9

# Тема 9 Модельный ряд процессоров Intel

Цель: Рассмотреть современный модельный ряд процессоров Intel и и сравнить их.

План:

1. Модельный ряд процессоров Intel

2. Intel Core 2 Duo (Conroe).

1. Модельный ряд процессоров Intel

Современный модельный ряд процессоров Intel весьма широк и включает семейства процессоров для серверных, настольных и мобильных платформ, и в дальнейшем мы будем рассматривать только процессоры для настольных ПК.

Все современные процессоры Intel выпускаются по 90, 65, 45-нанометровому технологическому процессу (исключение составляют некоторые модели серии Extreme Edition) и имеют корпусировку LGA775.

Для классификации процессоров (кроме процессоров серии Extreme Edition) им присваиваются трехзначные номера следующих серий: 800, 700, 600, 500 или 300.

Этот номер вместе с названием семейства процессора составляет полное наименование процессора и отражает архитектуру процессора, объем кэш-памяти, частоту системной шины, поддерживаемые технологии Intel и тактовую частоту.

Внутри каждой серии используются конкретные номера процессоров, например: 840, 735, 640, 560 или 320, которые используются для обозначения множества характеристик, оказывающих влияние на общую производительность системы (архитектура процессора, объем кэш-памяти, частота системной шины, поддерживаемые технологии Intel, тактовая частота).

Больший номер внутри одного семейства процессоров показывает, что у данного процессора больше характеристик, у него более высокое значение конкретного параметра или улучшенная архитектура.

Сравнивая номера процессоров, важно помнить, что, помимо тактовой частоты, имеются и другие важные характеристики, повышающие общую ценность процессора. Например, в некоторых случаях процессор имеет больший номер, поскольку у него выше частота системной шины или больше объем кэш-памяти, в то время как тактовая частота осталась неизменной или даже понизилась.

Модельный ряд процессоров включает следующие семейства: Intel Pentium Processor Extreme Edition 840, Intel Pentium D 8хх, Intel Pentium 4 Extreme Edition, Intel Pentium 4 ххх, Intel Celeron D ххх.

2. Intel Core 2 Duo (Conroe)

Архитектура Intel Core 2, представителем которой является десктопное ядро Conroe, представляет собой дальнейшее развитие идей, заложенных в мобильное ядро Yonah. Которое, в свою очередь, является дальнейшим развитием идей, заложенных в процессоры Pentium M (ядра Banias и Dothan), ну а последние, как неоднократно всеми отмечалось, являются прямыми наследниками ядра шестого поколения процессоров Intel (P6), разработанного ещё для Pentium Pro, и дожившего до Pentium III. Таким образом, Core 2 с одной стороны является шагом «назад», т.к. в известной степени «отменяет» многие архитектурные решения, появившиеся в процессорных ядрах более поздних поколений (знаменитая архитектура седьмого поколения Intel NetBurst), с другой же стороны считать Core 2 прямой наследницей ядра Intel P6 нельзя т.к. слишком уж большому количеству модификаций оно было подвергнуто. Настолько большому, что изменилось, можно сказать, почти до неузнаваемости :).

Основные отличия новой архитектуры от самого «идеологически близкого» родителя — Intel Core Duo (Yonah) можно вкратце описать так:

· Усовершенствованный декодер инструкций, расширенный до 4-х декодеров x86-макроопераций (у ближайших аналогов, Intel Pentium M / Core Duo — 3).

· Скорость исполнения 128-битных SIMD-инструкций доведена до 1 инструкции за такт в каждом исполнительном устройстве (в 2 раза быстрее, чем у Yonah).

· Усовершенствованные механизмы работы с памятью и аппаратного prefetch.

· L2-кэш является общим для обоих вычислительных ядер, его объём перераспределяется между ними динамически, в зависимости от нагрузки (это мы уже видели в Intel Core Duo).

· Дальнейшее улучшение технологий энергосбережения.

· Введена поддержка нового набора SIMD инструкций, получившего название SSE4.

· 65-нанометровый техпроцесс;

· частота ядра от 1,87 до 2,93 ГГц;

· частота системной шины от 800 до 1066 МГц (в XE-версиях, возможно, 1333 МГц);

· размер разделяемого кэша второго уровня от 2 до 4 мегабайт;

· показатели TDP от 65 до 80 ватт.

На первых порах линейка Core 2 Duo будет представлена в следующем составе:

· Процессоры линейки E4xxx — одним CPU E4200 с частотой работы ядра 1,6 ГГц, 800-мегагерцевой системной шиной, и размером общего для обоих ядер L2-кэша 2 МБ.

· Процессоры E6300/6400 — частоты 1,86/2,13 ГГц, 1066-мегагерцевая шина, размер общего L2-кэша 2 МБ (обратите внимание: у нашего инженерного образца E6400 размер кэша 4 МБ!)

· Процессоры E6600/6700 — частоты 2,4/2,66 ГГц, 1066-мегагерцевая шина, L2 4 МБ.

· Процессор X6800 (eXtreme Edition) — частота 2,93 ГГц, 1066 МГц FSB, L2 4 МБ.

Буквенный шифр «E» обозначает диапазон энергопотребления от 55 до 75 ватт, «X» — выше 75 ватт. Шифры энергопотребления «T», «L» и «U» зарезервированы для мобильных и Ultra Low Voltage процессоров линейки Core 2. Также имеется информация, что в сериях 4xx0 и 6xx0 будут выходить десктопные процессоры, а в сериях 5xx0 и 7xx0 — мобильные.

Семейство процессоров Intel Core 2 Extreme

Intel Core 2 Extreme — это семейство топовых моделей процессоров Intel, включающее своего рода элитные процессоры, которые пока недоступны простым смертным. Формально они, конечно, существуют и производятся, однако купить их практически невозможно. Дело в том, что, во-первых, это очень дорогие процессоры (их стоимость превышает тысячу долларов), а во-вторых, они изготавливаются малыми партиями и иногда доступны для заказа лишь ограниченному числу партнеров компании Intel. В свободную продажу эти процессоры, как правило, вообще не поступают.

Впрочем, производятся они отнюдь не для продажи — это своего рода флагманский продукт, демонстрирующий достижения компании. Каждый новый процессор семейства Intel Core 2 Extreme в свое время устанавливал очередной рекорд производительности.

В настоящее время семейство Intel Core 2 Extreme включает пять моделей процессоров, отличающихся друг от друга и микроарахитекту-рой, и количеством ядер, и размером 12-кэша, и тактовой частотой, и частотой FSB (табл. 1).

Старшей моделью в этом семействе является новый четырехъядерный процессор Intel Core 2 Extreme QX9650, изготавливаемый по 45-нм технологическому процессу.

Отличительной особенностью этого процессора является новая микроархитектура Enhanced Intel Core (все остальные процессоры основаны на микроархитектуре Intel Core) и увеличенный до 12 Мбайт размер кэша L2, что в совокупности позволяет получить существенный прирост производительности. Сегодня именно этот процессор является непревзойденным лидером в плане производительности (более детально с результатами сравнительного тестирования этого процессора можно ознакомиться в статье "Процессор Intel Core 2 Extreme QX9650 — новый рекордсмен», опубликованной в этом номере журнала).

Все процессоры семейства Intel Core 2 Extreme, за исключением младшей модели Х6800, являются четырехъядерными. Модель Х6800 — двухъядерная.

Отметим, что старшие модели процессоров этого семейства — QX9650 и QX6850 — поддерживают частоту FSB 1333 МГц. Эти процессоры имеет смысл использовать в сочетании с памятью DDR3-1333 и только с материнскими платами на основе нового поколения чипсетов (Intel X38 Express и Intel Р35 Express). Заметим также, что хотя чипсет Intel 975 Express формально поддерживает частоту FSB 1333 МГц и должен, по идее, поддерживать новый процессор 0X9650, но надеяться на то, что на практике он «заведется» с материнской платой на этом чипсете, не стоит. К примеру, наш опыт оказался отрицательным.

Все процессоры семейства Intel Core 2 Extreme поддерживают набор стандартных технологий: Intel Virtualization Technology (VT), Intel Execute Disable Bit, Intel 64 architecture (EM64T), Enhanced Intel SpeedStep Technology, Enhanced Halt State (C1 E) и Intel Thermal Monitor 2.

Семейство процессоров Intel Core 2 Quad

Семейство четырехъядерных процессоров Intel Core 2 Quad (кодовое название Kentsfield) пока еще малочисленно и включает лишь две модели, отличающиеся друг от друга только тактовой частотой: в модели Q6700 используется множитель 10 и тактовая частота составляет 2,66 ГГц, а в Q6600 —тоже множитель 10, но тактовая частота равна 2,4 ГГц (табл. 2).

Во всем остальном эти процессоры не отличаются друг от друга. Нужно отметить, что процессор Q6600 существует в двух вариантах, соответствующих двум степпингам ядра процессора, — GO и 63. Степпинг GO отличается более низким энергопотреблением: ТОР процессора со степпингом ядра GO составляет 95 Вт, а ТОР процессора со степпингом ВЗ —105 Вт.

Все процессоры семейства Intel Core 2 Quad поддерживают все те же технологии, что и процессоры семейства Intel Core 2 Extreme, то есть Intel VT, Intel Execute Disable Bit, Intel EM64T. Enhanced Intel SpeedStep Technology, Enhanced Halt State (C1E) и Intel Thermal Monitor 2.

Интересно отметить, что процессор Intel Core 2 Qjad Q6700 практически не отличается от процессора Intel Core 2 Extreme QX6700. Разница лишь в том, что процессоры Intel Core 2 Extreme QX6700 имеют степпинг ядра ВЗ и ТОР 130 Вт, а процессор Intel Core 2 Quad Q6700 — степпинг ядра GO и TOP 95 Вт. То есть, по сути, Intel Core 2 Quad Q6700—это доведенный до ума процессор Intel Core 2 Extreme QX6700. Собственно, ничего удивительного в этом нет. Ситуация, когда сначала появляется процессор серии Extreme, а потом его доводят до ума и запускают в серию, вполне типична. В этом смысле большинство процессоров серии Extreme являются основоположниками новых серий процессоров, запускаемых в массовое производство.

Ну а если сравнивать процессоры Intel Core 2 Extreme QX6700 и Intel Core 2 Quad Q6700 пo производительности, то, естественно, она у них одинаковая.

Семейство процессоров Intel Core 2 Duo

Зa последний год семейство двухъядерных процессоров Intel Core 2 Duo стало многочисленным и насчитывает уже 13 моделей, а с учетом того, что одна и та же модель процессора может существовать в двух вариантах, различающихся степпингом ядра и другими несущественными характеристиками, их общее количество достигает уже 18 моделей (табл. 3).

Правда, нужно отметить, что с процессорами Intel Core 2 Duo происходит некотороя путаница. Процессор с одним и тем же названием и даже с одним и тем же степпингом ядра может существовать в двух вариантах, различающихся, хоть и не значительно, по характеристикам. К примеру, процессор Intel Core 2 Duo E6700. который выпускается только в варианте со степпингом ядра В2, может иметь две разновидности, различающиеся энергопотреблением в состоянии С1Е: с энергопотреблением 12 и 22 Вт.

В принципе, это две разные модели процессоров, имеющие различную маркировку и разные номера sSpec. Номер sSpec (sSpec Number) — это специальный идентификатор процессора, однозначно определяющий все его характеристики. Однако в названии модели процессора этот идентификатор не указывается (равно как и степпинг ядра), а потому возникает определенная путаница с моделями процессоров этого семейства.

Все процессоры семейства Intel Core 2 Duo имеют много общих черт: например, все они двухьядерные и выполнены по 65-нм техпроцессу. Еще одна общая характеристика этих процессоров заключается в том, что все они имеют ТОР 65 Вт, рассчитаны на одно и то же напряжение питания (точнее, диапазон напряжений), а также поддерживают одинаковый набор технологий: Intel VT, Intel Execute Disable Bit, Intel EM64T, Enhanced Intel SpeedStep Technology, Enhanced Halt State (C1E) и Intel Thermal Monitor 2.

Различия между отдельными моделями этого семейства заключаются в тактовой частоте, частоте FSB и размере L2-кэша. Процессоры, в которых 12-кэш имеет размер 4 Мбайт, носят кодовое название Соnroe, а процессоры с урезанным до 1 Мбайт кэшем — Allendale.

Так, все процессоры данного семейства со степпингом ядра G0 (обозначение моделей этих процессоров заканчивается на число 50 (Ехх50)) имеют частоту FSB1333 МГц: процессоры Е6300 и выше (за исключением моделей со степпингом ядра G0) — частоту FSB 1066 МГц, а младшие модели процессоров серий Е4ххх — FSB 800 МГц. Кроме того, у младших моделей процессоров размер 12-кэша составляет 2 Мбайт, а у старших моделей — 4 Мбайт.

Отметим, что разница в частоте FSB заключается не только в пропускной способности процессорной шины, которую несложно вычислить, умножив частоту FSB на 8 байт. Дело в том, что частота системной шины, определяющая частоту FSB (частота FSB получается из частоты системной шины умножением на 4), обусловливает также максимальную частоту шины памяти, которая не может превосходить частоту FSB (во всяком случае для чипсетов Intel), Таким образом, процессоры с частотой FSB 1333 МГц целесообразно использовать вкупе с памятью DDR3-1333, а процессоры с частотой FSB 1066 МГц и 800 МГц — с памятью DDR2.

Кроме того, частота системной шины определяет минимальную тактовую частоту процессора, которую он может иметь при наличии технологии Enhanced Intel SpeedStep Technology. Так, минимальная тактовая частота процессора всегда равна частоте системной шины, умноженной на 6. То есть при частоте FSB 1333 МГц (частота системной шины 333 МГц) минимальная тактовая частота процессора составляет 2,0 ГГц, при частоте FSB 1066 МГц — 1,6 ГГц, а при частоте FSB 800 МГц — 1,2 ГГц.

Intel Pentium Dual-Core

Часто процессоры семейства Intel Pentium Dual-Core ошибочно называют младшими моделями семейства Intel Core 2 Duo. Возможно, причина тому — их очень схожее обозначение. Действительно, процессоры этого семейства образуют серию Е2ххх, что перекликается с сериями процессоров семейства Intel Core 2 Duo. Кроме того, процессоры обоих семейств являются двухъядерными. А потому нередко в прайс-листах различных компаний можно встретить абсурдную по содержанию фразу: «процессор Intel Core 2 Duo E2180». На самом деле такого процессора не существует. Впрочем, очень может быть, что опечатка в данном случае неслучайна, поскольку продавать процессоры, в названии которых встречается слово Pentium, становится все сложнее.

Однако если вдуматься, то приписывание процессоров семейства Intel Pentium Dual-Core к семейству Intel Core 2 Duo не столь уж бессмысленно и в чем-то даже логично. А вот присутствие слова Pentium в обозначении семейства Intel Pentium Dual-Core выглядит действительно абсурдно.

Дело в том, что, по сути, процессоры семейства Intel Pentium Dual-Core мало чем отличаются от младших моделей (ядро Allendale) семейства Intel Core 2 Duo. Собственно, это те же самые двухъядерные процессоры Allendale,

но с еще более урезанным кэшем L2. Так, в процессорах семейства Intel Pentium Dual-Core кэш L2 урезан до 1 Мбайт. Никаких других принципиальных различий между младшими моделями процессоров семейства Intel Core 2 Duo и процессорами семейства Intel Pentium Dual-Core просто не существует. Это все та же микроархитектура Intel Core, поэтому абсолютно непонятно, зачем потребовалось выделять эти процессоры в отдельное семейство.

Итак, сегодня семейство Intel Pentium Dual-Core включает три модели: Е2180, Е2160 и Е2140, отличающиеся друг от друга только тактовой частотой (табл. 5). Все процессоры этого семейства имеют кодовое название ядра Allendale, выполнены по 65-нм технологии, поддерживают частоту FS6 800 МГц и имеют размер 12-кэша 1 Мбайт. Кроме того, все процессоры имеют ТОР 65 Вт и рассчитаны на диапазон напряжений 0,85-1,5 В.

Отметим, что модели Е2160 и Е2140 могут существовать в двух вариантах, различающихся степпингом ядра.

Литература: 6, стр. 92-99, стр. 103-104; 1, стр. 324-330.

Контрольные вопросы:

1. Какие основные модели процессоров выпускает фирма Intel?

2. Какие основные модели процессоров выпускает фирма AMD?

3. Что означает номер в названии процессоров Intel?

4. Какие отличия технологии Intel Core 2 Duo от Pentium 4?

5. Чем отличаются AMD Athlon 64 от AMD Athlon64 X2?

6. Какие технологии повышения производительности и управления энергопотреблением используют в своих процессорах Intel и AMD?