Core i7
Ez a rövid név, Core i7, azaz a hetedik generációs Intel processzor, megváltoztat mindent, amit eddig a processzorokról tudtunk. Teljesen új platformot igényelő Nehalem processzorok már most a világ legjobbjai, megdöntenek minden sebességrekordot, amit eddig processzor felállított. A Core i7-940 negyvenhét százalékkal nagyobb számítási teljesítményt nyújt, mint egy Intel Core 2 Quad processzor (Q9450), az AMD Phenomjai meg sem tudják közelíteni.
A Core i7 az első processzor, ami áttörte a SPECint_rate_base2006 tesztben az elméletinek gondolt 100 pontos határt. A teszt konfiguráció és további benchmark tesztek az Intel honlapron tekinthetők meg.
A Juvéhoz a Nehalem családból a Core i7-920 és a Core i7-940-es érkezik meg, a család harmadik, Extreme változatára még egy kicsit várni kell. Ezért most csak azokat az újdonságokat tekintjük át, ami az érkező két modellben is benne van.
A magok száma: 8?
A Core i7-tel úgy érezzük, mintha egy nyolcmagos processzorunk lenne, pedig fizikailag a Core i7 négymagos.
De minden végrehajtó egység egyszerre két dolgot tud csinálni és párhuzamosan négy komplett utasítást képes végrehajtani. Ennek az éhes erőműnek utasításokkal való etetésére az Intel több új technológiát is bevezetett.
Good by X48
Az első nagy változás, hogy az északi hídból a memóriavezérlő átköltözött a processzorba. Így az alaplapokra is új chip kerül majd, az X58 Express. Búcsút mondhatunk a X48-as chip-készletnek és ezzel az összes eddigi alaplapnak is. Az új CPU egy igazi százlábú lett, a 775-ös foglalat helyett a 1366-os LGA foglalatba ültethető be. Az új foglalat miatt új felfogatás kell a CPU hűtőknek is, a régi hűtőkhöz a gyártók különféle átalakítókat kínálnak annak, aki a régi ventilátorához ragaszkodik.
A perifériákkal való külső kapcsolatot tartó I/O interface 36 csatornás az X48 32 kettőjével szemben. Számos variációban kapcsolhatunk hozzá eszközöket: 1x16, 2x16, 4x8 vagy 1x16 és 2x8 sávot használva, ez lefordítva, akár négy videókártyát is jelent egymás mellett.
Memória kezelés
A memóriavezérlő nem csak költözött, hanem gyakorlatilag teljesen át is alakult. A Dual Channel helyett már három csatornán keresztül képes kezelni a DDR3-as memóriákat, a legjobb teljesítmény a 1066 MHz-es ramokkal érhető el. Minden maghoz tartozik egy ilyen memóriavezérlő, és vele egy saját memóriaterület, külön-külön. A új vezérlővel a memória kezelés sávszélessége a duplája az Intel Core 2 Extrem processzorának. Hogy ez mit jelent? A teljes sávszélesség 25,6 GB/s lehet, szemben például egy csúcskategóriás, 1600 MHz FSB-s QX9770 12,8 GB/s-os sebességével.
Ezt a száguldást nem csak a memóriakezelő átalakítása, hanem a processzoron belüli Quick Path Interconnect (QPI) link produkálja.
Az egyes magok egymással és a grafikus chipekkel, háttértárakkal és egyéb perifériákkal már nem az FSB-n, hanem ezen az alacsony késleltetésű, magas sávszélességet biztosító pont-pont összeköttetésen keresztül, akár 6,4 gigatranszfer / másodperces átvitellel tudnak kommunikálni.
Háromszintű cache
A Core 2 kétszintű cache-t használ, minkét magnak van egy 64 KB-os L1 gyorsítótára és megosztoznak a közös L2-esen, ami legfeljebb 12 MB lehet. A Core i7-ben minden magnak megvan a maga L1-ese, de kaptak egy új 256 KB-os, alacsony késleltetésű L2-öt is. A közös tárterület neve így L3, ami a jelenlegi processzorokban 8 MB egységesen. A memóriából az adatok az L3-ba érkeznek, ahonnan a feldolgozó egységek letöltik a maguk L1 és L2-es gyorsítótárukba a kíván adatokat. Mindez az új elágazás becslő technológiával együtt biztosítja a gyorsabb működést.
A magok gyorsabb utasítás végrehajtását számos, csak a Core i7-ben megtalálható fejlesztés is támogatja. Megújult a TLB (Translation Lookaside Buffer), ami egy tábla, a memória virtuális címeit tárolja, és tartalma folyamatosan frissül, ahogy a CPU végrehajtja az utasításokat. A Core i7 is ugyanúgy kétszintű TLB-t használ, mint elődje, de a méretét a korábbi 16 bejegyzésről 64 bejegyzésre növelték és kibővítették egy alacsony késleltetésű L2-es TLB-vel, ami 512 bejegyzést képes tárolni.
Vigyázat, harap!
A mindig éhes magokat feltölteni utasításokkal, nem egy egyszerű feladat. Az Intel a Pentium IV korszak Hyper-Threading technológiáját felújította és ezzel biztosítja, hogy a feldolgozó egységek sose unatkozzanak. Minden mag két szálat képes párhuzamosan kezelni, az azt jelenti, hogy legalább őt szál kell ahhoz, hogy a megfelelő hatás érvényesüljön. Az új HT akár 8 párhuzamos végrehajtó szállal képes tömni a pipeline-okat.
Az előző HT technológiával az volt a baj, hogy ha két szál konkurált ugyanazon az erőforráson, akkor a rendszer teljesítménye drasztikusan visszaesett, mert a mag két szálat tudja kezelni, de ezeket az erőforrásokat nem tudja megkettőzni. Az új technológia keretében a szűkös egységek számát is megnövelték, hogy a HT zavartalanul dolgozhasson, a teljesítmény körülbelül 20 százalékkal megnő, mint HT nélkül.
Utasítás végrehajtás
A HT által a maghoz pumpált utasítások végrehajtásának elvén is változtattak az Intel mérnökei. Minden programkód tartalmaz egymás után ismétlődő utasítás hurkokat. A Core i7 Loop Stream Detectora (LSD) még az utasítás végrehajtása előtt felismeri az ismétlődő hurkot. Ekkor az LSD az elágazás jóslót, utasítás lehívót és a dekódoló egységet kikapcsolja és a belső tárolósorból előhívja a már mikrokódra lefordított utasítás csomagot és újra betölti a végrehajtó egységbe.
Ez az LSD nélküli négy végrehajtási ciklussal szemben csak egyet jelent, megspórolva három órajel ciklust. A Core 2 LSD-je 62 bites macro-op-ja helyett a Core i7 64 biteset használ és a korábbi 18 utasítással zemben már 28 ilyen hurkot ismer fel.
Kibővült az SSE hét új Application Targeted Acceleratorral, ami az alkalmazásokban hatékonyabb string- és szövegkezelést eredményez. Például egy XML kódot eddig karakterenként lehetett dekódolni, most ez stringenként is lehet, ami a lépések számát drasztikusan lecsökkenti. Mindez a gyorsabb grafikus alkalmazásokban, a 3 D-s képek megjelenítésében, a video dekódolásban és lejátszásban, a játékokban és az internetezésben jelentkezik majd, ha az optimalizált alkalmazások is elkészülnek.
Energiagazdálkodás
A Core i7 hőkerete a megnövekedett számítási teljesítmény mellet is változatlan maradt az elődökhöz képest, azaz 130 W. De a Core i7 spórolni is tud, ha kell és benyom egy kis adrenalint, ha a helyzet úgy kívánja. A Core i7 teljesítményét az Intel Turbo Boost Technology kezeli. A TLB, ha nincs sok feladat, akkor a tétlen magokat egyenként lekapcsolja anélkül (C6 állapot, MWAIT), hogy ez hatással lenne a többire. Így majd az asztali PC-ket is úgy tudjuk elaltatni, mint most a lapotopokat.
A Power Control Unit real-time szenzorokkal magonként méri az áramerősséget, a feszültséget és a hőmérsékletet. A magok belső hőmérsékletét a DTS-ek (Digital Thermal Sensor) figyelik. A folyamatos mérés és a processzor hőmérsékletváltozások figyelésének képessége lehetőséget ad arra, hogy a CPU hűtő ventillátor csak olyan gyorsan forogjon, ami feltétlenül szükséges a rendszer hűtéséhez, ennek köszönhetően jelentősen csökkenthető a PC zajkibocsátása.
Egy kis nitro?
Ha az operációs rendszer gyorsabb processzor teljesítményt igényel, akkor a TLB aktivizálódik és rövid, meghatározott időre megemeli az órajelet 133 Mhz-el, de csak addig és akkor,ha ezzel nem lépi túl az előre megadott korlátokat. Mik ezek? A TLB számol az aktív és alvó magokkal, a várható áramfogyasztással és feszültség szinttel, valamint a processzor hőmérsékletével. Az egyes korlátok részben beállíthatóak, részben a TLB maga kalkulálja ki őket a mért jelekből.
A videó megtekintéséhez katt a képre
Ha átlépjük a négy korlát bármelyikét, akkor az órajelet a TLB 133 Mhz-enként addig csökkenti, míg vissza nem áll a “normális” állapot, azaz a CPU visszatér a megadott keretek közé. A dinamikus órajel változtatással a Core i7 mindig azt a teljesítményt nyújtja, amit a felhasználó kíván, és azonnal takarékoskodni kezd, amint ez lehetséges.
Egy kis kitérő: a Core i7 Extreme majd ezeket a korlátokat dönti le, mert benne nem lesz overspeed védelem, aminek a tuningmesterek biztosan örülni fognak.