Файлы раздела

Поиск:
Процессоры и память

17.01.2011 00:05

Новые процессоры Intel с микроархитектурой Sandy Bridge

Заметили ошибку? Выделите фрагмент текста и нажмите CTRL+ENTER!
 
Как известно, начало текущего 2011 года было ознаменовано анонсом новой  процессорной архитектуры Intel под кодовым именем Sandy Bridge. Состоялось это событие 3 января, то есть аккурат после новогодних праздников ибо, согласитесь, представлять новые процессоры 1 января (а если еще и в России), было бы весьма странно. Событие имеет большое значение для всего мира IT. Все же, как ни крути, да простят меня поклонники AMD, во все времена Intel была локомотивом на процессорном рынке и каждое новое поколение задавало свою планку производительности CPU.
 
Микроархитектура Sandy Bridge
 
Новая процессорная микроархитектура Sandy Bridge построена на 32 нм техпроцессе, освоенном и обкатанном еще на прошлом поколении – Nehalem (Westmere), преемником которой и является. Структура процессора, по сути, осталась прежней – он по-прежнему содержит ряд вычислительных ядер, контроллер памяти, шину PCI Express, DMI и графическое ядро, но теперь все это размещено в едином кристалле, в то время как в Nehalem графическое ядро, контроллеры памяти и шины PCIe,  хоть и располагались в корпусе CPU, физически были реализованы на отдельном кристалле.  Однако компоновка элементов была значительно переработана. Вычислительные ядра (Core), каждое из которых оснащено своей кэш-памятью уровней L1 и L2 подключены к общей кольцевой шине разрядностью 256-bit. К ней же подключены блоки общей кэш-памяти L3, набор системной логики получившей название System Agent и включающий в себя двухканальный контроллер памяти (IMC), а так же графическое ядро (IGP).
 
Микроархитектура Sandy Bridge
 
Таким образом, интегрированный графический процессор теперь не только физически размещен на одном кристалле с остальными блоками CPU, но и подключен к общей кэш-памяти 3го уровня, что поднимает скорость обмена с буфером кадра на новый уровень.
 
Микроархитектура Sandy Bridge – теперь графическое ядро использует кэш-память L3
 
Помимо этого, использование единого кристалла решает и чисто экономические задачи, позволяя снизить себестоимость изготовления CPU, что увеличивает их конкурентоспособность и прибыль от производства. Обкатанный на Westmere 32 нм технологический процесс вполне позволяет выпускать хороший процент годных кремниевых пластин высокой сложности. К тому же практика изготовления и последующая упаковка в один корпус двух кристаллов, произведенных по различным техпроцессам не только менее рентабельна, но и явно неудобна в организационном плане.
Микроархитектура Sandy Bridge – новый уровень степени интеграции
Используемые в составе Sandy Bridge вычислительные ядра были доработаны и получили поддержку новых инструкций для работы с векторными вычислениями – Advanced Vector Extensions (AVX) в дополнение к существующим SSE. Причем, в то время как набор инструкций SSE работал со 128-битными регистрами, разрядность регистров AVX составляет 256-бит. По заверениям Intel, использование AVX способно ускорить некоторые алгоритмы почти на 90 %.
 
Помимо этого был значительно переработан блок предсказания ветвлений, увеличены буферы промежуточных данных и обновлен блок регистров, однако это мало о чем говорит даже продвинутым пользователям и хорошо понятно разве что специалистам, поэтому взглянем на более очевидные изменения.
 
Платформа LGA 1155. Чипсеты Р67 и Н67 Express
 
Как и заведено, вместе с новой процессорной микроархитектурой, Intel анонсировала и новый ряд наборов микросхем, вот уже второе поколение которых отвечает за поддержку такой периферии, как порты SATA, USB, карт расширения, сети, звука и только. Все самое главное, как мы знаем, было размещено под крышкой CPU еще в решениях Nehalem. При этом Intel пока ограничилась лишь двумя чипсетами – P67 и H67 Express.
 
Блок-схема чипсета Intel P67 Express
 
Блок-схема чипсета Intel H67 Express
 
Зная особенности решений предыдущего поколения, нетрудно догадаться, что чипы Н67 и P67 отличаются только поддержкой встроенного графического ядра. У первого она есть, а у второго, соответственно – нет. И если раньше, когда на рынке присутствовали модели Core i7/i5 для платформы LGA 1156 без встроенного графического ядра, существование чипсета P55 еще можно было оправдать, то теперь в отношении Р67 это сделать сложнее. Ведь в то время, когда графика размещалась на отдельном кристалле, на самые мощные модели CPU, которые явно будут использоваться с дискретной видеокартой (а то и двумя) устанавливать ее не имело смысла, то теперь GPU – неотъемлемая часть CPU, поэтому чипсет, не умеющий с ней работать, выглядит несколько странно.
 
Чтобы укрепить позиции P67 Express и аргументировать его присутствие на рынке, Intel приняла меры, хотя все они явно искусственные. Так, в отличие от Н67, чип Р67 позволяет разделять имеющиеся 16 линий контроллера PCI Express 2.0, расположенного в кристалле CPU, на две группы для поддержки конфигураций видеокарт SLI/Cross Fire. Второе отличие – на системе с Р67 доступен "официальный" разгон ядер процессоров (об этом дальше) и памяти, с H67 – нет. Зато чипсет Н67 в свою очередь позволяет разгонять интегрированную графику.
 
Ограничения разгона в зависимости от используемого чипсета
 
Об особенностях P67 и H67 Express касающихся поддержки периферии мы уже говорили ранее, поэтому, дабы не загромождать материал, ограничимся соответствующей ссылкой.
 
Однако архитектурные изменения, реализованные в Sandy Bridge, и новые наборы микросхем не описывают очень важного обстоятельства. Дело в том, что новые процессоры выпускаются в новой упаковке – LGA 1155, а значит, физически несовместимы со старыми материнскими платами. Учитывая, что новые чипсеты, а значит и платы, не предлагают пользователям ничего принципиально нового, ведь даже порты SATA 6 Gb/s уже давно реализуются с помощью дискретных контроллеров, факт несовместимости процессоров Sandy Bridge со старыми платами выглядит печально.
 
Причина несовместимости CPU Sandy Bridge с платформой LGA 1156 лежит на поверхности и заключается в несоответствии схем питания. Новым процессорам Intel нужны три независимые линии питания, а не две, как раньше (подробности ниже). К тому же существенно отличаются и значения используемых напряжений. В любом случае, новые CPU не смогли бы работать на старых платах, поэтому, во избежание коллизий со стороны непросвещенных пользователей, Intel намеренно пошла на реализацию разъема, физически несовместимого со старым.


       Опубликовать в twitter.com   Опубликовать в своем блоге livejournal.com