Intel Penryn i Nehalem – novosti

Kompanija Intel danas je službeno otkrila nove detalje o nadolazećim procesorima kodnog imena Penryn koji su bazirani na 45-nanometarskom proizvodnom procesu. Osim prvih 45-nanometarskih procesora koji bi se na tržištu trebali pojaviti u drugoj polovici ove godine, dosta se pričalo o novoj arhitekturi kodnog imena Nehalem s kojom Intel planira zamijeniti uspješnu arhitekturu Core. Neke od glavnih karakteristika arhitekture Nehalem su implementacija SMT-a (tehnologija HyperThreading), integrirani memorijski kontroler, mogućnost integracije grafičke jezgre direktno u procesor te nova vrsta serijske konekcije prema ostatku sistema što ujedno znači da Intel odustaje od klasičnog FSB-a.

Pregled plana razvoja arhitekture u kombinaciji s proizvodnim procesom

Intelov razvojni ciklus arhitektura povezan je direktno s unapređenjima na polju izrade procesora odnosno smanjivanjem proizvodnog procesa. Nakon prelaska na novi proizvodni proces prvo se implementira nešto modernija inačica posljednje arhitekture na starijem proizvodnom procesu. Kad je riječ o nadolazećem 45-nanometarskom procesu, to će biti jezgra kodnog imena Penryn. Nakon što završi uhodavanje proizvodnog procesa, pristupa se implementaciji nove arhitekture, a to je u ovom slučaju Nehalem. Ova bi se arhitektura trebala pojaviti sljedeće godine. Sljedeći korak nakon 45-nanometarskog procesa izrade je 32-nanometarski kod kojeg opet vidimo uhodavanje s 32-nanometarskom verzijom Nehalema kodnog imena Westmere. Godinu dana kasnije (prema prikazanim slajdovima negdje tijekom 2010) ponovo dolazi do prelaska na novu arhitekturu kodnog imena Gesher.

S jezgrom Penryn Intel predstavlja mnogo manjih novosti koje omogućavaju bolje performanse i nižu potrošnje postojeće uspješne arhitekture Core. Matematičke performanse Penryna biti će bolje zbog imeplementacija boljeg sistema dijeljenja pod imenom Radix-16, a koji u odnosu na trenutni sistem ima oko dva puta bolje performanse. Također je nadograđen Intelov VT, tehnologija hardverske virtualizacije, tako da će na Penrynu izmjenjivanje virtualnih mašina biti osjetno brže (25 do 75 posto u odnosu na postojeće procesore). Finiji proizvodni proces omogućava implementaciju više L2 cachea, pa će dvojezgreni procesori imati do 6, a četverojezgreni procesori do 12 MB memorije. Kao i kod svake nove generacije, biti će ubrzana sistemska sabirnica s trenutnih 1333 MHz na 1600 MHz. Pristup podacima dodatno je ubrzan s tehnologijom Split Load Cache Enchancement.

Novosti koje dolaze s jezgrom Penryn

S novom jezgrom Intel je implementirao dodatne SSE instrukcije u sklopu paketa SSE4. Ovaj dodatni set instrukcija trebao bi ubrzati performanse multimedijalnih aplikacija i igara koje ga podržavaju (takve se tek trebaju pojaviti na tržištu). Poboljšanje performansi pri izvršavanju SSE instrukcija trebala bi osigurati i tehnologija pod imenom Super Shuffle Engine koja se brine o boljem "poravnavanju" podataka u 128-bitnim SSE registrima. Potonja tehnologija će imati utjecaj na postojeće aplikacije budući da utječe na performanse izvođenja svih SSE instrukcija.

Intel također obećaje bolju optimizaciju potrošnje kad je riječ o mobilnim verzijama procesora pomoću tehnologije Deep Power Down Technology. Dotična tehnologija omoućava još nižu potrošnju kada sistem nije pod opterećenjmem budući da se u odnosu na C4 stanje još više smanjuje napon jezgre, a L1 i L2 cache se potpuno isključuju. Posljednja izuzetno zanimljiva funkcija implementirana u nove procesore zove se Enhanced Intel Dynamic Acceleration Tech, a omogućava bolje performanse procesora u aplikacijama koje znaju iskoristiti samo jednu jezgru. Princip je jednostavan - automatsko overclockanje jezgre koju koristi aplikacija dok je druga jezgra u stanju niske aktivnosti (jedno od C stanja).

Novi procesori biti će ponuđeni u mobilnoj, stolnoj i serverskoj varijanti, a rade na postojećim platformama uz nadogradnju BIOS-a. Mobilni procesori ostati će na dvije jezgre, no zato će se procesori s četiri jezgre proširiti na stolna i serverska računala. Četverojezgreni procesori iz visokog tržišnog segmenta imat će TDP od 130 vata, a oni jeftiniji i manje moćni TDP od 95 vata, sve to pri taktu višem od 3 GHz. Dvojezgreni procesori zadržat će također postojeći TDP od 65 vata.

Očekivano povećane performansi kod serverskih procesora je oko 40%. Kad je riječ o stolnim procesorima, najbrži dvojezgreni Penryn bi u odnosu na Core 2 Extreme X6800 (2x 2,93 GHz) trebao biti brži za oko 20% u igrama i oko 40% kad je riječ o enkodiranju videa (nije specifirano da li je korišten enkoder koji podržava SSE4).

Nehalem pak predstavlja radikalni korak dalje po pitanju arhitekture procesora. Premda je baziran na sličnom principu kao postojeća arhitektura Core (4 instrukcije po taktu, kratki cjevovod, visoka efikasnost), donosi radikalne izmjene dosadašnjeg dizajna Intelovih procesora. Naime, Intel u jezgru procesoru namjerava integrirati memorijski kontroler (feature koji je već implementiran u AMD-ove Athlone 64) i zamjeniti klasičnu sistemsku sabirnicu sa serijskom poin-to-point vezom preko koje će procesor komunicirati s ostatkom sistema. Sličan princip komunikacije inače koristi glavni Intelov konkurent AMD na svojoj arhitekturi K8 koja je predstavljena prije par godina.

Nehalem predstavlja korak dalje

Ovo nije kraj novostima koje donosi Nehalem. Intel je naime ponovo odlučio implementirati SMT odosno Simultaneous Multi-Threading, feature koji smo imali prilike iskusiti u prethodnim generacijama Intelovih procesora pod imenom HyperThreading. Još uvijek nije poznato da li će tvrtka ponovo koristiti ovo ime za SMT tehnologiju implementiranu u nadolazeće procesore.

Intelov glasnogovornik (Stephen L Smith, Vice President Director, Digital Enterprise Group Operations) nije bio spreman precizirati strukturu cachea na arhitekturi Nehalem. U dokumentima se spominje višestupanjski dijeljeni cache, no nije jasno da li tvrtka planira imeplementirati još jedan stupanj cachea (L3) ili će biti zadržan postojeći princip s odvojenim L1 i dijeljenim L2 cacheom. Nehalem će također biti opremljen dodatnim mogućnostima kontrole i nadzora potrošnje što ne čudi s obzirom da 45-nanometarski proces omogućava proizvodnju osmerojezgrenih procesora.

Kompletna promjena platforme zajedno s novom arhitekturom

Budući da će memorijski kontroler biti prebačen u procesor, a FSB zamijenjen s novom vrstom serijske PtP veze, Nehalem će koristiti i sasvim novu vrstu platforme koja trenutno nosi kodno ime Kayman. Tvrtka obećava skalabilne performanse pri korištenju jednog do šesnaest ili više threadova koji će se izvoditi na jednoj do osam ili više jezgri.

Posljednja, ali ne i najmanje važna novost je integracija grafičke jezgre u procesor. Ovo je rješenje opcionalno, a biti će namijenjeno tržišnim segmentima gdje je u prvom redu potrebna optimizacija potrošnje, a performanse nisu toliko bitne. Drugim riječima, integriranu grafičku jezgru možemo očekivati kod procesora namijenjenih prijenosnicima te kod procesora namijenjenih poslovnim stolnim računalima. Integracija grafike u procesor je bila očekivan potez s obzirom da je glavni Intelov konkurent nakon preuzimanja kanadskog proizvođača grafičkih rješenja ATI-a najavio projekt pod imenom Fusion iza kojeg se također krije integracija grafičkih mogućnosti u višejezgreni procesor.

Derivati Nehalem jezgre kojima će Intel pokriti sve glavne tržišne spektre (mobilni, stolni i serverski) očekuju se tijekom sljedeće godine.