Евгений Рудометов
 

 >>    Часть 3 
  

Бюджетные модели

Материнские платы можно условно разделить на три группы: бюджетные, массовые и высокопроизводительные.

Бюджетные модели материнских плат сравнительно невысокой стоимости характеризуются меньшей производительностью и обладают меньшей функциональностью. Обычно они ориентированы на соответствующие недорогие процессоры: Intel Celeron и Pentium, а также AMD Sempron и Athlon 64. Такие платы создаются либо на младших моделях чипсетов, либо на чипсетах со встроенной графикой. В последнем варианте экономия достигается за счет отсутствия видеокарты. Такие материнские платы создаются, например, на чипсетах: Intel G45, G43, G33, G31, а также AMD 780G, 740G, 690G и т.п. Сюда же можно отнести модели плат с чипсетами NVIDIA nForce 630, nForce 730 и др.

В качестве примера плат для процессоров Intel можно привести: ASUS P5KPL-CM, Gigabyte GA-G31M-S2L, Intel DG31PR. Данные модели компактного форм-фактора (mATX) созданы под процессоры Intel на основе чипсета Intel G31. Каждая из них имеет встроенные графические средства, но допускает альтернативные конфигурации на основе видеокарт в слоте PCI Express x16; память — DDR2 (два слота, до 4 Гбайт); аудио — 6 каналов (5.1); сеть — Gigabit Ethernet; USB — 8 портов. Для процессоров Intel в этом сегменте есть компактные платы и с более мощной графикой Intel GMA X4500, реализованной в чипсете Intel G45: ASUS P5Q-VM, Gigabyte GA-EG45M-DS2H-SI, Intel DG45ID.

Как варианты недорогих, компактных плат для процессоров AMD можно привести модели: ASUS M2N68AM (чипсет nForce 630a), Gigabyte GA-MA74GM-S2 (чипсет AMD 740G), Gigabyte GA-MA78GM-S2H (чипсет AMD 780G).

А вот материнские платы с чипсетом AMD 790GХ хотя и имеют интегрированную графику могут претендовать на высокопроизводительный сектор. Связано это с тем, что такие платы  поддерживают режим одновременной работы встроенных и внешних графических средств.

Массовые модели

Массовые модели материнских плат, ориентированные на процессоры Intel, созданы на чипсетах Intel P45, P43, P35, P31. А конкурирующие модели с процессорами AMD — это платы с чипсетами AMD 770.

В качестве примера плат для процессоров Intel можно привести: ASUS P5QL SE, GA-EP43-S3L, Intel DP43TF. Данные модели форм-фактора ATX созданы под процессоры Intel Core 2 Duo/Quad на основе чипсета Intel P43; память — DDR2 (4 слота, до 8 Гбайт); аудио — 6 каналов (5.1); сеть — Gigabit Ethernet; USB — 12 портов (у Intel — 2 порта IEEE1394). Формально чипсет Intel P43 не поддерживает работу двух видеокарт, но конструкторы Gigabyte в ряде моделей реализовали эту возможность, например, в модели Gigabyte GA-EP43-DS3.

Компьютеры пониженной стоимости создаются на основе моделей материнских плат с чипсетами Intel P31 и P35, а более производительные и функционально насыщенные — на платах с Intel P45.

Что же касается процессоров AMD, для них в качестве примера материнской платы, созданной на чипсете AMD 770, можно привести модель Gigabyte GA-MA770-UD3 c поддержкой DDR2, RAID,  аудио 7.1, Gigabit Ethernet, 12 USB, 2 IEEE1394 и т.п.

Высокопроизводительные модели

Высокопроизводительные матенинские платы — это модели, ориентированные на компьютеры, способные решать самые сложные задачи, включая динамичные игры с высокой степенью реалистичности выводимого изображения.

К ним относятся модели, рассчитанные на процессоры Intel Core i7 (разъем LGA 1366), например, ASUS Rampage II Extreme, Gigabyte GA-EX58-UD5, Intel DX58SO. Эти платы созданы на основе чипсета Intel X58, память — DDR3 (три канала), видео — до трех видеокарт у плат ASUS/Gigabyte и двух — у Intel, поддержка технологий SLI, RAID, Gigabit Ethernet (у Gigabyte — 2 контроллера). Все платы поддерживают восьмиканальный звук (7.1) и имеют более 10 портов USB и по два — IEEE1394. У платы Intel отсутствуют разъемы PS/2, поэтому с ней используются клавиатура и мышь, подключаемые через USB.

К линейке высокопроизводительных изделей относятся и платы с чипсетами Intel X48 и X38, ориентированные на процессоры Intel Core 2 Quad (4 ядра) и Core 2 Duo (2 ядра).

В сегменте высокопроизводительных материнских платах, конечно, имеются соответствующие модели и для процессоров AMD, старшие представители которых  представлены моделями Phenom X3/X4 (разъемы AM2+). Это, например, ASUS M3A32-MVP Deluxe/WiFi-AP, Gigabyte GA-MA790X-DS4 и другие. Эти платы созданы на основе чипсетов AMD седьмой серии: первая — AMD 790FX (NB) + SB600 (SB), вторая — AMD 790X (NB) +  SB600 (SB). Платы поддерживают: память — DDR2 (два канала), видео — до двух видеокарт, поддержка технологий ATI CrossFire, RAID, Gigabit Ethernet, восьмиканальный звук (7.1), 10 портов USB, порты  IEEE1394 (ASUS — 2, Gigabyte — 3).

Кстати, в категорию высокопроизводительных изделий благодаря поддержке технологии NVIDIA SLI претендуют платы с чипсетами NVIDIA nForce 790i для процессоров Intel и платы с NVIDIA nForce 780a — для процессоров AMD.     

Заключение

Оценивая особенности материнских плат перечисленных сегментов, нужно отметить, что разделяющие их границы условны и зависят как от архитектуры и дизайна материнских плат, так и от остальных компонентов компьютера. Более того, после выхода новых процессоров, поддерживающих их чипсетов и созданных на их основе системных плат границы сегментов смещаются в сторону роста производительности и увеличения функциональных возможностей.

В статье были использованы материалы книги: Рудометов Е.А. «Современное железо: настольные, мобильные и встраиваемые компьютеры» – СПб.: БХВ-Петербург, 2010. – 464с.
    

>>    Часть 1  
      

Евгений Рудометов
 

  >>    Часть 4 
  

Производительность Gigabyte GA-EP45-EXTREME

Конфигурация систем, используемых в тестировании:

• Материнская плата — Gigabyte GA-EP45-EXTREME (Чипсет iP45),
• Процессоры —
  Intel Core 2 Duo E7300    (2 ядра, 2,66 ГГц,   3 Мбайт L2, 1066 МГц FSB),
  Intel Core 2 Duo E8300    (2 ядра, 2,83 ГГц,   6 Мбайт L2, 1333 МГц FSB),
  Intel Core 2 Quad Q9650 (4 ядра, 3,00 ГГц, 12 Мбайт L2, 1333 МГц FSB),
• Видеоподсистема — Gigabyte GV-NX66L128DP,
• Накопитель на жестких магнитных дисках — Seagate 31000340AS, 1 Тбайт
• Оперативная память — 2×1 Гбайт, DDR2-677,
• Операционная система — Microsoft Windows Server 2003 Enterprise Edition.

Результаты выполнения тестов 3Dmark05 и 3Dmark06 с процессором Intel Core 2 Duo E8300 (E8300) приведены в Таблице 3.

Результаты выполнения тестов  PCMark05, SiSoft Sandra, PCMark04  с процессорами Intel Core 2 Duo E7300 (E7300), Intel Core 2 Duo E8300 (E8300) и Intel Core 2 Quad Q9650 (Q9650) представлены в  Таблице 4, Таблице 5, Таблице 6.

Таблица 3.  Результаты тестов 3Dmark05 и 3Dmark06

Таблица 4.  Результаты тестов PCMark05

Таблица 5.  Результаты тестов SiSoft Sandra (2004.7.9.129)

Таблица 6.  Результаты тестов PCMark04

Как следует из приведенных результатов тестирования, материнская плата Gigabyte GA-EP45-EXTREME, продемонстрировала высокую производительность со всеми использованными процессорами. При этом компьютерная системы с более мощными процессорами, как и следовало ожидать, показывала  более выдающиеся результаты. И конечно, в режимах разгона производительность существенно повышалась.

В заключение, материнскую плату Gigabyte GA-EP45-EXTREME можно рекомендовать тем пользователям, которые  конструируют мощную и бесшумную систему.  

Материнская плата GA-EP45-EXTREME была предоставлена московским офисом компании Gigabyte

В статье были использованы материалы книги: Рудометов Е.А. «Современное железо: настольные, мобильные и встраиваемые компьютеры» – СПб.: БХВ-Петербург, 2010. – 464с
    

>>    Часть 1  
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 5 
  

Итак, первыми представителями процессоров с микроархитектурой Nehalem стали модели с четырьмя физическими ядрами, выполненными по технологии 45 нм (Рис. 9). Данные модели имеют в своем составе 731 млн. транзисторов, распределенных на 263 кв. мм полупроводникового кристалла.

Рис. 9. Процессоры Intel Core 2 Quad и Intel Core i7

Внутренняя микроархитектура 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 значительного сокращения расстояния между процессором и подсистемой памяти позволяет повысить частоты и уменьшить задержки, связанные с передачей информации.

Для первых процессоров Intel Core i7 предусмотрено три канала памяти, каждый из которых может работать с двумя модулями памяти DDR3 SDRAM. Это позволяет резко повысить по сравнению с предшествующими решениями скорость передачи данных между процессором и подсистемой памяти. За счет этого увеличивается производительность  всего компьютера.

Существенный рост производительности обеспечивает и новая процессорная шина. Эта шина, имеющая топологию точка-точка, получила наименование Quick Path Interconnects (QPI). Она связывает процессор с остальными компонентами компьютерной системы через чипсет.

Подверглись ряду изменений и другие элементы внутренней структуры ядер.

Так, например, в Intel Core i7 в добавление к традиционным кэш-памяти первого (L1) и второго (L2) уровней появилась еще и кэш-пямять третьего уровня (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.

Оценивая достоинства новой микроархитектуры, нельзя оставить без внимания и технологию многопоточного выполнения. Известная ранее как Hyper-Threading и опробованная в Intel Pentium 4, в Intel Core i7 она получила наименование SMT (Simultaneous Multi-Threading). Этот аналог Hyper-Threading позволяет одновременно исполнять два потока на каждом  физическом ядре. Это означает, что четырехъядерные Intel Core i7 работают как восьмиядерные. Таким образом, приложения, оптимизированные для многопоточного выполнения, работают еще быстрее.

Из дополнительных нововведений необходимо отметить реализацию автоматической настройки внутренних цепей Intel Core i7 на одноядерное или многоядерное исполнение приложений. Это достигнуто благодаря наличию в ядрах ЦП Intel Core i7 специального режима, получившего наименование «Турбо Bust». В случае загрузки не всех физических ядер частота работы активных ядер автоматически увеличивается. При этом осуществляется автоматический контроль значений температуры ядер, а теплообразование поддерживается в пределах допустимого максимального тепловыделения (TDP).

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, и за счет отключения незадействаванных узлов понижено энергопотребление и меньшено теплообразование.

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

>>    Часть 7  
    

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  

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  
      

Евгений Рудометов,
Александр Калигин 
 

 >>    Часть 2 
  

В качестве аппаратного обеспечения, используемого геймерами —  участниками серии игр Intel Challenge Cup 2008 года, выступают сверхскоростные «дуэльные пистолеты» от компании Acer и настольные игровые ПК Acer Aspire M5630.

Старшая конфигурация компьютера Acer Aspire M5630 оснащается четырехъядерным процессором Intel Core 2 Quad Q6600 и 4 Гбайт оперативной памяти, благодаря чему демонстрирует высокую производительность при решении широкого диапазона задач. Система использует одну из самых мощных видеокарт — NVIDIA GeForce 8800GT с 512 Мбайт выделенной памяти стандарта DDR3, а также физический ускоритель Ageya PhysX. Данные средства существенно повышают производительность в графических приложениях и обеспечивают максимальную реалистичность в 3D-играх.

Здесь следует отметить, что в рамках Aspire M5630 существует альтернативная конфигурация, предусматривающая использование четырех- или двухъядерного процессора Intel и видеокарты ATI Radeon 2600 Pro.   

В качестве дополнительного оборудования с Aspire M5630 на Intel Challenge Cup 2008 года задействованы широкоформатные мониторы Acer с временем отклика 2 мс и диагональю экрана 19 дюймов.

В дополнение к настольным системам компания Acer представила и соответствующие игровые ноутбуки Aspire 7720G и Aspire 5920G, созданные на основе высокопроизводительных элементов Intel.

Оценивая достоинства указанных изделий, необходимо отметить, что вклад Intel в игровые системы не ограничивается выпуском высокопроизводительных процессоров и чипсетов. Многочисленным поклонникам продукции Intel хорошо известны высокопроизводительные платформы. В качестве примера можно привести платформу Skulltrail. Она включает в себя два четырехъядерных процессора Intel Core 2 Extreme QX9775 (технология – 45 нм, частота – 3,2 ГГц, кэш-память L2 каждого процессора – 12 Мбайт, процессорная шина – 1600 МГц). Процессоры устанавливаются в плату Intel D5400XS, содержащую 4 слота PCI Express x16 с поддержкой четырех графических адаптеров. Эта плата может быть нести на себе до 8 Гбайт оперативной памяти FB-DIMM 800. Плата снабжена шестью портами SATA, одним IDE, шестью портами USB, одним Firewire, двумя eSATA, разъемом гигабитного Ethernet, а также цифровыми и аналоговыми входами/выходами. Плата сертифицированна по стандарту Dolby Home Theater 7.1.

Остается отметить, что техническим партнером выставочных матчей Intel Challenge Cup выступает также и компания NVIDIA.

Первый киберматч указанной серии сезона 2008 г. прошел в Волгограде, следующий — в нашем городе. Матч с призовым фондом около 125 тыс. руб. между чемпионом России — командой Virtus.pro и ведущей финской командой Team Roccat состоялся в кинотеатре «Кронверк Синема» и собрал более 700 человек в зале. Еще свыше 3000 человек наблюдали за ходом игры по Интернету с помощью Rambler Vision.

Рис. 3. Участники игрового турнира

В напряженной борьбе в трех раундах победу одержали россияне. Поединок между капитанами команд, проведенном на ноутбуках Acer, победа также была на стороне представителя России. Это, конечно, важное достижение, но на этом серия Intel Challenge Cup 2008 года не закончилась. До конца года шоу-матчи в рамках серии Intel Challenge Cup состоятся в Перми (май), Иркутске и Красноярске (октябрь), Краснодаре (ноябрь). А финальная встреча в рамках кубка состоится в декабре в столице.

В заключение остается отметить, что компания Intel не отступит от своей традиции: посетителей Intel Challenge Cup ожидают соревнования сильнейших российских и зарубежных команд.
    

>>    Часть 1  
      

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

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  
      

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  
      

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

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

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.

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.

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

>>    Часть 1