Rudometov.COM » 2007

Центру исследований и разработок EMC в «Сколково» исполнился год (часть 1)

evgeny — Mon, 09 Jun 2014 19:06:10 +0000

В Санкт-Петербурге прошла пресс-конференция, посвященная первой годовщине открытия Центра исследований и разработок EMC в «Сколково»

Евгений Рудометов

В Москве прошла пресс-конференция, организованная компанией EMC и ее партнерами. В мероприятии, посвященном первой годовщине открытия Центра исследований и разработок EMC в «Сколково» при кластере информационных технологий, приняли участие:

Камиль Исаев, вице-президент, ЕМС Россия и СНГ; генеральный директор Центра разработок и исследований в Сколково,
Игорь Богачев, фонд «Сколково»,
Александр Павлов, генеральный директор Parseq Lab
Анна Лапидус, сотрудник центра геномной биоинформатики им. Ф.Г.Добржанского СПбГУ,
Валерий Черепенников, генеральный директор по исследованиям и разработкам корпорации Intel в России.

Выступающие отметили, что созданный компанией EMC Центр исследований (R&D центр) в Иннограде стал вторым центром разработок EMC в России (в 2007 году был открыт Центр разработок EMC в Санкт-Петербурге). Его основная цель – выполнение научно-исследовательских задач корпорации EMC через взаимодействие с партнерами из различных областей народного хозяйства (медицина, биология, энергетика и др.).

За прошедший год в Центре были запущены несколько важных проектов, посвященных сферам геномной биоинформатики, интеллектуальных сетей и технологий больших данных. Все совместные изыскания выполняются персоналом Центра.

Проекты в области геномной бионформатики осуществляются вместе с партнерами компании из Parseq Lab (бывшая Sequoia Genetics) и Лаборатории алгоритмической биологии Академического университета РАН под руководством профессоров Павла Певзнера и Максима Алексеева.

При помощи компании EMC, обладающей большим опытом и перспективными технологиями в области работы с большими данными, партнеры разрабатывает высокопроизводительные методы молекулярно-генетических исследований для нужд здравоохранения.

Необходимо отметить, что биомедицинские исследования, направленные на создание медицины будущего, играют сегодня роль, аналогичную той, которую играли ядерный и космический проекты 50 с лишним лет назад. Они широко поддержаны государственным финансированием в большинстве стран мира. Такие исследования консолидируют вокруг себя проекты и исследователей из смежных областей. Таким образом, они являются системообразующими для современной мировой науки. К важнейшим из них относятся «методы секвенирования нового поколения» (New Generation Sequencing).

В следующей части - дополнительные подробности прошедшего мероприятия.

>> Часть 2

Книги

evgeny — Thu, 10 Jan 2013 13:06:22 +0000

Очередной прогноз будущего (часть 2)

evgeny — Tue, 13 Nov 2012 07:16:00 +0000

На очередном мероприятии компании Cisco ее главный футуролог рассказал о своем видении развития высоких технологий и их влиянии на нашу жизнь

Евгений Рудометов

>> Часть 1

Оценивая развитие современной цивилизации, развитие которой все больше связано с развитием науки, техники и высоких технологий, необходимо отметить, что сегодня глобальная сеть стала настоящей кровеносной системой современного общества. И мы даже не представляем, какие новые возможности она откроет нам завтра.

Для обеспечения же возрастающих потоков информации и обеспечения требуемых уровней безопасности глобальная сеть постоянно совершенствуется.

Раньше:

Стандартизация IP,
Рост и распространение.

Сейчас:

Повышение безопасности,
Ориентация на человека.

Мобильность широко распространилась по всему миру:

60% белых воротничков используют на работе мобильные устройства,
47% белых воротничков обязаны быть мобильными,
41% сотрудников работает за пределами офиса как минимум раз в неделю,
42% сотрудников пользуются личными смартфонами для выполнения служебных обязанностей,
63% компаний ожидают, что на протяжении ближайших двух лет количество личных устройств, подключенных к корпоративным сетям, “возрастет” или “значительно возрастет”.

А еще необходимо отметить, что по мере совершенствования сетевых технологий к глобальной сети подключается все больше различных устройств, снабженных соответствующими средствами. В результате к глобальной сети подключено:

90% мирового населения (более 5 млрд чел.) имеет доступ к беспроводным сетям,
Ежегодно устанавливается 100 000 антенных мачт для сотовой телефонии,
В 2007 году было продано 294 млн пользовательских устройств с технологией Wi-Fi (1 млрд к 2012 году),
Cisco Planetary Skin: глобальная система для мониторинга, анализа и оценки среды и составления отчетов,
HP CeNSE: сеть из 1 триллиона датчиков, подключенных к облаку, для измерения “пульса” нашей планеты,
802.11ac – 1Gbps WiFi – 2012,
Январь 2012 г., ООН – телекоммуникационная отрасль одобрила спецификации мобильной технологии нового поколения (100 Мбит/с).

В своем докладе главный футуролог Cisco отметил, что к Интернету подключается все большее количество устройств, в результате чего появился даже термин «Интернет вещей».

Стремительное распространение смартфонов и планшетных компьютеров привело к тому, что в 2010 году впервые в истории на каждого жителя нашей планеты стало приходиться более одного подключенного к Интернету устройства. В результате возникает новый ситуация, которую и можно охарактеризовать как «Интернет вещей».

Интернет вещей: больше вещей, чем людей.

Тема Интернета вещей и роста объемов информации продолжена в следующей части данной статьи.

>> Часть 3

Атомный DNS 123878 (часть 1)

evgeny — Mon, 30 Jul 2012 07:30:00 +0000

Компания DNS представила на рынок модель “атомного” мобильного компьютера с операционной системой MeeGo

Евгений Рудометов

Отечественная компания DNS выпустила на рынок вариант ноутбука, в котором вместо традиционных программных продуктов Microsoft была использована система MeeGo.

Необходимо отметить, что впервые операционная система (OC) MeeGo была представлена компаниями Intel и Nokia на конгрессе в Барселоне в феврале 2010 года.

Эта ОС создана для разных платформ и в основном ориентирована на мобильные устройства. К их числу относятся нетбуки, планшетные компьютеры, смартфоны и т.п. Кроме того, система может использоваться с настольными ПК начального уровня, роль которых выполняют неттопы, а также в качестве программной “начинки” телевизоров, телеприставок и бортовых информационно-развлекательных комплексов новейших автомобилей.

Широкий охват разных устройств позволяет создавать приложения, которые без адаптации будут работать сразу на нескольких видах компьютерных изделий.

ОС MeeGo, по утверждению ее разработчиков, отличают:

легкость,
простота,
удобство.

Эта система обеспечивает быструю загрузку, поддержку Adobe Flash, а также приложений для доступа в социальные сети и много других возможностей. Одной же из важнейших особенностей данной ОС является стойкий иммунитет к программным вирусам.

Система MeeGo является полностью открытой, ее исходные коды опубликованы. Intel и Nokia заявили, что все производители аппаратного обеспечения получат равный доступ к MeeGo. А еще в планах компаний Intel и Nokia не только совершенствование данной ОС, но и развитие магазинов приложений.

Архитектура MeeGo

ОС MeeGo является гибридом мобильных систем Moblin и Maemo, разработку которых два технологических гиганта начинали самостоятельно. Система является своеобразным гибридом мобильных систем Moblin и Moemo. Кроме того, при в ней использованы некоторые наработки проектов Fedora и Debian.

Необходимо напомнить, что Moblin (сокр. от Mobile Linux) — это специализированный дистрибутив Linux, предназначенный для ультрапортативных устройств, созданных на основе процессора Intel Atom. Проект Moblin был инициирован компанией Intel в 2007 г.

Maemo — Linux платформа для портативных устройств. Используется в интернет-планшетах Nokia. Большая часть кода Maemo открыта и послужила основой для создания Ubunta Mobile. Существует множество приложений для платформы Maemo.

Fedora и Debian, как и Moblin, Maemo, являются также программными продуктами, связанными с Linux. При этом Debian — это свободная ОС и набор прикладных программ для компьютера. В Debian используется ядро Linux, но большинство утилит разработано в рамках проекта GNU, поэтому полное название проекта — Debian GNU/Linux.

Fedora — дистрибутив операционной системы Linux. Спонсируется фирмой Red Hat и поддерживается сообществом. Проект служит для тестирования новых технологий, которые в дальнейшем включаются в продукты Red Hat и других производителей.

Указанные программные продукты оказали влияние на ОС MeeGo, первая версия которой появилась 26 мая 2010 года. Следующая версия — версия 1.1 была выпущена в конце октября 2010 г.

ОС MeeGo состоит из трех слоев (рис. 1):

Базовый слой MeeGo (OS Base),
Промежуточный слой MeeGo (Middleware),
Пользовательский слой MeeGo (UX).

Рис. 1. Три слоя и основные компоненты ОС MeeGo

Некоторые подробности архитектуры ОС MeeGo — в следующей части данной статьи.

>> Часть 2

Пять платформ Centrino (часть 5)

evgeny — Wed, 18 Jul 2012 11:31:01 +0000

Развитие концепции Centrino привело к последовательному появлению пяти мобильных платформ, каждая из которых была основана на соответствующем наборе комплектующих

Евгений Рудометов

>> Часть 4

Однако корпорация Intel не собиралась почивать на лаврах, и сравнительно быстро на свет появился еще более совершенный процессор — Intel Core 2 Duo, построенный на ядре Merom.

Этот процессор обладает не только большей производительностью и энергоэкономичностью по сравнению с предшественником, но и поддерживает 64-разрядные вычисления.

Платформа Napa — Napa Refresh (Рис. 5), по сути, осталась неизменной и сохранила бренд Intel Centrino (предполагалось использовать бренд Intel Centrino Duo для систем с двуядерными процессорами), в популяризацию которого корпорация Intel вложила несколько сот миллионов долларов США.

Рис. 5. Основные параметры платформ Napa и Napa Refresh

Платформа Santa Rosa

Для поддержки новых процессоров в мае 2007 года вышла следующая — четвертая мобильная платформа с брендом Centrino. Эта платформа получила наименование Santa Rosa. Она вобрала в себя все достижения предыдущих разработок и позволила реализовать новые перспективные технологии.

Платформа Santa Rosa в момент своего появления была сразу ориентирована на мобильный вариант двухъядерного Intel Core 2 Duo (Merom), поддержанный соответствующими мобильными чипсетами линейки i965, ранее известными как Crestline. Их основой стали, как и в предыдущем случае, соответствующие наборы для настольных систем с той же нумерацией.

Для мобильных решений были выпущены два чипсета, получившие наименования Mobile Intel GM965 Express Chipset (iGM965) и Mobile Intel PM965 Express Chipset (iPM965). Каждый из них представлен двумя компонентами. Первая представлена микросхемой GMCH или MCH, вторая – микросхемой ICH8M или ее расширенным вариантом ICH8M Enhanced (ICH8M-E).

Чипсет iGM965 имеет в своем составе компоненту GMCH со сравнительно мощным интегрированным графическим ядром Mobile Intel Graphics Media Accelerator X3100 (Intel GMA X31000). Архитектура этого ядра является развитием соответствующей разработки, использованной в наборе iGM965 для настольных систем и получившей наименование Intel Graphics Media Accelerator X3000 (Intel GMA X3000).

Остается отметить, что встроенные графические средства Intel GMA X3100 обеспечивают без использования промежуточных графических контроллеров вывод видеоизображения либо на встроенную в состав ноутбука жидко-кристаллическую панель (ЖК, LCD), либо на внешний монитор.

Альтернативный чипсет iPM965 более прост по своей архитектуре и соответственно обладает меньшей ценой. Однако для работы со средствами отображения информации он требует наличия внешнего графического адаптера, обеспечивающего необходимую подготовку выводимой видеоинформации.

Подробности параметров платформы Santa Rosa приведены в следующей части данной статьи.

>> Часть 6

Пять платформ Centrino (часть 4)

evgeny — Wed, 18 Jul 2012 11:28:47 +0000

Евгений Рудометов

>> Часть 3

Платформа Napa

Третье поколение появилось в начале 2006 года после выпуска нового процессора, построенного на основе принципиально нового ядра. Разработка получила наименование Yonah, а двуядерный процессор — Intel Core Duo. Был выпущен и одноядерный вариант — Intel Core Solo. Платформа, построенная на основе мобильного чипсета i945 (Рис. 4) со встроенной графикой Intel GMA 950, получила наименование Napa. Она сохранила все достоинства предыдущей разработки, обеспечив рост производительности и повышение экономичности в соответствии с критерием «производительность на ватт». Из новых параметров следует отметить повышение частоты процессорной шины и памяти до 667 МГц с одновременным внедрением более совершенных технологий энергосбережения.

Основой новой платформы стали чипсеты семейства Intel 945 (i945), представленного тремя версиями:

i945GM,
i945PM,
i945GMS.

К этому же семейству относится и i940GML.

Чипсет i945GM является самым мощным представителем из мобильных наборов i945. Он поддерживает все процессоры семейства Intel Pentium M/Celeron M, а также одноядерные и двухъядерные модели процессоров.

Кроме того, чипсет поддерживает: частоты процессорной шины 533 и 667 МГц, встроенную графику Intel GMA 950, внешний видеоадаптер PCI Express x16, один или два канала DDR2 533/667 с максимальным объемом памяти 4 Гбайт.

Чипсет i945PM не имеет встроенных графических средств, но предусматривает наличие внешнего видеоадаптера PCI Express x16. Остальные параметры совпадают с i945GM.

Чипсет i915GMS специально разработан для ноутбуков малого форм-фактора, рассчитанного на энергоэкономичные модели мобильных процессоров.

Остается добавить, что для управления периферийными устройствами в базовых комплектах перечисленных моделей мобильного чипсета i945 предусмотрено использование компонента ICH7-M. Он поддерживает работу двух портов Serial ATA-150 и одного порта Parallel ATA-100, до восьми портов USB 2.0, аудиосистемы Intel High Definition Audio (Azalia) и AC’97 2.3 (до трех кодеков), 10/100 Mbit Ethernet LAN, 7 PCI и 4 PCI Express x1 для карт расширений, и т. п. Кроме того, поддерживаются технологии энергосбережения, включая технологию Intel Display Power Saving Technology.

Оценивая функциональные возможности чипсета i945, необходимо отметить поддержку беспроводного способа подключения к сети для скоростной передачи данных. Это нашло свое воплощение в следующей версии технологии Intel Centrino.

Рис. 4. Архитектура мобильного компьютера с чипсетом i945GM

Одновременно с семейством чипсета i945 для мобильных компьютеров, как и ранее в случае i915, был объявлен и выпущен набор микросхем системной логики Intel 940GML Express (i940GML). Этот сравнительно недорогой чипсет оптимизирован для использования с процессорами низкого и сверхнизкого напряжение питания.

Остальные характеристики платформы Napa и появление следующей приведены в следующей части данной статьи.

>> Часть 5

Пять платформ Centrino (часть 3)

evgeny — Wed, 18 Jul 2012 11:23:14 +0000

Евгений Рудометов

>> Часть 2

Все приведенные функции, впервые были реализованы в настольных системах, созданных на основе моделей семейства настольного набора микросхем системной логики аналогичного наименования — i915, а также настольного чипсета i925. Теперь эти же возможности реализованы и средствами нового высокопроизводительного мобильного чипсета i915 (Рис. 3), представленного тремя версиями:

i915GM,
i915PM,
i915GMS.

Структура мобильного компьютера с чипсетом i915GM представлена на рис. 3

Рис. 3. Архитектура мобильного компьютера с чипсетом i915GM

Чипсет i915PM не имеет встроенных графических средств, но предусматривает возможность подкдючения внешнего видеоадаптера PCI Express x16. Он поддерживает процессоры Intel Pentium M, Intel Pentium M (LV), Intel Pentium M (ULV), Intel Celeron M, Intel Celeron M (ULV) с процессорной шиной 533 или 400 МГц и один или два канала DDR2 333/400/533.

Чипсет i915GMS специально разработан для ноутбуков малого форм-фактора, рассчитанного на энергоэкономичные модели процессоров Intel Pentium M (LV), Intel Pentium M (ULV), Intel Celeron M (ULV). Он имеет встроенные средства Intel GMA 900 с производительностью в 1,4 раза больше i855GME (следует обратить внимание, что у i915GM — в 2 раза). Кроме того, чипсет i915GMS поддерживает шину только 400 МГц (у i915GM — и 400 МГц, и 533 МГц) и только один канал памяти DDR2 400 МГц (у i915GM — и DDR2 400, и DDR2 533).

Остается добавить, что для управления периферийными устройствами в базовых комплектах перечисленных моделей мобильного чипсета i915 предусмотрено использование компонента ICH6-M. Он поддерживает работу двух портов Serial ATA-150 и одного порта Parallel ATA-100, до восьми портов USB 2.0, аудиосистемы Intel High Definition Audio (Azalia) и AC’97 2.3 (до трех кодеков), 10/100 Mbit Ethernet LAN, шины PCI и PCI Express x1 для карт расширений и т. п. Кроме того, поддерживаются технологии энергосбережения, включая технологию Intel Display Power Saving Technology 2 (Intel DPST 2), обеспечивающую снижение энергопотребления LCD-дисплеев. Встроенные видеосредства предоставляют возможность просмотра двух независимых изображений при подключении внешнего монитора или панели к ноутбуку.

Оценивая функциональные возможности чипсета i915, необходимо отметить поддержку беспроводного способа подключения к сети для скоростной передачи данных. Это нашло свое воплощение в новой версии технологии Intel Centrino.

Одновременно с семейством чипсета i915 для мобильных компьютеров в рамках платформы Sonoma был объявлен и выпущен набор микросхем системной логики Intel 910GML Express (i910GML). Этот сравнительно недорогой чипсет оптимизирован для использования с процессорами Intel Celeron M и Intel Celeron M Ultra Low Voltage (ULV — сверхнизкое напряжение питания).

Дальнейшее совершенствование процессоров и чипсетов потребовало внесения соответствующих корректив и в архитектуру систем.

В следующей части данной статьи описаны особенности платформы Napa — третьей платформы Centrino.

>> Часть 4

Пять платформ Centrino (часть 2)

evgeny — Wed, 18 Jul 2012 10:46:08 +0000

Евгений Рудометов

>> Часть 1

Рассматривая особенности перечисленных чипсетов, необходимо отметить, что при использовании в мобильном компьютере модулей оперативной памяти типа DDR 333 интегрированное графическое решение i855GME демонстрирует более высокую производительность, чем графическое решение в i855GM. В чипсете i855GME использован встроенный 32-разрядный 3D/2D графический адаптер с частотой до 250 МГц, бикубической фильтрацией, Video Mixer Rendering или разъем AGP 4X (для установки внешнего графического адаптера).

Среди перспективных энергосберегающих технологий следует отметить технологию Intel Display Power Saving Technology (Intel DPST). Применение этой технологии позволяет снизить энергопотребление жидкокристаллической панели дисплея до 25%. Это достигается рядом встроенных в видеосредства функций, например, за счет снижения частоты графического ядра при работе от батарей. Кроме того, имеется возможность автоматического анализа выводимого изображения и уровня окружающей освещенности. По результатам анализа аппаратно-программные средства, основу которых составляет чипсет, осуществляют автоподстройку яркости экрана без существенного снижения качества выводимого изображения, но при экономии энергии автономного энергопитания.

Рис. 2. Архитектура мобильного компьютера с чипсетом i855GME

Однако сравнительно скоро процессор с ядром Banias сменило новое изделие Intel, основой которого послужило ядро Dothan, являющееся модификацией Banias. Новое ядро было создано по технологии 90 нм.

В результате появления нового процессора платформа Carmel получила дальнейшее развитие. Однако она не могла обеспечить реализацию всех достоинств нового процессора, сохранившего, кстати, наименование Intel Pentium M.

Платформа Sonoma

В 2005 году была разработана платформа Sonoma, которая стала вторым вопрощением Centrino. Эта платформа определяет референс-дизайн мобильных систем. Ее основой стал чипсет с кодовым наименованием Alviso, получивший в дальнейшем наименование Alviso Mobile Intel 915 Express (далее i915).

В платформе Sonoma и чипсете i915 нашли воплощение перспективные разработки, уже проверенные в настольных системах, созданных на основе настольных чипсетов семейства аналогичного наименования.

Прежде всего, это реализованные для мобильных решений поддержка:

двух- или одноканальных подсистем памяти DDR2 400/533 с полосой пропускания до 8,5 Гбайт и общим объемом до 2 Гбайт;
внешних видеоадаптеров, подключаемых посредством шины PCI-Express x16 с пропускной способностью по 4 Мбайт в оба направления (8 Гбайт против чуть более 2 Гбайт у AGP 8X),
средств встроенной графики Intel Graphics Media Accelerator 900 (Intel GMA 900) с двукратной производительностью ядра Extreme Graphics 2, использованного в аналогичных средствах чипсетов семейства i855.

Для управления вводом/выводом использованы шина PCI Express x1 для карт расширений, обеспечивающая в два раза большую пропускную способность по сравнению с традиционной PCI, а также интерфейс Serial ATA для накопителей, технологии AC’97 2.3 и Intel High Definition Audio (32 бит, до 192 кГц, восьмиканальный звук стандарта 7.1, технологии Dolby) и т. п.

Остальные особенности платформы Sonoma — в следующей части данной статьи.

>> Часть 3

Пять платформ Centrino (часть 1)

evgeny — Wed, 18 Jul 2012 10:44:30 +0000

Евгений Рудометов

По оценкам аналитиков IDC доля рост рынка мобильных ПК сохраняет высокие темпы. Уже в 2010 году свыше 50% всех продаваемых в ЕМЕА компьютеров - мобильные устройства. Среди которых основная доля - ноутбуки традиционных форматов.

Развитие российского компьютерного рынка представлено на Рис. 1.

Рис. 1. Развитие российского компьютерного рынка

Оценивая темпы развития рынка мобильных устройств, необходимо отметить, что успех ноутбуков в первую очередь объясняется быстрым развитием полупроводниковых технологий и микроархитектуры процессорных ядер. Появление более совершенных моделей центральных процессоров позволяет снижать энергопотребление и увеличивать скорость обработки информации, которая долгое время определялась в основном тактовыми стотами процессора.

Однако в результате быстрой эволюции полупроводниковых технологий рост частоты перестал быть основной целью конструкторов мобильных изделий. Вместо этого критерием стала «производительность на ватт» затраченной энергии. Смена критерия потребовала переработки внутренних структур основных микросхем. Для их поддержки были внесены соответствующие изменения и в архитектуру платформенных решений. Концентратом реализованных изменений стала технология Intel Centrino, прошедшая вместе с эволюцией мобильных платформ несколько стадий.

Платформа Carmel

Первое поколение решений, основанных на новых принципах, появилось вместе с бендом Intel Centrino в 2003 году. Здесь следует напомнить, что соответствующий логотип допустимо было ставить только на те изделия, в которых были установлены:

процессор Intel Pentium M (ядро Banias),
чипсет линейки i855 (Рис. 2),
модуль беспроводной передачи данных Wi-Fi от Intel.

Платформа для таких ноутбуков получила наименование Carmel.

Чипсет Intel 855 (i855) представлен тремя вариантами. По аналогии со своим предшественником i852 они получили следующие наименования:

i855GME,
i855GM,
i855PM.

Первый, самый мощный вариант чипсета имеет встроенные графические средства и предусматривает поддержку внешнего видеоадаптера AGP 4X. Он поддерживает процессорную шину с частотой передачи данных 400 МГц, оперативную память типа DDR 333/266/200 с общим объемом до 2 Гбайт.

Второй вариант чипсета имеет встроенные графические средства и не предусматривает поддержку внешнего видеоадаптера. Этот чипсет также поддерживает процессорную шину с частотой 400 МГц, оперативную память типа DDR 200/266, объемом до 2 Гбайт.

Третий вариант чипсета уже не имеет встроенных графических средства, но предусматривает поддержку внешнего видеоадаптера AGP 4X. Поддерживает процессорную шину с частотой 400 МГц, память типа DDR 333/266/200, объемом до 2 Гбайт.

Остальные особенности платформы Carmel и появление следующей — в следующей части данной статьи.

>> Часть 2

Основа ноутбуков: экономичность и WiFi (часть 8)

evgeny — Sun, 15 Jul 2012 11:29:37 +0000

Совершенствование полупроводниковых и компьютерных технологий позволило конструкторам создать энергоэкономичные платформы, которые они дополнили беспроводными средствами коммуникаций

Евгений Рудометов

>> Часть 7

Несмотря на все достоинства уже созданных мобильных решений, корпорация Intel не собиралась почивать на лаврах. На смену ранее использованных процессоров появился еще более совершенный процессор — Intel Core 2 Duo, построенный на ядре Merom. Этот процессор получил еще большую производительность, энергоэкономичность и поддержку 64-разрядных вычислений. Это потребовало соответствующих изменений. Платформа Napa — Napa Refresh, по сути, осталась неизменной и сохранила бренд Intel Centrino, в популяризацию которого корпорация Intel вложила несколько сот миллионов долларов США.

В мае 2007 года вышла в свет мобильная платформа Santa Rosa, вобравшая в себя все достижения предыдущих разработок и позволившая реализовать новые перспективные технологии, включая следующее поколение Intel Centrino.

Данная платформа рассчитана на мобильный вариант двухъядерного Intel Core 2 Duo (Merom), поддержанный соответствующими мобильными чипсетами линейки Intel 965 (i965), ранее известными как Crestline. Их основой стали, как и в предыдущем случае, соответствующие наборы для настольных систем с той же нумерацией. Для мобильных решений были выпущены два чипсета, получившие наименования Mobile Intel GM965 Express Chipset (iGM965) и Mobile Intel PM965 Express Chipset (iPM965). Каждый из них традиционно состоит из двух компонентов. Первая представлена микросхемой GMCH или MCH, вторая – микросхемой ICH8M или ее расширенным вариантом ICH8M Enhanced (ICH8M-E).

Чипсет iGM965 имеет в своем составе компоненту GMCH со сравнительно мощным интегрированным графическим ядром Mobile Intel Graphics Media Accelerator X3100 (Intel GMA X3100). Архитектура этого ядра является развитием соответствующей разработки, использованной в наборе iGM965 для настольных систем и получившей наименование Intel Graphics Media Accelerator X3000 (Intel GMA X3000). Остается отметить, что встроенные графические средства Intel GMA X3100 обеспечивают без использования промежуточных графических контроллеров вывод высококачественного видеоизображения либо на встроенную в состав ноутбука жидко-кристаллическую панель (ЖК, LCD), либо на внешний монитор.

Значительной доработке подверглись и остальные компоненты системы, архитектура которой приведена на Рис. 6.

Рис. 6. Архитектура мобильной системы, созданной на основе Santa Rosa

В результате проведенных модификаций мобильной платформы значительно улучшились технические параметры мобильной системы. Например, частота процессорной шины в платформе получила новое значение — 800 МГц, что на 20% больше предыдущего показателя 667 МГц. Это обеспечило существенный рост производительности процессоров Intel Core 2 Duo, а, следовательно, и всей мобильной компьютерной системы. Кстати, при большой загрузке одного из ядер процессора возможно десятипроцентное увеличение частоты его работы (технология Intel Dynamic Acceleration) при соблюдении общего теплового баланса (TDP – Thermal Design Power) в допустимых пределах.

В следующей части данной статьи рассмотрены основные характеристики платформы.

>> Часть 9

Основа ноутбуков: экономичность и WiFi (часть 7)

evgeny — Sun, 15 Jul 2012 11:04:52 +0000

Евгений Рудометов

>> Часть 6

Оценивая функциональные возможности семейства мобильных чипсетов i945, необходимо отметить, как и у их предшественников в лице семейств i855 и i915, поддержку беспроводного способа подключения к сети для скоростной передачи данных.

Эта поддержка нашла свое воплощение в следующей версии технологии Intel Centrino.

Основные параметры семейства чипсетов i945 и i940 представлены в табл. 2.

Таблица 2. Основные параметры семейства мобильных чипсетов i945 и i940

Параметры	i945GM	i945GMS	i945PM	i940GML
Процессоры	Intel Pentium M, Intel Celeron M
Шина, МГц	667, 533	667, 533	667, 533	533
Память: SODIMM/Гбайт	2 / 4	1 / 2	2 / 4	2 / 2
Память: тип	DDR2 667, 533	DDR2 533	DDR2 667, 533	DDR2 533
Память: каналов	Два / Один	Один	Два / Один	Два / Один
Встроенная графика	Intel GMA 950	Intel GMA 950	Нет	Intel GMA 950
TV-Out	Да	Да	Нет	Да
IDE / ATA, портов	1 / 2
USB, портов	8
LAN	Да
PCI	7
PCI Express х1	4
Аудио	Azalia 24 бит 192 кГц, AC’97 2.3 Audio

В следующей части данной статьи рассмотрены следующие варианты мобильных платформ.

>> Часть 8

Основа ноутбуков: экономичность и WiFi (часть 6)

evgeny — Sun, 15 Jul 2012 10:46:25 +0000

Евгений Рудометов

>> Часть 5

Оценивая достоинства перечисленных выше компонентов и особенности платформы Sonoma, выпущенных для мобильных решений, необходимо добавить, что дальнейшее совершенствование мобильных процессоров и чипсетов потребовало внесения соответствующих корректив и в архитектуру систем.

Следующая платформа для мобильных решений получила наименование Napa.

Основой этой мобильной платформы стали мобильные наборы микросхем семейства Mobile Intel 945 (i945).

Это семейство мобильных чипсетов i945 представлено тремя версиями:

Intel 945GM ( i945GM ),
Intel 945PM ( i945PM ),
Intel 945GMS ( i945GMS ).

К этому же семейству относится и мобильный чипсет i940GML.

Мобильный чипсет i945GM является самым мощным представителем из семейства мобильных наборов i945.

Он поддерживает все процессоры семейства Intel Pentium M/Celeron M, а также одноядерные и двухъядерные модели процессоров.

Кроме того, этот мобильный чипсет i945GM поддерживает:

частоты процессорной шины 533 и 667 МГц,
встроенную графику Intel GMA 950,
внешний видеоадаптер PCI Express x16,
один или два канала DDR2 533/667 с максимальным объемом оперативной памяти 4 Гбайт.

Структура мобильного компьютера с мобильным чипсетом i945GM представлена на рис. 5.

Рис. 5. Структура мобильного компьютера с чипсетом Mobile Intel 945GM

Мобильный чипсет i945PM не имеет встроенных графических средств, но предусматривает наличие внешнего видеоадаптера PCI Express x16. Остальные параметры совпадают с i945GM.

Мобильный чипсет i945GMS специально разработан для ноутбуков малого форм-фактора, рассчитанного на энергоэкономичные модели мобильных процессоров.

Остается добавить, что для управления периферийными устройствами в базовых комплектах перечисленных моделей семейства мобильных чипсетов i945 предусмотрено использование компонента ICH7-M (хаб ввода/вывода), отвечающего за работу подключенных периферийных устройств.

Компонент ICH7-M поддерживает работу следующих встроенных в его состав контроллеров и технических средств:

до двух портов Serial ATA-150,
одного порта Parallel ATA-100,
до восьми портов USB 2.0,
аудиосистемы Intel High Definition Audio (Azalia) и AC’97 2.3 (до трех кодеков),
10/100 Mbit Ethernet LAN, 7 PCI и 4 PCI Express x1 для карт расширений, и т. п.

Кроме того, мобильными чипсетами семейства i945 поддерживаются технологии энергосбережения, включая технологию Intel Display Power Saving Technology.

В следующей части данной статьи приведена таблица с характеристиками мобильных чипсетов семейства i945.

>> Часть 7

Основа ноутбуков: экономичность и WiFi (часть 4)

evgeny — Sun, 15 Jul 2012 10:46:08 +0000

Евгений Рудометов

>> Часть 3

В дополнение к уже описанным характеристикам микросхем North Bridge трех вариантов мобильных чипсетов семейства i915 остается добавить еще и характеристики South Bridge.

Для управления периферийными устройствами в базовых комплектах перечисленных моделей мобильных чипсетов семейства i915 в качестве South Bridge предусмотрено использование мобильного компонента ICH6-M, отвечающего за связь компьютерной системы с устройствами ввода/вывода (ICH6-M – хаб вввода/вывода).

Компонент ICH6-M, используемый в составе всех трех вариантов мобильных чипсетов семейства i915, поддерживает работу следующих встроенных в его состав контроллеров и технических средств:

до двух портов Serial ATA-150,
одного порта Parallel ATA-100,
до восьми портов USB 2.0,
аудиосистемы Intel High Definition Audio (Azalia) и AC’97 2.3 (до трех кодеков),
10/100 Mbit Ethernet LAN,
шины PCI и PCI Express x1 для карт расширений и т. п.

Кроме того, мобильными чипсетами семейства i915 поддерживаются технологии энергосбережения, включая технологию Intel Display Power Saving Technology 2 (Intel DPST 2), обеспечивающую снижение энергопотребления LCD-дисплеев.

Встроенные в данные мобильные чипсеты видеосредства предоставляют возможность просмотра двух независимых изображений при подключении внешнего монитора или панели к ноутбуку.

Оценивая функциональные возможности мобильных чипсетов семейства i915, необходимо отметить поддержку беспроводного способа подключения к сети для скоростной передачи данных. Это нашло свое воплощение в очередной версии технологии Intel Centrino (пожалуй, корректнее – комплект Intel Centrino).

Таким образом, у Intel Centrino, как и в случае предыдущей версии, по-прежнему три элемента:

мобильный процессор Intel,
мобильный чипсет Intel,
модуль беспроводной передачи данных Wi-Fi.

Компоненты Intel Centrino мобильной платформы Sonoma представлены на рис. 4.

Рис. 4. Компоненты Intel Centrino платформы Sonoma

В следующей части данной статьи продолжено рассмотрение основных характеристик мобильных чипсетов семейства i915.

>> Часть 5

Основа ноутбуков: экономичность и WiFi (часть 2)

evgeny — Sun, 15 Jul 2012 07:33:50 +0000

Евгений Рудометов

>> Часть 1

Второй вариант чипсета — i855GM имеет встроенные графические средства и не предусматривает поддержку внешнего видеоадаптера. Этот чипсет также поддерживает процессорную шину с частотой 400 МГц, оперативную память типа DDR 200/266, объемом до 2 Гбайт.

Третий вариант чипсета — i855PM уже не имеет встроенных графических средства, но предусматривает поддержку внешнего видеоадаптера AGP 4X. Поддерживает процессорную шину с частотой 400 МГц, память типа DDR 333/266/200, объемом до 2 Гбайт.

При использовании в мобильном компьютере модулей оперативной памяти типа DDR 333 интегрированное графическое решение i855GME демонстрирует более высокую производительность, чем графическое решение в i855GM. В чипсете i855GME использован встроенный 32-разрядный 3D/2D графический адаптер с частотой до 250 МГц, бикубической фильтрацией, Video Mixer Rendering или разъем AGP 4X (для установки внешнего графического адаптера).

Оценивая возможности семейства i855, обеспечивающего работу Intel Pentium M, модели которого созданы по технологии 130 нм (ядро Banias) или 90 нм (ядро Dothan, созданное на основе ядра Banias), необходимо отметить, что данную связку новейших изделий компания Intel дополнила еще одним компонентом.

Речь идет о внедрении средств беспроводного доступа, представленных модулем Intel PRO/Wireless 2200BG. Эти средства работают по стандарту IEEE 802.11а/b/g и получили наименование Wi-Fi.

Совокупность указанных трех компонентов была названа технологией Intel Centrino (Intel Centrino mobile technology), на популяризацию и продвижение которой на компьютерный рынок корпорация Intel затратила значительные финансовые средства.

Именно поэтому компания Intel решила не отказываться от ставшего популярным бренда Intel Centrino для своей платформы Sonoma.

Основу же этой платформы составил мобильный чипсет, ранее анонсированный как Alviso.

Прежде чем перейти к рассмотрению решений, связанных с перспективными платформами и чипсетами, необходимо отметить, что требования мобильности не снижает необходимости увеличения производительности. И одним из путей является увеличение частоты передачи данных по шине процессора, например, с 400 до 533 МГц. Для поддержки процессоров была представлена соответствующая платформа, получившая наименование Sonoma.

Один из вариантов рекомендованного корпорацией Intel дизайна (концепт Florence) ноутбука, созданного на основе платформы Sonoma, представлен на рис. 2.

Рис. 2. Вариант дизайна ноутбука, рекомендованный корпорацией Intel

В следующей части данной статьи рассмотрены основные характеристики платформы.

>> Часть 3

Основа ноутбуков: экономичность и WiFi (часть 3)

evgeny — Sun, 15 Jul 2012 07:33:16 +0000

Евгений Рудометов

>> Часть 2

Необходимо отметить, что платформа Sonoma определяет референс-дизайн мобильных систем. Ее основой стал чипсет с кодовым наименованием Alviso, получивший в дальнейшем наименование Alviso Mobile Intel 915 Express (далее i915).

К числу инноваций относятся следующие характеристики:

поддержка двух- или одноканальных подсистем памяти DDR2 400/533 с полосой пропускания до 8,5 Гбайт и общим объемом до 2 Гбайт,
подержка внешних видеоадаптеров, подключаемых посредством шины PCI-Express x16 с пропускной способностью по 4 Мбайт в оба направления (8 Гбайт против чуть более 2 Гбайт у AGP 8X),
поддержка средств встроенной графики Intel Graphics Media Accelerator 900 (Intel GMA 900) с двукратной производительностью ядра Extreme Graphics 2, использованного в аналогичных средствах чипсетов семейства i855.

Все приведенные функции, впервые были реализованы в настольных системах, созданных на основе моделей семейства настольного набора микросхем системной логики аналогичного наименования — i915, а также настольного чипсета i925. Теперь эти же возможности реализованы и средствами нового высокопроизводительного мобильного чипсета i915, представленного тремя версиями:

Intel 915GM ( i915GM ),
Intel 915PM ( i915PM ),
Intel 915GMS ( i915GMS ).

Структура мобильного компьютера с чипсетом i915GM представлена на рис. 3.

Рис. 3. Структура мобильного компьютера с чипсетом Mobile Intel 915GM

Мобильный чипсет i915PM не имеет встроенных графических средств, но предусматривает возможность подкдючения внешнего видеоадаптера PCI Express x16. Он поддерживает процессоры Intel Pentium M, Intel Pentium M (LV), Intel Pentium M (ULV), Intel Celeron M, Intel Celeron M (ULV) с процессорной шиной 533 или 400 МГц и один или два канала DDR2 333/400/533.

Мобильный чипсет i915GMS специально разработан для ноутбуков малого форм-фактора, рассчитанного на энергоэкономичные модели процессоров Intel Pentium M (LV), Intel Pentium M (ULV), Intel Celeron M (ULV). Он имеет встроенные средства Intel GMA 900 с производительностью в 1,4 раза больше i855GME (следует обратить внимание, что у i915GM — в 2 раза). Кроме того, чипсет i915GMS поддерживает шину только 400 МГц (у i915GM — и 400 МГц, и 533 МГц) и только один канал памяти DDR2 400 МГц (у i915GM — и DDR2 400, и DDR2 533).

В следующей части данной статьи продолжено рассмотрение мобильных чипсетов семейства i915 и их преемников.

>> Часть 4

Основа ноутбуков: экономичность и WiFi (часть 1)

evgeny — Sun, 15 Jul 2012 06:39:05 +0000

Евгений Рудометов

Долгое время рост производительности компьютерных решений осуществлялось за счет совершенствования процессорных микроархитектур, направленных на увеличение тактовых частот. Однако побочным свойством данного подхода является сравнительно большое энергопотребление. К сожалению, это энергопотребление довольно трудно компенсировать специальными технологиями типа Enhanced Intel SpeedStep и Deeper Sleep Alert.

Именно поэтому специалистами Intel с учетом накопленного опыта было разработано ядро, созданное «с нуля» и названное Banias.

Разработанные на основе ядра Banias процессоры были представлены в 2003 г. и получили наименование Intel Pentium M.

Не вдаваясь в особенности данной архитектуры и особенности реализации внутренних структур, следует признать, что проект был крайне удачен. В результате затраченных усилий созданные процессоры не только обеспечивали высокие уровни производительности, но и характеризовались чрезвычайно низким энергопотреблением.

Потребляемую энергию экономят все узлы процессора и системы, включая кэш-память второго уровня, расположенную на кристалле ядра, и системную шину процессора, не используемые линии которой отключаются.

Ядро процессора оптимизирует потребляемую мощность за счет отключения от электропитания и линий связи простаивающих блоков.

Однако в экономичных режимах работают не только внутренние цепи ядра, кэш-память и процессорная шина, но и подсистема оперативной памяти.

Все не участвующие в работе узлы и модули находятся либо в режиме сна, либо временно отключаются до тех пор, пока они не будут востребованы выполняемыми на компьютере модулями системного и прикладного программного обеспечения.

Необходимо добавить, что перечисленные особенности требовали соответствующей поддержки от чипсета. Поэтому одновременно с процессором Intel Pentium M был разработан специальный чипсет, получивший наименование Intel 855 (i855) и реализующий совместно с процессором средства и технологии энергосбережения.

Данный чипсет представлен тремя вариантами. По аналогии со своим предшественником i852 они получили следующие наименования:

Intel 855GME ( i855GME ),
Intel 855GM ( i855GM ),
Intel 855PM ( i855PM ).

Первый, самый мощный вариант чипсета – i855GME имеет встроенные графические средства и предусматривает поддержку внешнего видеоадаптера стандарта подключения AGP 4X.

Он поддерживает процессорную шину с частотой передачи данных 400 МГц, оперативную память типа DDR 333/266/200, общим объемом до 2 Гбайт.

Структура мобильного компьютера с чипсетом i855GME представлена на рис. 1.

Рис. 1. Структура мобильного компьютера с чипсетом Mobile Intel 855GME

В следующей части данной статьи рассмотрены основные характеристики чипсетов i855.

>> Часть 2

От 4004 до Nehalem (часть 5)

evgeny — Wed, 13 Jul 2011 12:46:04 +0000

На проводимых торжественных мероприятиях IT-компании традиционно рассказывают о своих основных успехах. Не осталась в стороне от этой традиции и компания Intel, представив российской общественности свой очередной процессор

Евгений Рудометов

>> Часть 4

Оценивая приведенные изделия интенсивного процессорстроения, следует отметить, что долгое время одним из факторов увеличения производительности процессоров был рост тактовых частот.

Более того, тактовая частота ядра была основным параметром, фигурировавшем в маркетинговой и рекламной политике всех компаний, которые занимались конструированием и выпуском процессоров.

Этот параметр был простым и понятным как для инженеров, так и для потенциальных пользователей, “голосовавших” своими кошельками за более высокочастотные, а следовательно, и более мощные модели процессоров.

Отвечая на потребности рынка, производители процессоров выпускали модели со все более высокими тактовыми частотами.

Однако данный рост сопровождалось соответствующим ростом теплообразования, уровень которого в ряде настольных моделей стал приближаться к 150 Вт и рисковал превысить даже этот весьма высокий уровень.

В поисках альтернативных путей дальнейшей эволюции конструкторы создали могоядерные архитектуры чипов.

Как результат данного подхода в мае 2005 г. дебютировал первый массовый двухъядерный процессор Intel.

Этим первым двухъядерным представителем стал процессор Intel Pentium D, созданный на основе микроархитектуры Netburst. Он содержал 230 миллионов транзисторов и выпускавшийся по самой передовой на то время 90-нанометровой производственной технологии.

Но длительно доминировавшая архитектура Netburst постепенно перестала удовлетворять конструкторов даже в двухъядерном варианте.

В дальнейшем Intel Pentium D сменил более призводительный двухъядерный процессор Intel Core 2 Duo. Выпущенный в июле 2006 года этот процессор, содержал более 290 миллионов транзисторов. Его кристалл был создан с использованием 65-нанометровой производственной технологии.

Улучшенной модификацией данной разработки стал процессор с кодовым именем Penryn, представляющий эволюционный шаг в развитии микроархитетуры Intel Core и предназначенной для сегментов рынка настольных, мобильных и корпоративных систем.

Его варианты, выпущенные по 45-нанометровой технологии, содержат два или четыре ядра, объединенные в одном корпусе. Соответсвующие модели для настольных систем получили наименование Intel Core 2 Duo, Intel Core 2 Quad.

Однако прогресс не стоит на месте и компания Intel объявила о выпуске новых процессоров. Но об этом чуть ниже. А а здесь самое время напомнить еще об одной инициативе крупнейшего производителя процессоров, которым уже много лет является компания Intel.

Как известно, несколько лет назад эта компания представила свою концепцию регулярного обновления полупроводниковых технологий и процессорных микроархитектур. Эта концепция получила наименование «Tick-Tock».

Согласно этой концепции каждая новая микроархитектура перед запуском в массовое производство отрабатывается сначала на текущем техпроцессе, а потом уже новый техпроцесс отлаживается на уже зрелой микроархитектуре процессорных ядер.

Период цикла обновления (и для техпроцессов, и для микроархитектур) в настоящее время и в течение ближайших лет компанией Intel определен в два года (Рис. 8).

Рис. 8. Обновление полупроводниковых технологий и процессорных архитектур

Именно в соответствии с этой стратегией в 2007 году компания Intel представила разработку с кодовым наименованием Penryn.

Однако несмотря на доказанное на практике совершенство данных процессоров, конструкторы понимали, что внутренняя микроархитектура их ядер (Intel Core Microarchitecture) уже практически исчерпала ресурс дальнейшего роста производительности.

В результате, как и было запланировано в концепции «Tick-Tock», компания Intel решила существенно модифицировать микроархитектуру процессорных ядер.

На основе проделанной работы компания Intel решила выпустить новые изделия. Известные как Nehalem, они получили официальное наименование Intel Core i7.

В следующей части данной статьи приведены некоторые детали микроархитектуры моделей Intel Core i7.

>> Часть 6

От 4004 до Nehalem (часть 4)

evgeny — Wed, 13 Jul 2011 12:02:52 +0000

Евгений Рудометов

>> Часть 3

Итак, компания Intel выпустила в 1971 г. первый в мире процессор – Intel 4004.

Этот процессор имел размеры 1/8 дюйма на 1/16 дюйма (3,18х1,59 мм), содержал лишь немногим больше 2000 транзисторов и выпускался по 10-микронной производственной PMOS-технологии Intel (Рис. 5).

Рис. 6. Процессор Intel 4004

Его наследниками стали хорошо известные процессоры. Вот только некоторые разработки и числа.

В 1978 г. появился 16-разрядный процессор 8088, содержавший 29000 транзисторов. Он работал с тактовыми частотами 5, 8 или 10 МГц. На основе этого процессора в 1981 г. был создан персональный компьютер IBM PC, ставший родоначальником современных настольных, мобильных и серверных моделей.

В 1982 г. создан микропроцессор 286, известный также как 80286. Данный 16-разрядный процессор Intel был способен выполнять программы, написанные для его предшественника. 286-й процессор содержал 134000 транзисторов, его тактовые частоты составляли 6, 8, 10 и 12,5 МГц.

В 1985 г. выпущен микропроцессор Intel 386, в котором содержалось 275000 транзисторов. Он представлял собой 32-разрядную микросхему и поддерживал многозадачность, т. е. был способен выполнять несколько программ одновременно. Было выпущено несколько моделей (Рис. 7).

Рис. 7. Модели Intel 386

В 1993 г. выпущен процессор Intel Pentium, насчитывавший уже 3 миллиона транзисторов и изготовленный по 0,8-микронной производственной технологии Intel.

В 1999г. Intel выпустила в продажу процессор Pentium III, содержавший более 9,5 миллионов транзисторов и изготовленный по 0,18-микронной производственной технологии Intel. Вскоре его сменил процессор Intel Pentium 4. Новый лидер отличался от своих предшественников внутренней архитектурой, предусматривающей существенно большие тактовые частоты ядра и шины, значения которых стало стремительно увеличиваться в последующих моделях.

В марте 2003 г. на свет появился бренд Intel Centrino. В состав мобильных устройств был включен новейший по тем временам процессор Intel Pentium M.

Процессор Intel Pentium M, созданный на базе новой микроархитектуры, специально оптимизированной для мобильных ПК, выпускался по 0,13-микронной производственной технологии Intel и состоял из 77 миллионов транзисторов. Этот процессор значительно отличался по своему внутреннему устройству от доминирующей в этот момент архитектуры Netburst, ставшей основой Intel Pentium 4 и его мибильного варианта. Они обладали меньшими тактовыми частотами и меньшим энергопотреблением, но при демонстрировали большую производительностью. Последующие модификации процессора Intel Pentium M и его упрощенного варианта Intel Celeron M выпускались по улучшенным архитектурам и полупроводниковым технологиям.

Здесь следует прерваться и сделать ряд замечаний.

В следующей части рассмотрены некоторые проблемы эволюции процессоров и пути дальнейшего развития.

>> Часть 5

От 4004 до Nehalem (часть 3)

evgeny — Wed, 13 Jul 2011 11:48:49 +0000

Евгений Рудометов

>> Часть 2

Итак, первый патент на интегральную схему был выдан в 1961 г. Его получил Роберт Нойс (Robert Noyce), впоследствии ставший одним из основателей корпорации Intel (Рис. 4).

Рис. 4. Патент Роберта Нойса

Традиционно первые модели были сравнительно простыми. Однако уже в 1965 г. Гордон Мур (Gordon Moore), также один из основателей корпорации Intel, в статье, опубликованной в журнале Electronics Magazine, предсказал регулярное удвоение числа транзисторов в микросхемах.

Как показало дальнейшее развитие, сложность полупроводниковых чипов уже несколько десятков лет увеличивается согласно закону Мура.

Согласно этому эмпирический закону каждые два года проиходит переход на новую технология с уменьшением масштаба литографии. Это позволяет с той же периодичностью удваивать плотность полупроводниковых элементов на кристаллах микросхем (первые версии данного закона утверждали, что увеличение числа элементов на полупроводниковых чипах будет происходить каждый год, в дальнейшем — каждые 18 месяцев).

Что же касается самого Гордона Мура и Роберта Нойса (Рис. 5), то они в 1968 г. уволились из компании Fairchild Semiconductor и основали новую корпорацию, получившую название Intel (сокращение от «integrated electronics» — микроэлектроника).

Рис. 5. Гордон Мур и Роберт Нойс

Именно эта компания выпустила в 1971 г. первый в мире микропроцессор (или просто процессор), открывший, по сути, новую эру в схемотехнике арифметико-логических устройств, сделав их компактнее и надежнее, а также проще в проектировании.

В следующей части данной статьи даны ряд фактов из эволюции первых процессоров.

>> Часть 4

От 4004 до Nehalem (часть 2)

evgeny — Wed, 13 Jul 2011 11:28:30 +0000

Евгений Рудометов

>> Часть 1

Итак, 16 декабря 1947 г. Уильям Шокли (William Shockley), Джон Бардин (John Bardeen) и Уолтер Браттейн (Walter Brattain) из Bell Labs создали первый транзистор (Рис. 2). По технологии изготовления он относился к классу точечных транзисторов.

Необходимо отметить, что благодаря этой работе они были награждены в 1956 г. Нобелевской премией по физике «за исследования полупроводников и открытие транзисторного эффекта».

Интересно, что Джон Бардин вскоре был удостоен во второй раз Нобелевской премии. На этот раз уже за работы в области сверхпроводимости.

Рис. 2. Первый транзистор

На основе разработки своих первых моделей в 1950 г. Уильям Шокли создал биполярный планарный транзистор.

А всего через три года появились первые коммерческие устройства. Их схемы были просты и основывались всего на нескольких транзисторах. Но это были первые коммерческие устройства, созданные на полупроводниках.

Однако стремление увеличить функциональные возможности транзисторных изделий потребовало усложнения электронных схем и роста числа используемых элементов. Расширение же сферы применения новых полупроводниковых элементов привело к их специализации. Это привело к увеличению номенклатуры электронных компонентов, что внесло свои коррективы в процессы разработки конечных изделий.

Стремление к унификации схемотехнических решений, сокращению сроков выпуска новых устройств, снижению их себестоимости и размеров привело к появлению новых перспективных элементов.

Этими элементами стали первые интегральные схемы (Рис. 3).

Рис. 3. Первая микросхема

Остается добавить, что первый патент на интегральную схему был выдан в 1961 г.

В следующей части данной статьи приведены некоторые факты из истории разработок компании Intel.

>> Часть 3

CPU Nehalem (часть 2)

evgeny — Fri, 08 Jul 2011 05:39:45 +0000

Функциональные возможности компьютера зависят от слаженной и эффективной работы всех его компонентов. При этом главную роль среди них играет центральный процессор, выполняющий команды системных и прикладных программ. От скорости их обработки зависят возможности всей системы. А скорость эта в значительной степени зависит от микроархитектуры

Евгений Рудометов

>> Часть 1

В новой разработке подверглись ряду изменений и другие элементы внутренней структуры ядер и процессора. Так, например, в ЦП Intel Core i7 в добавление к традиционным кэш-памяти первого (L1) и второго (L2) уровней появился еще один уровень кэш-памяти — третий (L3). Новая кэш-память объединяет ядра между собой. В отличие от кэш-памяти второго уровня объемом 4х256 Кбайт, она является разделяемой и имеет объем 8 Мбайт. Такое решение обеспечивает оптимальное перераспределение информационных потоков и ускоренный доступ к данным, особенно это касается многоядерных моделей.

Кстати, необходимо напомнить, что уже первые модели Intel Core i7 имеют четыре физических ядра архитектуры Intel Core (Nehalem), выполненных по технологии 45 нм. Процессоры состоят из 731 млн. транзисторов, распределенных на площади полупроводникового кристалла в 263 мм².

Здесь следует отметить, что уточнение «физических» не является случайным. Дело в том, что конструкторы решили в моделях Intel Core i7 реанимировать технологию многопоточной обработки данных, известную как Hyper-Threading еще со времен процессора Intel Pentium 4. Улучшенный вариант многопоточной технологии — Simultaneous Multi-Threading, SMT — аналога Hyper-Threading позволяет одновременно исполнять два потока на каждом ядре. В результате системные и пользовательские программы «видят» удвоенное количество виртуальных вычислительных ядер. Это означает, что четырехъядерные Intel Core i7 работают как восьмиядерные, половина из которых являются физическими (реальными), а половина — логическими (виртуальными). Таким образом, благодаря благодаря реализованной технорогии Simultaneous Multi-Threading приложения, оптимизированные для многопоточного выполнения, получают дополнительные преимущества по сравнению с предыдущими моделями, не обладающими данной возможностью.

Из аппаратных особенностей новой архитектуры необходимо отметить и аппаратно-программную реализацию автоматической настройки внутренних цепей Intel Core i7 на одноядерное или многоядерное выполнение приложений. Это достигнуто благодаря наличию в ядрах ЦП Intel Core i7 специального режима «Турбо». В случае если используются не все четыре ядра, а только одно или два, тактовая частота активных ядер автоматически увеличивается. Этот процесс незаметен для пользователя, но позволяет повысить производительность всех выполняемых на Intel Core i7 приложений. При этом максимальное энергопотребление ЦП и его тепловыделение остаются на достаточно низких уровнях, недоступных их предшественникам.

В процессорах на базе архитектуры Intel Core (Nehalem) также реализована функция автоматического включения и выключения ядер по запросу с помощью так называемых «вентилей питания» для экономии электроэнергии и оптимизации выполнения каждого приложения.

Еще одним нововведением является поддержка новых команд SSE4.2, обеспечивающих не только поддержку потоковой обработки команд и данных, но и ряда дополнительных операций, ориентированных на выполнение прикладных задач. Необходимо отметить, что дополнительной оптимизации подвергся механизм предсказания переходов, повышена скорость работы подсистемы кэш-памяти, ускорена работа арифметико-логических цепей.

Все это способствует не только росту производительности Intel Core i7, но и повышению энергоэффективности вычислительных цепей, проявляющихся в пониженных уровнях энергопитания и тепообразования.

Первыми представителями новой линейки процессоров стали четырехъядерные модели Intel Core i7 965 Extreme Edition, Intel Core i7 940, Intel Core i7 920. Их основные параметры приведены в Таблице 1.

Таблица 1. Основные параметры первых моделей Intel Core i7

Характеристики		Intel Core i7 965 Extreme Edition	Intel Core i7 940	Intel Core i7 920
Технология, нм		45	45	45
Число	ядер, шт	4	4	4
Число	потоков, шт	8	8	8
Кэш-память	L2, Кбайт	4 х 256	4 х 256	4 х 256
Кэш-память	L3, Кбайт	8	8	8
Шина QPI, Гигатранзакций/с		6,4	4,8	4,8
Подсистема памяти	каналов, шт	3	3	3
	модулей, шт	6	6	6
	тип модулей	DDR3-1067	DDR3-1067	DDR3-1067
Процессорный разъем		LGA1366	LGA1366	LGA1366
Потребляемая мощность, Вт		130	130	130

В следующей части данной статьи рассмотрены необходимые для процессоров микроархитектуры Intel Core (Nehalem) изменения компьютерной инфраструктуры.

>> Часть 3

CPU Nehalem (часть 1)

evgeny — Fri, 08 Jul 2011 05:30:02 +0000

Евгений Рудометов

Долгое время производительность центральных процессоров (ЦП) наращивалась исключительно за счет роста тактовой частоты его полупроводникового ядра. Но как выяснилось, ее увеличение не может продолжаться бесконечно из-за роста энергопотребления и теплообразования. Поэтому дальнейшее повышение производительности уже несколько лет осуществляется в основном за счет увеличения числа ядер и самое главное — за счет совершенствования их внутренней микроархитектуры.

Именно по этому пути пошла компания Intel, производитель более 75% ЦП для настольных систем и более 80% — для мобильных устройств.

Несколько лет назад эта компания представила концепцию регулярного обновления полупроводниковых технологий и процессорных микроархитектур. Эта концепция получила наименование Tick-Tock. Она предусматривает переход на новые технологии по нечетным и новые микроархитектуры — по четным годам, то есть каждые два года. При этом каждая микроархитектура перед запуском в массовое производство отрабатывается сначала на текущем техпроцессе, а уже потом новый техпроцесс отлаживается на зрелой микроархитектуре процессорных ядер.

В соответствии с этой стратегией в 2007 году компания Intel представила процессоры с кодовым наименованием Penryn. Эти ЦП выполнены по технологии 45 нм с применением новых материалов. Они представляют собой обновленные ЦП двухъядерных Intel Core 2 Duo и четырехъядерных Intel Core 2 Quad. Данные модели подтвердили свои высокие показатели производительности и энергоэффективности, превышающие аналогичные параметры предыдущих моделей, созданных по технологии 65 нм.

Однако несмотря на их совершенство, конструкторы понимали, что внутренняя микроархитектура их ядер (Intel Core Microarchitecture) уже практически исчерпала ресурс дальнейшего роста производительности. В результате, как и было запланировано в концепции Tick-Tock, в этом году компания Intel решила существенно модифицировать архитектуру процессорных ядер, и на основе проделанной работы выпустить новые ЦП.

Данные процессоры для настольных ПК, ранее известные под кодовым именем Nehalem, получили официальное наименование Intel Core i7 (рис. 1).

Рис. 1. Процессор Intel Core i7

Внутренняя архитектура Intel Core i7 получила ряд перспективных нововведений. Среди них прежде всего необходимо отметить интегрированный в процессор контроллер памяти, а также новую процессорную шину.

Интегрированный контроллер памяти за счет сокращения расстояния между процессором и подсистемой памяти позволяет повысить частоты и уменьшить задержки, связанные с передачей информации. Уже для первых ЦП Intel Core i7 предусмотрено три канала памяти, каждый из которых может работать с двумя модулями памяти DDR3 SDRAM. Это позволяет резко повысить производительность подсистемы памяти, а через нее и всего компьютера.

Существенный рост производительности обеспечивает и новая процессорная шина, связывающая процессор с остальными компонентами компьютерной системы через чипсет (специализированный набор микросхем системной логики).

Эта шина, имеющая топологию точка-точка, получила наименование Quick Path Interconnect (QPI). Поэтому для новых процессоров больше не применима такая характеристика, как FSB.

Остальные изменения рассмотрены в следующей части данной статьи.

>> Часть 2

CPU 45нм (часть 3)

evgeny — Thu, 07 Jul 2011 10:01:02 +0000

В результате совершенствования компьютерных технологий стремительно растет производительность и функциональность компьютеров. А они в значительной степени зависят от внутреннего устройства схем, реализованных на кремниевых кристаллах процессоров средствами полупроводниковых технологий

Евгений Рудометов

>> Часть 2

Как реализация всех указанных технологий, были представлены несколько представителей четырех- и двухъядерных процессоров, созданных на основе улучшенной архитектуры Intel Core и выполненных по технологическому процессу 45 нм.

Основные параметры ряда четыререх- и двухъядерных моделей, ориентированных на рынок настольных систем, приведены в Таблице 1.

Таблица 1. 4- и 2-ядерные 45 нм модели процессоров

Модели 45 нм	Число ядер, шт	Кэш L2, Мбайт	Частота
Модели 45 нм	Число ядер, шт	Кэш L2, Мбайт	Ядра, ГГц	FSB, МГц
Intel Core 2 Extreme
QX9775	4	12	3,20	1600
QX9650	4	12	3	1333
Intel Core 2 Quad
Q9550	4	12	2,83	1333
Q9450	4	12	2,66	1333
Q9300	4	6	2,50	1333
Intel Core 2 Duo
E8500	2	6	3,16	1333
E8400	2	6	3	1333
E8200	2	6	2.66	1333
E8190	2	6	2,66	1333

Приведенные в таблице 1 представители процессорного семейства обладают повышенным ресурсом для наращивания частот для ядра и шины. Это позволяет создавать более производительные модели процессоров. При этом 45 нм чипы отличаются от своих предшественников высокой энергоэкономичностью, что открывает возможности для конструирования высокопроизводительных, но малошумных систем.

Что же касается областей применения многоядерных систем, то ими могут и традиционные офисные приложения, и задачи, связанные с глобальной сетью, и обработка аудио и видеоинформации, и, конечно, различные игры. Однако в наибольшей степени преимущества многоядерных процессоров проявляются при одновременном выполнении большого количества программ, а также приложений, специально спроектированных для многопоточного выполнения. К слову сказать, число таких приложений стремительно увеличивается.

Необходимо отметить, что в соответствии с планами Intel в дальнейшем, в конце 2008 года, были представлены процессоры следующей микроархитектуры ядра. В новых моделяхв едином процессорном корпусе вместе с ядром размещен еще и встроенный контроллер оперативной памяти DDR3. Реализована и поддержка многопоточности, слегка подзабытая со времени Intel Pentium 4. Возрожденная технология позволила удвоить число одновременно обрабатываемых потоков, что способствует еще большему росту производительности.

Информация о производительности инженерных семплов была проанализирована одним из аналитиков ресурса ZDNet.

Результаты тестирования, а также некоторые планы развития, рассмотрены в следующей части данной статьи.

>> Часть 4

CPU 45нм (часть 2)

evgeny — Thu, 07 Jul 2011 09:53:40 +0000

Евгений Рудометов

>> Часть 1

В процессорах, созданных по технологии 45 нм, используются high-k диэлектрики, металлические затворы и т. п. Сам процесс был годом ранее опробован и продемонстрирован на пластинах с памятью SRAM.

К слову сказать, это стало уже традицией в разработке и освоении новых полупроводниковых процессов (рис. 2).

Рис. 2. Изменение плотности микросхем

Переход на новые, более прецизионные нормы техпроцесса влечет за собой необходимость решения вопросов уменьшения токов утечек транзисторов, что напрямую влияет на энергопотребление и тепловыделение чипа в целом.

Снижение литографических размеров приводит к появлению эффекта прямого туннелирования электронов через изолирующие слои. В транзисторах это ведет к резкому увеличению тока утечки через материал диэлектрика затвора.

Для решения данной проблемы диоксид кремния был заменен на тонкий слой материала на базе солей редкоземельного металла гафния с высоким показателем диэлектрической проницаемости.

Применяемый компанией Intel 45 нм техпроцесс подразумевает меньшие по сравнению с 65 нм техпроцессом размеры используемых в структурах процессорного ядра полупроводниковых транзисторов. Это позволяет применять значительно более плотное размещение транзисторов на полупроводникой пластине – примерно в два раза более плотное, чем в случае предыдущего 65 нм поколения.

Уменьшившиеся размеры транзисторов при использовании новых материалов привели к уменьшению примерно на 30% тока, требующегося для их переключения. В дополнение к этому более чем на 20% выросла скорость переключения транзисторов, более чем в пять раз уменьшились токи утечки

В 45 нм процессорах семейства Penryn компания Intel увеличила объем кэш-памяти второго уровня (L2). Так, двухъядерные процессоры оснащены кэшем L2 емкостью до 6 Мбайт, а отдельные четырехъядерные модели обзавелисья кэш-памятью объемом 12 Мбайт.

Для реализации скоростных возможностей внутренних цепей процессорного ядра частота системной шины увеличена до 1333 МГц, а для высокопроизводительных, топовых моделей процессоров — до 1600 МГц.

Для дальнейшего увеличения производительности процессоров система команд была дополнена набором команд SSE4. Набор команд SSE4 содержит несколько примитивов векторизации для компиляторов, обеспечивающих дальнейшее увеличение производительности и эффективности мультимедийных приложений.

Все это обеспечивает увеличение эффективности и производительности в многозадачных приложениях, что позволяет расшироить возможности компьютерных систем. Указанные нововведения являются одними из важнейших инноваций. Однако имеются и другие.

Традиционно разработчики Intel объединили основные особенности архитектуры в ряд технологий.

Intel Wide Dynamic Execution обеспечивает выполнение большего числа команд за тактовый цикл, улучшая время исполнения и повышая энергосбережение

Intel Intelligent Power Capability, разработанная для обеспечения энергоэкономичности и производительности, а также для максимального увеличения времени автономной работы ноутбука.

Intel Smart Memory Access повышает производительность системы, оптимизируя использование доступной пропускной способности

Intel Advanced Smart Cache обеспечивает высокую производительность и эффективность кэш-памяти. Технология оптимизирована для использования с многоядерными и двухъядерными процессорами.

Intel Advanced Digital Media Boost ускоряет выполнение целого ряда приложений, включая приложения обработки видео, речи, изображений и фотоснимков, шифрования, а также финансовые, технические и научные приложения.

Некоторые подробности выпущенных моделей рассмотрены в следующей части данной статьи.

>> Часть 3

CPU 45нм (часть 1)

evgeny — Thu, 07 Jul 2011 09:42:24 +0000

Евгений Рудометов

Микроархитектура NetBurst, пришедшая в 2000 году на смену микроархитектуре P6 (последние представители P6 – 0,18 мкм Coppermine, и финальный 0,13 нм Tualatin в 2001 году) уже стала историей, как, впрочем, и соответствующие модели процессоров, созданные на основе разных версий процессорных ядер.

В разное время микроархитектура NetBurst была представлена рядом разных дизайнов ядра:
- Willamette (2000 год, 0,18 мкм, 0,13 мкм),
- Northwood (2002 год, 0,13 мкм),
- Prescott/Smithfield (2004 год, 90 нм),
- Cedar Mill/Presler (2006 год, 65 нм).

Четыре поколения дизайна ядра и шесть лет на одной микроархитектуре!

Такая политика привела к некоторому застою в развитии соответствующих технологий и не способствовали процветанию компании. Это обстоятельство признали высшие руководители Intel. В результате были внесены соответствующие коррективы в планы компании.

В настоящее время конструкторы Intel придерживаются иной стратегии.

Согласно новым планам Intel предусмотрена смена микроархитектур и переход на новый техпроцесс каждые два года. Сегодня сложно сказать, удастся ли лидеру процессорной индустрии удерживать в течение длительного периода столь высокие темпы развития. В Intel такую стратегию выпуска продукции называет “tick-tock” (“тик-так”).

Каждый “тик” отражает новый этап развития полупроводниктехновых производственных технологий и усовершенствования в области микроархитектуры процессорных ядер.

Каждый “так” соответствует созданию новой микроархитектуры и выпуску на ее основе принципиально новых процессоров.

Остается отметить, что в результате реализации стратегии “tick-tock” каждый четный год компания Intel представляет новую архитектуру, а каждый нечетный — уменьшает ее до следующих норм техпроцесса. Это позволяет как развивать архитектуры процессоров, так и совершенствовать полупроводниковые процессы.

Как важный пример реализации данного подхода, можно рассматривать разработку процессоров с ядром Penryn. Это ядро создано по технологии 45 нм. Оно унаследовало удачную архитектуру Intel Core многократно проверенную в двух и четырехъядерных моделях процессоров Intel Core 2 Duo и Intel Core 2 Quad.

Процессоры с рабочим названием Penryn построены на базе усовершенствованной микроархитектуры Intel Core. Основным их отличием стал переход на 45-нм техпроцесс и некоторые архитектурные новшества, вследствие чего повысится энергоэффективность, расширится частотный потенциал, увеличится количество выполняемых команд за такт и прочее.

Семейство 45 нм чипов Penryn стало основой для 2-ядерных чипов Wolfdale и 4-ядерных чипов Yorkfield, проишедших на замену 65 нм процессорам Intel Core 2 Duo и Intel Core 2 Quad соответственно.

Соответственно, процессоры семейства Penryn легли в основу очередного поколения мобильной платформы Intel Centrino с кодовым названием Montevina. Эта платформа постепенно заменила в 2008 г. обе версии предыдущей разработки: Santa Rosa и Santa Rosa Refresh.

Все это стало возможным благодаря технологическому процессу 45 нм, освоенному компанией Intel.

Благодаря этому техпроцессу четырехъядерные процессоры Penryn включают около 820 млн. транзисторов. Они размещены на двух кристаллах площадью 107 кв. мм. Для сравнения, четырехъядерные процессоры, выполненные по 65 нм техпроцессу и носящие кодовое наименомание Intel Kentsfield, имеют 582 млн. транзисторов, размещенные на площади кристаллов 143 кв. мм.

Здесь просматривается сохранение закона Мура, согласно которому по-прежнему с периодичностью примерно раз в два года удваивается количество транзисторов, снижается удельная цена изготовления одного транзистора, увеличивается производительность.

Рис. 1. Закон Мура

Некоторые подробности техпроцесса и микроархитектуры рассмотрены в следующей части данной статьи.

>> Часть 2

А четыре – лучше (часть 6)

evgeny — Wed, 06 Jul 2011 19:34:58 +0000

Производительность процессоров сильно зависит от тактовой частоты ядра, рост которой не может продолжаться бесконечно. Поэтому дальнейшее повышение производительности осуществляется за счет совершенствования внутренней микроархитектуры и увеличения числа ядер

Евгений Рудометов

>> Часть 5

Результаты сравнительного тестирования двухъядерного Intel Core 2 Extreme X6800 и четырехъядерного Intel Core 2 Extreme QX6700 процессоров приведены в таблице 4 и на рис. 6.

Таблица 4. Результаты тестирования 2-х и 4-ядерных процессоров

Тест	Intel Core 2 Extremе X6800	Intel Core 2 Extreme QX6700
DivX 6.2.5 с XMPEG 5.03 (секунды, меньше – лучше)	106	77
Sony Vegas 7.0a Build 115 (секунды, меньше – лучше)	382	253
PCMark05 Professional 1.1.0 CPU Score	7425	8492
3DMark06 Professional 1.0.2 Overall Score	10809	11509
3DMark06 Professional 1.0.2 CPU Score	2559	3901

Рис. 6. Результаты выполнения теста 3DMark06

Результаты тестирования показывают преимущество четырехядерного процессора Intel Core 2 Extreme QX6700 над двухъядерным Intel Core 2 Extreme X6800, созданном, кстати, по той же архитектуре Intel Core. Остается напомнить, что этот прототип не так давно в тестах легко обгонял своих двухъядерных предшественников Intel Pentium D, не говоря уже об одноядерных моделях, ставших историческими экспонатами эволюции процессоров.

Но и на приведенном четырехъядерном варианте прогресс не остановился, и в 2007 году линейка пополнилась четырехъядерными моделями Intel Core 2 Quad. В этой линейке место нашлось для разных представителей, отличающихся частотными показателями ядра и шины, размерами кэш-памяти второго уровня и, конечно, ценой. Объединял же их единый технологический процесс с масштабом литографии 65 нм.

Однако спустя сравнительно короткий период времени были представлены следующие модели четырех- и двухъядерных процессоров, созданных на основе улучшенной архитектуры Intel Core и выполненных по технологическому процессу 45 нм (таблица 5).

Таблица 5. Процессоры 45 нм

Модели	Число ядер, шт	Кэш L2, Мбайт	Частота ядра, ГГц	Частота FSB, МГц
4-ядерные модели Intel Core 2 Extreme
QX9775	4	12	3,20	1600
QX9650	4	12	3	1333
4-ядерные модели Intel Core 2 Quad
Q9550	4	12	2,83	1333
Q9450	4	12	2,66	1333
Q9300	4	6	2,50	1333
2-ядерные модели Intel Core 2 Duo
E8500	2	6	3,16	1333
E8400	2	6	3	1333
E8200	2	6	2.66	1333
E8190	2	6	2,66	1333

Новые представители процессорного семейства обладают повышенным ресурсом для наращивания частот для ядра и шины. Это позволяет создавать более производительные модели процессоров. При этом 45-нм чипы отличаются от своих предшественников высокой энергоэкономичностью, что открывает возможности для конструирования высокопроизводительных, но малошумных систем.

В заключение следует отметить, что в соответствии с планами Intel на смену указанным моделям пришли многоядерные процессоры новой микроархитектуры ядра.

>> Часть 1

А четыре – лучше (часть 5)

evgeny — Wed, 06 Jul 2011 19:33:49 +0000

Евгений Рудометов

>> Часть 4

Итак, сменившая Intel NetBurst более совершенная ядерная микроархитектура Intel Core обеспечила полуторакратное, а в некоторых задачах даже и выше, увеличение производительности при таком же снижении энергопотребления.

Однако инженеры Intel не стали почивать на лаврах и выпустили более совершенный продукт — четырехъядерный процессор (ядро получило наименование Kentsfield).

На рис. 5 представлен четырехъядерный процессор Intel Core 2 Extreme (Kentsfield).

Рис. 5. Четырехъядерный процессор Intel Core 2 Extreme (Kentsfield)

Данный чип позиционируется компанией Intel как процессор для игровых ПК. Однако, как показало многочисленное тестирование, этот процессор демонстрирует высокие результаты не только в играх, но и в приложениях трехмерного моделирования, рендеринга, обработки видео- и аудиоданных.

С конструктивной точки зрения Intel Core 2 Extreme QX6700 представляет собой два двухъядерных полупроводниковых кристалла процессора Conroe, совмещенных в одном процессорном корпусе (рис. 5). Не вдаваясь в подробную оценку положительных и отрицательных сторон этого решения, нужно сказать, что оно позволило существенно снизить ее себестоимость, а, следовательно, и конечную цену. Что же касается пользователей, как показывает практика, их не очень волнует, каким образом скомпоновано многоядерное ядро: представляет оно собой цельный кристалл или собрано из двух отдельных частей, соединенных вместе внутри единого корпуса.

В конце концов, главное, что требуется от процессора, — это корректное и быстрое выполнение прикладных задач, а внутреннее строение все-таки удел специалистов и энтузиастов. Но вот возможностям и особенностям использования новых, производительных, а поэтому и недешевых, компьютерных элементов необходимо уделять повышенное внимание.

Для поддержки четырехъядерных моделей компания Intel рекомендует использовать свои материнские платы, однако вполне подойдут системные платы и от других производителей.

Здесь следует уточнить: не каждая материнская плата, поддерживающая ставшие уже привычными двухъядерные процессоры Intel Core 2 Duo, способна работать с черырехъядерными моделями. Для этого требуется не только соответствующий вариант программного кода BIOS, но и выполнение определенных требований к встроенным преобразователям питания. Кроме того, в системе необходим и блок питания повышенной по сравнению с системами Intel Core 2 Duo электрической мощности.

Для поддержки четырех-, а также и двухъядерных процессоров можно использовать материнские платы, созданные на основе соответствующих чипсетов.

Это могут быть изделия с топовым чипсетом Intel 975X или с более совершенными, но и более дорогими Intel Х38, X48.

Для менее взыскательных пользователей, не использующих мощные процессоры и не требующих от своих компьютеров повышенной производительности и функциональности, можно порекомендовать материнские платы, созданные на основе чипсетов Intel P35, Q35, G35. Несколько меньшими возможностями обладают платы, созданные на основе чипсетов Intel P31, G31, G33.

Кроме того, в компьютерных магазинах в большом количестве представлены материнские платы на чипсетах серии 965 и сертифицированные их создателями для работы с 4-ядерными моделями процессоров. Однако такие варианты следует рассматривать как промежуточные этапы конструкторской мысли. Они были предложены в период отсутствия соответствующих элементов, хотя надо признать, что такие платы нередко хорошо справляются с поставленными задачами.

Тем не менее, пользователям следует ориентироваться на более совершенные материнские платы, специально созданные для поддержки современных многоядерных процессоров. Это позволяет в максимальной степени использовать потенциальные возможности и процессоров, и поддерживающих их наборов микросхем системной логики.

Оценить производительность четырехъядерного процессора можно на примере модели Intel Core 2 Extreme QX6700 (ядро Kentsfield). Этот процессор имеет тактовую частоту ядра 2,66 ГГц, разъем — LGA775, частоту шины 1066 МГц и суммарный объем кэш-памяти второго уровня 8 Мбайт (2×4 Мбайт).

Основой для тестирования послужила материнская плата Intel BadAxe 2 D975XBX2 Rev. 303. Кстати, как показало тестирование, данный процессор устойчиво работал и на предыдущем варианте материнской платы — D975XBX.

В качестве эталона для четырехъядерного Intel Core 2 Extreme QX6700 был использован процессор Intel Core 2 Extreme X6800 (ядро Conroe). Такой выбор объясняется тем фактом, что до появления четырехъядерного Intel Core 2 Extreme QX6700, модель Intel Core 2 Extreme X6800 являлась самым производительным процессором для настольных систем.

Краткие характеристики двухъядерного Intel Core 2 Extreme X6800 и четырехъядерного Intel Core 2 Extreme QX6700 процессоров приведены в таблице 3.

Таблица 3. Краткие характеристики 2-х и 4-ядерных процессоров

Процессор	Intel Core 2 Extreme X6800	Intel Core 2 Extreme QX6700
Количество ядер	2	4 (2×2)
Тактовая частота	2,93 ГГц	2,66 ГГц
Частота FSB	1066 МГц	1066 МГц
Объем кэш-памяти L2	4 Мбайт	8 Мбайт (2×4 Мбайт)
Напряжение питания	1,213 В	1,238 В

Результаты сравнительного тестирования процессоров Intel Core 2 Extreme X6800 и Intel Core 2 Extreme QX6700 представлены в следующей части данной статьи.

>> Часть 6

А четыре – лучше (часть 3)

evgeny — Wed, 06 Jul 2011 16:47:58 +0000

Евгений Рудометов

>> Часть 2

В качестве объекта тестирования была использована так называемая экстремальная модель Intel Core 2 Extreme X6800, имеющая два ядра, выполненных по рассмотренной в предыдущей части статьи микроархитектуре Intel Core. Эта модель создана по технологии 65 нанометров (нм).

Тактовая частота работы процессорных ядер модели Intel Core 2 Extreme X6800 — 2,93 ГГц.

Рис. 2. Модель Intel Core 2 Extreme X6800

В роли эталона выступил процессор Intel Pentium D 820, созданный на базе микроархитектуры под названием Intel NetBurst. Данный процессор относится к предыдущему поколению двухъядерных процессоров для настольных компьютеров. Эта модель создана по технологии 90 нм.

Тактовая частота работы процессорных ядер модели Intel Pentium D 820 — 2,8 ГГц.

В качестве основы тестовой системы использовалась материнская плата Intel D975XBX, созданная на основе чипсета Intel 975X.

В ходе тестирования оба процессора — Intel Core 2 Extreme X6800 и Intel Pentium D 820 — корректно опознавались системой как процессоры, имеющие по два физических ядра.

Результаты выполнения популярного теста 3DMark06 (CPU score) данными процессорами представлены в таблице 1 и на рис. 3.

Таблица 1. Результаты тестов 3DMark06 (CPU score)

Модели процессоров	3DMark06 (CPU score)
Intel Pentium D 820	1326
Intel Core 2 Extreme X6800	2468

Рис. 3. Результаты выполнения теста 3DMark06

Одно из важных достоинств систем с двухъядерными процессорами — возможность одновременной работы с несколькими программами. В преимуществах архитектуры Intel Core и созданных на ее основе процессоров можно убедиться на примере теста CPUmark99.

Подробности дальнейшего сравнительного тестирования процессоров Intel Core 2 Extreme X6800 и Intel Pentium D 820 рассмотрены в следующей части данной статьи.

>> Часть 4

А четыре – лучше (часть 2)

evgeny — Wed, 06 Jul 2011 09:15:34 +0000

Евгений Рудометов

>> Часть 1

В продуктах, созданных на основе микроархитектуры Intel Core, нашли свое воплощение многие инновационные технологии. Данная микроархитектура стала основой для двухъядерных процессоров всех сегментов рынка ПК — настольных, ноутбуков и серверов.

На основе микроархитектуры Intel Core для рынка настольных компьютеров компания Intel выпустила двухъядерные процессоры, получившие наименование Intel Core 2 Duo. Среди них были представлены как младшие, так и старшие модели.

Основные компоненты ядер процессора Intel Core 2 Duo представлены на рис. 1.

Рис. 1. Основные компоненты ядер процессора Intel Core 2 Duo

Intel Core 2 Duo — это уже третье поколение двухъядерных процессоров Intel для ПК. Здесь следует напомнить, что к первому поколению относятся модели Intel Pentium D, разработанные для настольных ПК, а ко второму — Intel Core Duo для ноутбуков.

Первыми выпущенными процессорами Intel Core 2, ориентированными на рынок настольных систем, стали модели, выпущенные в 2006 г. по технологии 65 нм (в дальнейшем их сменили модели, выпущенные по технологии 45 нм). Все они использовали процессорную шину, унаследованную от своих предшественников, которыми являются Intel Pentium 4 и Intel Pentium D.

Для данных процессоров тактовая частота шины составила 266 Мгц, что обеспечило передачу данных с частотой 1066 МГц и пиковый поток 8,5 Гбайт/с.

За исключением процессоров начального уровня, все модели оснащены 4 Мбайт кэш-памяти второго уровня (L2). При этом весь объем памяти доступен обоим ядрам, интегрированным в состав каждого процессора.

Кэш-память первого уровня (L1) у всех моделей одинакова и составила 32 Кбайт для инструкций (L1 Code) и 32 Кбайт для данных (L1 Data).

Все модели поддерживают:
- 64-битные расширения Intel Enhanced Memory 64 Technology (EMT64);
- инструкции SSE, SSE2 и SSE3;
- технологию виртуализации — Intel Virtualization Technology (VT);
- бит Execute Disable, участвующий в системе информационной защиты.

Кроме того, поддерживают технологии управления энергопотреблением Enhanced Intel SpeedStep, Thermal Monitor 2.

Остается добавить, что для данных процессоров используется процессорный разъем LGA775.

Процессоры Intel Core 2 Duo для настольных ПК поддерживаются наборами микросхем системной логики (чипсетами), среди которых семейство Intel 965 и Intel 975X.

В дальнейшем данные чипсеты стали вытесняться более совершенными наборами, такими как, например, Intel P35, G35, P45, G45 и их модификации.

Что же касается производительности процессоров с микроархитектурой Intel Core, то ее проще всего оценить при помощи тестирования.

Некоторые подробности тестирования рассмотрены в следующей части данной статьи.

>> Часть 3

А четыре – лучше (часть 1)

evgeny — Wed, 06 Jul 2011 09:06:35 +0000

Евгений Рудометов

За время эволюции компьютеров многократно возросли и их функциональные возможности, и что самое главное — их производительность. Не в последнюю очередь это достигнуто благодаря совершенствованию центральных процессоров (далее — процессоров), чье быстродействие увеличилось в десятки тысяч раз.

Необходимо отметить, что с точки зрения пользователя, быстродействие процессора характеризуется временем выполнения определенного набора команд, последовательность которых образует компьютерную программу. Чем оно меньше, тем выше производительность.

Это можно выразить следующей формулой, в которой вместо времени используется более привычный параметр — частота:

где
  P — производительность,
  К — количество микрокоманд, выполняемых за один такт,
  F — тактовая частота.

Из данной формулы следует, что процессоры одного семейства, имеющие более высокие тактовые частоты (и, конечно, одинаковое внутреннее устройство — микроархитектуру), обладают и большей производительностью. Именно поэтому довольно долго повышение производительности процессора достигалось путем увеличения тактовых частот. Однако безудержному росту тактовых частот препятствуют объективные физические законы.

Ограничение роста частоты связано с уменьшением транзисторов, достигших уже нанометровых размеров, а также увеличением их плотности размещения на полупроводниковом кристалле.

В результате работе миниатюрных полупроводниковых элементов мешают помехи и паразитные токи. Причем их негативное влияние увеличивается с ростом тактовых частот, вызывая повышенные энергопотребление и теплообразование. Все это наглядно проявилось в старших процессорах Intel Pentium 4, требовавших не только мощных источников питания, но и больших кулеров для их охлаждения.

Остается отметить, что указанные особенности ограничили развитие процессоров путем подъема тактовой частоты. В результате инженерная мысль переключилась на разработку многоядерных моделей, способных обеспечить дальнейший рост производительности без неудержимого увеличения тактовых частот (и без значительного теплообразования).

Действительно, для многоядерных моделей приведенная выше формула превращается в следующее выражение:

где
  P — производительность,
  N — количество ядер в процессоре,
  К — количество микрокоманд, выполняемых за один такт,
  F — тактовая частота.

Необходимо отметить, что идея многоядерности была успешно опробована в моделях Intel Pentium D. Реализация данной идеи (даже в процессорах данного поколения) обеспечила значительный рост производительности при умеренных значениях тактовых частот, энергопотребления и теплообразования. Однако используемая в их ядрах микроархитектура NetBurst (Intel NetBurst Microarchitecture) не позволяла в полной мере реализовать все преимущества многоядерности. Требовались новые ядерные платформы, способные максимально раскрыть достоинства данной идеи.

Для дальнейшего повышения производительности своих процессоров специалисты компании Intel предложили новую микроархитектуру, обеспечивающую эффективное снижение показателя Energy per Instruction (энергии, затраченной на выполнение одной инструкции). Данная микроархитектура получила наименование Intel Core (Intel Core Microarchitecture).

Подробности предложенного решения, реализованного инженерами Intel в соответствующих продуктах, рассмотрены в следующей части данной статьи.

>> Часть 2

Rudometov.COM » 2007

Центру исследований и разработок EMC в «Сколково» исполнился год (часть 1)

Книги

Компьютеры

Защита информации

Другие

Очередной прогноз будущего (часть 2)

Атомный DNS 123878 (часть 1)

Архитектура MeeGo

Пять платформ Centrino (часть 5)

Платформа Santa Rosa

Пять платформ Centrino (часть 4)

Платформа Napa

Пять платформ Centrino (часть 3)

Пять платформ Centrino (часть 2)

Платформа Sonoma

Пять платформ Centrino (часть 1)

Платформа Carmel

Основа ноутбуков: экономичность и WiFi (часть 8)

Основа ноутбуков: экономичность и WiFi (часть 7)

Основа ноутбуков: экономичность и WiFi (часть 6)

Основа ноутбуков: экономичность и WiFi (часть 4)

Основа ноутбуков: экономичность и WiFi (часть 2)

Основа ноутбуков: экономичность и WiFi (часть 3)

Основа ноутбуков: экономичность и WiFi (часть 1)

От 4004 до Nehalem (часть 5)

От 4004 до Nehalem (часть 4)

От 4004 до Nehalem (часть 3)

От 4004 до Nehalem (часть 2)

CPU Nehalem (часть 2)

CPU Nehalem (часть 1)

CPU 45нм (часть 3)

CPU 45нм (часть 2)

CPU 45нм (часть 1)

А четыре – лучше (часть 6)

А четыре – лучше (часть 5)

А четыре – лучше (часть 3)

А четыре – лучше (часть 2)

А четыре – лучше (часть 1)