
|
|
|
В системной шине процессора Intel Core Duo реализован протокол разделения транзакций с отсроченным ответом. В шине FSB используется протокол Source-Synchronous Transfer (SST) для синхронной передачи адресов и данных, что обеспечивает повышение производительности благодаря передаче данных со скоростью, в четыре раза превышающей частоту системной шины (скорость передачи данных 4X, или AGP 4X). Эту технологию также называют «quad-pumped». Адресная шина может передавать адреса два раза за один такт шины. Эта технология называется «double-clocked», или адресная шина 2X. Совместная работа шины данных 4X и адресной шины 2X обеспечивает пропускную способность данных до 5,33 ГБ/с. В шине FSB используется сигнальная технология Advanced Gunning Transceiver Logic (AGTL+), вариант сигнальной технологии GTL+, которая обеспечивает дополнительное энергосбережение. |
|
|
|
| |
|
Поддержка усовершенствованной технологии Intel SpeedStep® |
|
|
| |
|
|
|
Процессор Intel Core Duo поддерживает усовершенствованную технологию Intel SpeedStep® для различных рабочих точек напряжения и частоты. Основные преимущества этой технологии включают:
В процессоре Intel Core Duo как кэш-память команд, так и кэш-память данных имеют объем 32 КБ. Увеличение объема кэш-памяти 1 уровня обеспечивает быстрый доступ к необходимым инструкциям и данным. Благодаря этому достигается очень высокая производительность. |
|
| |
|
Усовершенствованный механизм предсказания переходов |
|
|
| |
|
|
|
В процессоре Intel Core Duo реализована усовершенствованная архитектура предсказания переходов, в которой сочетаются три типа предсказывающих алгоритмов - глобальный, двухмодальный и определитель циклов. Процессор автоматически выбирает оптимальный алгоритм, что позволяет существенно сократить количество непредсказанных переходов. |
|
|
|
| |
|
Функция Execute Disable Bit |
|
|
| |
|
|
|
Функция Execute Disable Bit при поддержке операционной системы позволяет помечать области памяти как выполнимые или невыполнимые. Если производится попытка выполнения кода в невыполнимой области, процессор передает ОС сообщение об ошибке. Эта функция может предотвратить атаки некоторых классов вирусов или червей, направленные на переполнение буфера, и позволяет повысить общую безопасность системы.† |
|
|
|
| |
|
Технологии исполнения корпуса Micro FCPGA и FCBGA |
|
|
| |
|
|
|
Процессор Intel Core Duo может быть смонтирован в корпусе Micro Flip-Chip Pin Grid Array (Micro-FCPGA) или в корпусе для поверхностного монтажа Micro Flip-Chip Ball Grid Array (Micro-FCBGA). Эти корпуса оптимизированы для различных тонких и легких конструктивных исполнений, включая конструкции тоньше одного дюйма с выдающейся производительностью. Корпус Micro-FCPGA предназначен для 479-контактного сокета для поверхностного монтажа Zero Insertion Force (ZIF), известного как сокет mPGA479M. |
|
|
|
| |
|
Заключение |
|
|
| |
|
|
|
Процессор Intel Core Duo выпускается по 65-нанометровой производственной технологии корпорации Intel и является процессором следующего поколения. Он используется в ноутбуках на базе новейшей технологии Intel Centrino Duo для мобильных ПК и обеспечивает революционную двухъядерную мобильную производительность и высокий уровень энергосбережения. Процессор Intel Core Duo имеет два вычислительных ядра и оптимизирован для многопоточных приложений и многозадачности. Вы можете одновременно запускать несколько требовательных приложений – таких как игры с высококачественной графикой или серьезные вычислительные программы – и загружать музыку или выполнять антивирусную проверку в фоновом режиме. |
|
|
|
| |
|
Дополнительная информация |
|
|
| |
|
|
|
Чтобы получить дополнительную информацию о процессоре Intel Core Duo, посетите следующие разделы Web-сайта Intel:
|
†Производительность системы, время работы батарей и функциональные возможности могут различаться в зависимости от используемой Вами ОС и конфигураций аппаратного и программного обеспечения. Ссылки на повышенную производительность приведены по результатам измерений эталонных тестов производительности SySMark*2004, PCMark*2005 и 3DMark*2005 по сравнению с процессорами предыдущего поколения. Ссылки на увеличенное время работы батарей приведены по результатам теста MobileMark*2005, если это применимо, по сравнению с процессорами предыдущего поколения. Дополнительную информацию можно получить на Web-странице http://www.intel.com/products/centrino/more_info.