Architektura i wydajność

Płyty do Core i7

Wbudowany kontroler pamięci DDR3 oraz zastosowanie nowej magistrali systemowej wymogły opracowanie nowej podstawki do montażu procesorów Intel Core i7 na płycie głównej – LGA 1366. Nie pasuje ona do starszych gniazd LGA 775. Wraz z serią Core i7 pojawiły się nowe chipsety X58 Express i zbudowane na ich bazie płyty główne. W chipsetach X58 zaimplementowano obsługę połączonych kart graficznych Nvidia (technologia SLI). Do niedawna procesory Intela współpracowały tylko z połączonymi kartami ATI (technologia CrossFire).

Procesor Intel Core i7 pojawił się na rynku pod koniec 2008 roku, natomiast AMD Phenom II miał premierę 8 stycznia 2009 roku. Są to procesory czterordzeniowe. Produkuje się je w technologii 45 nm, która zapewnia niski pobór mocy, ok. 130 W, oraz pozwala zmniejszyć ilość wydzielanego ciepła przy zapewnieniu jednoczesnych dużych prędkości pracy układów. W przypadku AMD są to pierwsze procesory wytwarzane w tej technologii.

Na polskim rynku można kupić obecnie procesory Intel Core i7 pracujące z częstotliwością 2,66 GHz (Core i7 920 za ok. 1200 zł), 2,93 GHz (Core i7 940 za ok. 2100 zł) i 3,2 GHz (Core i7 965 Extreme Edition za ok. 3700 zł). Dostępne procesory Phenom II pracują z zegarem 3 GHz (X4 940 za ok. 1000 zł) oraz 2,8 GHz (X4 920 za ok. 850 zł).

Najważniejsze cechy nowych procesorów to zintegrowany kontroler pamięci – przyspiesza wymianę danych miedzy procesorem a pamięcią operacyjną RAM, oraz duża pamięć podręczna trzeciego poziomu – pozwala z wyprzedzeniem pobierać dane, których potrzebuje uruchomiona na komputerze aplikacja. Te i wiele innych zmian sprawiają, że komputer z nowym procesorem będzie sobie radził nie tylko ze standardowymi zadaniami, jak obsługa edytora tekstu, programu pocztowego czy wyświetlanie zawartości większości stron WWW, ale też pozwoli sprawniej niż dotychczas przetwarzać nagrania wysokiej jakości z kamerki cyfrowej, odtwarzać filmy HD czy odpalać najnowsze gry.

Intel Core i7 – zaprojektowany niemal od nowa

W stosunku do poprzedników, układów Core 2 Duo i Quad Core, procesor Core i7 został mocno zmieniony i w znacznej mierze zaprojektowany od nowa. Współpracuje tylko z pamięciami DDR3 i wymaga płyty głównej z nowym gniazdkiem.

Pamięć i magistrala

Z punktu widzenia użytkownika jedną z najważniejszych zmian w architekturze Intel Core i7 jest przeniesienie kontrolera pamięci z układu instalowanego na płycie głównej wprost do procesora. Kontroler pamięci zapewnia komunikację procesora z pamięcią operacyjną RAM. Dzięki temu, że znajduje się w procesorze, odczyt i zapis danych z oraz do pamięci RAM jest znacznie szybszy, co przekłada się na bardziej wydajną pracę programów, zwłaszcza tych, które często się odwołują do pamięci RAM.

Poza tym wbudowany w Core i7 kontroler nie obsługuje pamięci DDR2, ale szybsze pamięci DDR3 (moduły DDR3 800, 1066 i 1333 MHz). Co ważne, może pracować w sposób trzykanałowy – tzn. jeśli zastosujemy trzy moduły pamięci DDR3, wszystkie dane będą zapisywane i pobierane znacznie szybciej, bo przez trzy kanały jednocześnie.

Poprawa wydajności podsystemu pamięci procesorów Core i7 związana jest także z zastosowaniem aż 8-megabajtowej pamięci podręcznej trzeciego poziomu cache L3. Ta pamięć, w odróżnieniu od cache L2, przydzielonej na wyłączność do każdego z czterech rdzeni procesora (po 256 KB dla każdego), jest wspólna dla wszystkich czterech rdzeni. Dane z pamięci RAM są pobierane z wyprzedzeniem do pamięci cache L3 i stamtąd trafiają do pamięci cache L2.

Z kolei zastąpienie przestarzałej magistrali systemowej FSB nową, o nazwie QuickPath Interconnect QPI, pozwala na przyspieszenie wymiany danych między procesorem a resztą komputera – w tym kartami graficznymi. Prędkość transmisji na magistrali QPI dochodzi do 25,6 GB/s przy zastosowaniu standardowych czterech linii QPI o przepływności 6,4 GB/s każda. W nowych modelach procesorów liczba linii może być zwiększona lub zmniejszona w zależności od potrzeb i zastosowań układu. Producent twierdzi, że QPI zapewnia ponaddwukrotny wzrost wydajności transmisji danych między układami w stosunku do wieloprocesorowych systemów komputerowych korzystających z magistrali FSB.

Multimedia i wielowątkowość

Zwiększyły się multimedialne możliwości procesora Core i7. Rozszerzona lista rozkazów multimedialnych SSE w obecnej wersji 4.2 przede wszystkim usprawnia przetwarzanie i odtwarzanie materiałów wideo w wysokiej rozdzielczości HD.

Powrócono też do technologii HyperThreading, z której Intel zrezygnował w układach poprzedniej generacji. Dzięki niej procesory Intel Core i7 mogą przetwarzać równolegle aż osiem wątków programu lub wykonywać jednocześnie osiem jednowątkowych programów. W praktyce oznacza to, że żadna działająca w tle aplikacja nie spowolni wykonywania głównego programu, np. działający w tle skaner antywirusowy nie zakłóci rozgrywki w grze.

Ponadto układy Core i7 wykorzystują technologię Turbo Boost, która pozwala sterować napięciem i prędkością zegara dla poszczególnych rdzeni. Zatem każdy z rdzeni może być niezależnie spowalniany lub wyłączany w chwili, gdy nie jest mocno obciążony lub podczas bezczynności. Tak się dzieje w przypadku uruchomienia wielu aplikacji jednowątkowych, np. większości gier, które są wykonywane na jednym rdzeniu.

Co ważne, w chwili wyłączenia któregoś z rdzeni automatycznie zwiększa się prędkość zegara taktującego pozostałe rdzenie. Zadania jednowątkowe są szybciej przetwarzane przy tym samym poborze energii i bez zwiększania wydzielanego przez procesor ciepła.

Wbudowana grafika

Procesory Intel Core i7 są zaprojektowane modułowo. W zależności od potrzeb producent może wytwarzać modele układów, w których zwiększono lub zmniejszono liczbę rdzeni, zmieniono typ kontrolera pamięci, liczbę łączy magistrali QPI czy wielkość pamięci cache. Przewidziano też układy Core i7 z modułem graficznym (pojawią się najwcześniej pod koniec 2009 roku). Moduł ma być sprzętowo zgodny z bibliotekami graficznymi OpenGL 2.0 i Microsoft DirectX 10. Wbudowane weń dekodery pozwolą odciążyć procesor od pracochłonnego wykonywania operacji związanych z dekodowaniem materiałów wideo zapisanych zarówno w zwykłej rozdzielczości, jak i w jakości HD.