Mikronastępcy

Już 12 listopada tego roku na rynku pojawi się pierwszy procesor Penryn – czterordzeniowy układ o komercyjnej nazwie Intel Core 2 Extreme QX9650, taktowany z częstotliwością 3 GHz. Do końca roku Intel wprowadzi 15 nowych układów z tej rodziny. Jak podaje producent, procesory Penryn zapewnią nawet 20-procentowy wzrost wydajności w porównaniu z obecnie wykorzystywanymi układami. Na przyszły rok jest zapowiadane wprowadzenie następcy Penryna – procesora Nehalem.

Oba układy będą produkowane w nowej technologii 45 nanometrów, a nie – jak obecne kości – w technologii 65 nm. Nowa technika wytwarzania pozwoli zmieścić na tej samej powierzchni krzemu większą liczbę tranzystorów, spowoduje także zmniejszenie ilości wydzielanego ciepła przy jednoczesnym zwiększeniu częstotliwości pracy układów lub liczby rdzeni. Dzięki temu nowe procesory Intela będą szybsze i jednocześnie chłodniejsze, co ograniczy problemy z odprowadzaniem nadmiaru ciepła z komputera i przy okazji umożliwi zmniejszenie prędkości obrotowej wentylatorów chłodzących. Innymi słowy, nowe pecety będą po prostu – przynajmniej w teorii – znacznie cichsze. Innowacje nie kończą się na technologii produkcji.

Penryn jest bezpośrednim następcą sprzedawanych obecnie procesorów Intel Core 2 Duo. Korzysta z tej samej architektury (Core), ale jest bardziej zaawansowany. W wersji czterordzeniowej zawiera 410 milionów tranzystorów, w dwurdzeniowej (nazwa kodowa Wolfdale) o połowę mniej. Większość z nich stanowi pamięć podręczną drugiego poziomu. Jest jej aż 12 MB w przypadku procesora czterordzeniowego. Na każdą parę rdzeni przypada po 6 MB i pamięć ta jest współdzielona. Penryny dwurdzeniowe będą miały, jak można się domyślić, 6 MB pamięci cache L2.

Penryn jest bezpośrednim następcą sprzedawanych obecnie procesorów Intel Core 2 Duo. Korzysta z tej samej architektury (Core), ale jest bardziej zaawansowany. W wersji czterordzeniowej zawiera 410 milionów tranzystorów, w dwurdzeniowej (nazwa kodowa Wolfdale) o połowę mniej. Większość z nich stanowi pamięć podręczną drugiego poziomu. Jest jej aż 12 MB w przypadku procesora czterordzeniowego. Na każdą parę rdzeni przypada po 6 MB i pamięć ta jest współdzielona. Penryny dwurdzeniowe będą miały, jak można się domyślić, 6 MB pamięci cache L2.

Podczas jesiennego forum technologicznego Intela (Intel Developer Forum) zostały zaprezentowane przedprodukcyjne prototypy procesorów Penryn. Uczestnicząca w pokazach platforma testowa bazowała na: płycie głównej Intel D975XBX2, dwóch kartach graficznych Asus GeForce 8800 GTX działających w trybie SLI (pracujących jednocześnie nad generowaniem obrazu 3D) i wykorzystujących układy Nvidia GeForce 8800 GTX, 2 GB pamięci RAM (moduły DDR-2 Corsair 800 MHz) oraz dysku twardym Seagate Barracuda 7200.10.

W testach uczestniczyły dwa czterordzeniowe Penryny: jeden taktowany zegarem o częstotliwości 3,33 GHz, a drugi 3,0 GHz oraz dwu- rdzeniowy Penryn działający z szybkością 2,8 GHz. Jako odniesienie wykorzystany został współczesny, najszybszy układ Core 2 Extreme QX6800. Pierwszy czterordzeniowy Penryn – Intel Core 2 Extreme QX9650 – będzie wykorzystywał zegar 3 GHz, częstotliwość pracy FSB ma wynosić 1333 MHz, a pamięć cache L2 – tak jak w testowych Penrynach – będzie miała 12 MB.

Według przedstawionych pomiarów (patrz tabela), czterordzeniowy Penryn jest nawet do 40 procent szybszy niż Core 2 Extreme QX6800. Lwi pazur Penryn pokazuje przede wszystkim w aplikacjach do obróbki obrazów, animacji 3D, przetwarzania materiałów wideo i w grach.

Znacznie ciekawiej zapowiada się następca Penryna – Nehalem, ale na razie podawane są tylko szczątkowe informacje na jego temat. Wiadomo, że Nehalem został zaprojektowany w zupełnie nowej architekturze. Intel nazywa ją czwartą generacją Core. Jej podstawę stanowi modułowa budowa, nadająca całej konstrukcji bardzo dużą elastyczność, zwłaszcza pod względem liczby rdzeni (mówi się np. o trzyrdzeniowych, niespotykanych obecnie procesorach, choć producent oficjalnie zapowiada jedynie Nehalemy 2-, 4- i 8-rdzeniowe). Architektura ta ma pozwolić na budowanie wielopoziomowych pamięci cache – np. procesor może mieć, w zależności od potrzeb, cache trzeciego, a nawet czwartego poziomu – choć to raczej będzie dotyczyć procesorów serwerowych.

Najbardziej zaawansowany, ośmiordzeniowy Nehalem ma się składać z 731 milionów tranzystorów. Każdy rdzeń będzie mógł jednocześnie przetwarzać dwa wątki, co daje możliwość obsłużenia 16 różnych wątków na pojedynczym układzie. Intel wrócił więc do technologii wielowątkowości, znanej pod nazwą Hypher-Threading (jeden rdzeń przetwarza dwa potoki danych, zadanie z drugiego wątku jest realizowane wtedy, gdy nastąpi przerwa w realizowaniu zadania pierwszego).

Ważną nowością w Nehalemie jest wbudowany w jego strukturę kontroler pamięci o nazwie QuickPath. Takie rozwiązanie jest obecnie stosowane w układach firmy AMD i okazuje się dużo lepszym pomysłem niż kontroler znajdujący się w chipsecie płyty głównej, ponieważ eliminuje przy dostępie do danych pośrednictwo układów chipsetu i stosunkowo powolnej magistrali FSB, która zwalnia transport danych. Ośmiordzeniowy, serwerowy Nehalem będzie dostępny najprawdopodobniej w pierwszej połowie 2008 roku. Desktopowe układy pojawią się później.

W systemach wieloprocesorowych z układami Nehalem do komunikacji między poszczególnymi jednostkami centralnymi wykorzystuje się specjalne, szybkie łącze komunikacyjne – Intel Quick Path Interconnect oraz wbudowany kontroler pamięci (podobne rozwiązanie jest stosowane w układach AMD). Dzięki temu przy przesyłaniu danych między rdzeniami i procesorami nie trzeba korzystać z pośrednictwa magistrali FSB, co objawia się ponaddwukrotnym wzrostem wydajności w międzyukładowej transmisji danych.

PENRYN I NEHALEM

• Technologia 45 nm Procesor wytwarzany w technologii 45 nm zamiast 65 nm, wykorzystuje mniejsze tranzystory, pobierające mniej mocy.
• Nowe instrukcje SSE 4.1 47 nowych instrukcji multimedialnych, głównie przeznaczonych do obsługi grafiki – pozwoli tworzyć bardziej realistycznie wyglądające gry i wydajniejsze aplikacje multimedialne.

W Penrynie dodatkowo

• Magistrala FSB 1333 MHz W porównaniu z magistralami 1066 MHz lub 800 MHz zapewni szybszą komunikację między procesorem a innymi komponentami.
• Większa pamięć cache L2 Zwiększy wydajność procesora; jej wielkość będzie zależeć od modelu.

W Nehalemie dodatkowo

• Moduł graficzny W niektórych modelach będzie wbudowany w rdzeń procesora, co obniży cenę całej platformy.
• Powrót Hyper-Threading Współbieżna wielowątkowość; umożliwi jednoczesne przetwarzanie do 16 wątków (w procesorach 8-rdzeniowych).
• QuickPath Interconnect i wbudowany kontroler pamięci Zapewnią szybką komunikację między rdzeniami procesora i transport danych do oraz z pamięci RAM.
• Pamięci cache L3 W procesorach serwerowych przyspieszą przesyłanie danych między procesorem a innymi komponentami.