Компания Intel ежегодно обновляет продуктовую линейку процессоров. Обновление осуществляется двумя способами - переходом на новый технологический процесс и сменой архитектуры. И то, и другое - дорогостоящие операции, и поэтому каждый год Intel выбирает что-то одно. В прошлом году компания перешла на 45-нм технологию и представила новые продукты на ядрах Yorkfield и Wolfdale. В 2008 году подошла очередь смены архитектуры и Intel представила свою последнюю разработку - Nehalem.
Рис. 1. Внешний вид процессора Intel Core i7
Перед нами (рис. 1)очередная революционная платформа, которая может поднять планку производительности на еще большую высоту. Процессоры на ядре Bloomfield отличаются встроенным контроллером памяти, но первые настольные процессоры со встроенным контроллером памяти представила компания AMD, и именно это привело к значительному росту производительности. Поэтому и подобный эффект ожидается от новейшей разработки Intel. Встроенный контроллер памяти - это главная, но не единственная инновация Intel, архитектура процессора имеет новую модульную структуру, которая характеризуется новым вычислительным ядром, новой процессорной шиной, встроенным трехканальным контроллером памяти DDR3, возможностью интеграции графического ядра, новой технологией многопоточности SMT и дополнительным контроллером PCU, который отвечает за управление напряжением и частотой каждого из ядер. Новая процессорная архитектура потребовала смены процессорного сокета, поэтому новые процессоры имеют упаковку LGA с 1366 контактами (рис. 2).
Рис. 2. Сокет LGA 1366 процессора Intel Core i7
Новое вычислительное ядро основано на высокоэффективной архитектуре Core. Процессоры Core 2 Duo и Core 2 Quad демонстрируют прекрасное сочетание высокой производительности, разумного тепловыделения и оптимальной цены, но у архитектуры Core есть несколько основных проблем, которые не видны обычному пользователю. Главная из них заключается в увеличении количества ядер в одном процессоре. Вобще архитектура Core разрабатывалась для использования в двухъядерном исполнении. При возникновении необходимости в 4-ядерных процессорах, единственным решением стало объединение в одном корпусе двух двухъядерных кристаллов. Вот тут и возникла проблема, связанная со взаимодействием ядер между собой. Потому что процессорная шина Quad Pumped Bus уже давно исчерпала свой потенциал и не позволяет обмениваться данными между ядрами напрямую, ее пропускная способность не соответствовала требованиям в многоядерных системах. И чем больше количество ядер, тем заметнее становились недостатки QPB. Intel, взяла курс на активное увеличение количества ядер, для этогосделали новую шину QPI (Quick Path Interconnects) с топологией "точка-точка". Передача данных осуществляется по двум соединениям шириной 20 бит, из которых 16 предназначены для передачи данных, итоговая пропускная способность равна 25,6 Гб в секунду, что приблизительно равно пропускной способности шины HyperTransport v3.0. Ещё очень важное изменение в архитектуре процессора по сравнению с ядром Penryn, размер кэша L1 в Nehalem не изменился, его объем равен 64 кб, из которых 32 кб отведено под данные, и 32 кб - под инструкции, а кэш-памяти L2, то здесь изменения куда существеннее - вместо одного большого разделяемого кэша Intel оснастили каждое ядро собственным кэшем L2 объемом 256 кб. В Nehalem появилась разделяемая кэш-память третьего уровня объемом 8 Мб для ядра Bloomfield. В процессор может быть интегрировано графическое ядро и контроллер памяти. Контроллер памяти есть уже в процессорах Bloomfield, контроллер оптимизирован для работы с памятью DDR3 и поддерживает одно-, двух- и трехканальный режим доступа. В частности, при использовании 3-канального доступа пропускная способность памяти DDR3-1066 равна 25,6 Гб/с, что соответствует пропускной способности шины QPI. Следовательно, для платформы Socket LGA 1366 более скоростная память пока не нужна. Первые процессоры Core i7 имеют площадь ядра 263 кв. мм, а само ядро состоит из 731 млн транзисторов, типичный уровень тепловыделения остается в рамках спецификаций Intel и составляет 130 Вт. Специальный блок PCU (Power Control Unit) способен полностью отключать неактивные ядра.
Блок PCU связан с технологией Turbo Boost, которая также управляет частотами ядра, но она ориентирована на повышение частоты, изменение частоты осуществляется путем изменения множителя, множитель должен быть разблокирован в сторону увеличения.
