Extreme CPU von Intel

Jewgenij Rudometov

rudometov@rudometov.com

Vor kurzem hat die Gesellschaft Intel hochproduktiv und energoekonomichnye die Prozessoren, die aufgrund der neuen Mikroarchitektur aufgebaut sind ausgegeben. Die Familie hat die Benennung Intel Core 2 Duo bekommen. Das дltere Modell ist Intel Core 2 Extreme X6800 zur Zeit vorgestellt

Die Prozessoren sind eine der wichtigsten Komponenten der Rechner. VerhдltnismдЯig wurde lange Zeit die Produktivitдt hauptsдchlich auf Kosten von der VergrцЯerung der inneren Taktfrequenzen angesetzt. Doch wurde in Zusammenhang mit der GrцЯe des Energieverbrauchs und teploobrazovanija, abhдngenden von der Frequenz, der vorliegende Prozess verzцgert. Ein alternativer Pfad ist die VergrцЯerung der Zahl der Rechenkerne, integriert in den Bestand des einheitlichen Kristalls und der Beschдftigten parallel. In der ersten Etappe solchen Ьbergangs wurde tatsдchlich die selbe Mikroarchitektur, dass auch im Falle der traditionellen einnuklearen Modelle verwendet. Doch ist der weitere Durchbruch in der Errungenschaft der neuen Niveaus der Produktivitдt nur mit Hilfe der neuen Lцsungen und der Technologien mцglich.

Die Mikroarchitektur Intel Core

Die Fachkrдfte Intel haben die neue Mikroarchitektur der Prozessorkerne, die die bedeutende Senkung des Energieaufwands auf das Ausfьhren der Instruktionen gewдhrleistet angeboten. Das Kriterium der Effektivitдt vorschlagen, die Kennziffer Energy per Instruction (die Energie, die auf das Ausfьhren einer Instruktion) aufgewendet ist zu verwenden. Die neue Entwicklung, hat die Benennung Intel Core Microarchitecture bekommen. Auf ihrer Grundlage werden die zweinuklearen Prozessoren fьr den PC (Conroe), der Server (Woodcrest) und der Notebooks (Merom) ausgegeben werden.

In den Erzeugnissen, die aufgrund Intel Core Microarchitecture erstellt sind, die Verkцrperung haben viele innovative Technologien, die die bedeutende GrцЯe der Produktivitдt beim niedrigen Energieverbrauch gewдhrleisteten gefunden.

Die Technologie Intel Wide Dynamic Execution

Erhцht die Produktivitдt und die Effektivitдt der Arbeit des Prozessors, das Ausfьhren bol'shego die Zahlen der Befehle fьr den Taktzyklus gewдhrleistend, die Uhrzeit der Erfьllung der Programme verbessernd, und das Enrgiesparen erhцhend. Es ist erreicht, insbesondere auf Kosten von der Realisierung in der Architektur der zusдtzlichen Ketten des Dekoders und der vollziehenden Einrichtungen, sowie der Anwendung des wirksamen 14.-stufigen FlieЯbandes mit der Mцglichkeit spekulations-(vorhaltend) und der auЯerordentlichen Erfьllung der Befehle. In der neuen Architektur kann jeder Kern bis zu vier Instruktionen fьr den Takt erfьllen. Fьr den Vergleich bearbeiteten die Prozessoren der vorhergehenden Generation nicht mehr als drei Instruktionen fьr den Takt. Das vollziehende FlieЯband hatte die Lдnge mehr 30 Etappen, was die Mцglichkeit der Arbeit auf den hohen Taktfrequenzen gewдhrleistete, doch verringerte die Produktivitдt bei Notwendigkeit der Aufrдumung des superlangen FlieЯbandes mit seiner nachfolgenden Auffьllung heftig. In der neuen Architektur sind nicht nur das optimisierte FlieЯband der kleineren Lдnge verwendet, sowie andere vervollkommnete Komponenten des Kernes, die die Optimierung der Geschwindigkeit der Erfьllung der Befehle gewдhrleisten, sondern auch sind die verbesserten Algorithmen der Voraussage der Ьbergдnge realisiert.

Die Technologie Intel Advanced Smart Cache

Es wird der allgemeine Cachespeicher des zweiten Niveaus verwendet. Wie sich das Ergebnis, keshirovanie der Befehle und der Daten wirksamer im Vergleich zur alternativen Variante mit den geteilten Caches verwirklicht. In erster Linie ist es mit der Abwesenheit des Dublierens der Informationen verbunden. In Ergдnzung dazu ist das verwendete Cache dynamisch, was den Zugriff dem aktiven Kern zum ganzen informativen Raum bei der Betriebsunterbrechung anderen Kernes gewдhrleistet. Das alles verringert den Energieverbrauch, zu Minimum den Umfang "des Verkehres" im Untersystem des Gedдchtnisses zurьckfьhrend. AuЯerdem das allgemeine Cache gewдhrleistet die Erhцhung der Produktivitдt des Systems auf Kosten von der optimaleren Nutzung des Raumes des Cachespeichers und der Abkьrzung der Operationen des Austausches mit den Informationen zwischen den Kernen, verwirklicht durch den Prozessorbus. Zur Zeit bietet nur die Gesellschaft Intel die Prozessoren mit der Unterstьtzung der angegebenen Technologie fьr alle Segmente des Marktes an.

Die Technologie Intel Smart Memory Access

Erhцht die Produktivitдt des Systems mittels der Senkung der Latentzeiten beim Speicherzugriff und so optimiert die Nutzung der zugдnglichen Bandweite. AuЯerdem zur GrцЯe der Produktivitдt trдgt die Nutzung in der neuen Architektur der im Vergleich zu den Vorangehenden Lцsungen mehr vollkommenen Algorithmen des vorlдufigen Abrufes, unterstьtzt von der entsprechenden Hardware bei. Dank den angegebenen Neuerungen verwirklicht sich der schnellere Austausch von den Informationen zwischen dem Prozessor und dem Untersystem des Gedдchtnisses.

Die Technologie Intel Advanced Digital Media Boost

Verdoppelt die Geschwindigkeit des Ausfьhrens 128.entladungs-SIMD der Instruktionen, die in den multimedialen und graphischen Anwendungen oft verwendet werden. Beschleunigt die Bearbeitung Videos, der Rede und der Bildschirmbilder, das Umwandeln der Fotografien, die Chiffrierung, sowie vergrцssert die Geschwindigkeit der Arbeit der Finanz-, ingenieurmдssigen und wissenschaftlichen Anwendungen. Ist es damit verbunden, dass die modernen Anwendungsprogramme die Befehlsvorrдte SSE genьgend breit verwenden, die zulassen, um 128 Bit von den Operanden verschiedenen Charakters zu arbeiten . Die Vervollkommnung der Mikroarchitektur hat zur Ьberarbeitung der Blцcke der Erfьllung SIMD der Instruktionen (SSE, SSE2, SSE3), als dessen Ergebnis gebracht, wenn frьher die Bearbeitung zwei Takte einnahm, so wird jetzt dafьr nur ein Takt verbraucht. Zusдtzlich haben zur Geschwindigkeit der Arbeit der Blцcke der Erfьllung SIMD der Instruktionen, die Hersteller Intel den Satz der Instruktionen SSE3 vosem'ju die neuen Befehle ergдnzt.

Die Technologie Intel 64 Technology

Gewдhrleistet die Unterstьtzung der 64.entladungsberechnungen. AuЯerdem gewдhrt dem Prozessor den Zugriff zu bol'shemu der Speicherkapazitдt im Vergleich zum Hцchstniveau in 4 Gbyte, gewдhrleistet mit den traditionellen Modellen, die mit den Adressen ins 32 Bit operieren .

Die Technologie Intel Intelligent Power Capability

Aktiviert die abgesonderten Orte des Chips nur notwendigerweise, dass den Energieverbrauch des Systems insgesamt wesentlich verringert. In Ergдnzung dazu in der Architektur sind die Mechanismen, die die Taktfrequenz der Arbeit und die Betriebsspannung der Kerne bei der Senkung der Rechenbelastung verringern realisiert. Insgesamt gewдhrleistet die besten Kennziffern des Enrgiesparens und der Produktivitдt.

Die Familie IntelCore 2 Duo

Aufgrund Intel Core Microarchitecture fьr den Markt der Tischrechner hat die Gesellschaft die Reihe der Modelle zweinuklearer Prozessoren, die die Benennung IntelCore 2 Duo und bekannten frьher wie Conroe bekamen vor kurzem ausgegeben .

Die Hauptkomponenten der Kerne und die innovativen Haupttechnologien, die die Verkцrperung in IntelCore 2 Duo fanden , sind auf der Abb. 1 vorgestellt . Die Hauptparameter der Prozessoren fьr den PC sind in der Tabelle 1 vorgestellt .

Die Abb. 1. Die Hauptelemente und die Technologien IntelCore Microarchitecture

Die Tabelle 2. Die Prozessoren Intel Core Microarchitecture fьr die Desktop-PCs

Die Modelle der Prozessoren	Die Taktfrequenz des Kernes, GGts	Die Frequenz des Busses, GGts		Den Cachespeicher L2, des Mbytes
		Takt-	Die Datenьbertragungen
Intel Core 2 Extreme X6800	2,93	266	1066	4
Intel Core 2 Duo E6700	2,66	266	1066	4
Intel Core 2 Duo E6600	2,40	266	1066	4
Intel Core 2 Duo E6400	2,13	266	1066	2
Intel Core 2 Duo E6300	1,86	266	1066	2

Die neuen Modelle verfьgen ьber die niedrigen Niveaus des Energieverbrauchs und teploobrazovanija. Hier muss man erinnern, dass sich teploobrazovanie von der Kennziffer TDP  — Thermal Design Power klдrt . Die gegebenen Kennziffern fьr die Familie in Intel Core  2 Duo im Vergleich mit den Modellen Intel und AMD sind in der Tabelle 2 gebracht.

Die Tabelle 2. TDP der Reihe der populдren Modelle fьr die Desktop-PCs

Die Modelle der Prozessoren	TDP, Vt
Intel Core 2 Extreme X6800	75
Intel Core 2 Duo E6700	65
Intel Core 2 Duo E6600	65
Intel Core 2 Duo E6400	65
Intel Core 2 Duo E6300	65
Intel Pentium D 820	89
Intel Pentium D 950	115
AMD Athlon 64 FX-62	125

Wie es aus den gebrachten Daten ist nцtig, hat das дltere Modell der Familie Intel Core 2 Duo — Intel Core 2 Extreme X6800 den kleineren Wert teploobrazovanija nach dem Vergleich nicht nur mit dem oberen Modell AMD Athlon 64 FX-62, sondern auch mit dem jьngeren zweinuklearen Modell einen der vorhergehenden Entwicklungen.

Die Prьfung des дlteren Modells

Als das Objekt der Prьfung war das Modell Intel Core 2 Extreme X6800, die das hцchste Niveau der Produktivitдt unter den Prozessoren Intel gewдhrleisten, der zur Zeit fьr den Sektor ausgegebenen Tischrechner verwendet. Das Aussehen des ingenieurmдssigen Musters des zweinuklearen Prozessors Intel Core 2 Extreme X6800 ist auf der Abb. 2 gebracht .

Die Abb. 2. Das ingenieurmдssige Muster des Prozessors Intel Core 2 Extreme X6800

In die Rollen des Etalons fьr den untersuchten Prozessor wurde das Modell Intel Pentium D 820 verwendet  .

Die Konfiguration des Systems, das in der Prьfung verwendet wird:

·         die Mutterleiterplatte Intel D975XBX (chipset I975X),

·        den Prozessor Intel Core 2 Extreme X6800 (Conroe, Dual Core, 65 nm, 2,93 GGts, der Bus — 1066 MHz, L2 — 4 Mbytes),

·        den Prozessor Pentium Intel Pentium D 820 (SmithField, 90 nm, 2,8 GGts, der Bus — 800 MHz, L2 — 2х1 der Mbytes),

·        das Videountersystem ATI X600,

·         den Speicher auf den Festplatten Seagate ST3400832AS,

·         der Arbeitsspeicher Apacer 2x1 das Gbyte, DDR2-677,

·         das Betriebssystem Microsoft Windows Server 2003 Enterprise Edition SP1.

Im Verlauf der Prьfung wurde das Modell Intel Core 2 Extreme X6800 wie den zweinuklearen Prozessor (die Abb. 3) erkannt. Seine Hauptparameter, die mit dem Programm CPU-Z bestimmt sind, sind auf der Abb. 4 vorgestellt.

Die Abb. 3. Die Fenster des Programms Computer Management

Die Abb. 4. Die Hauptparameter Intel Core 2 Extreme X6800, bestimmt mit dem Programm CPU-Z

Die Ergebnisse des Ausfьhrens der Prьfungen PCMark05, die die Niveaus der Produktivitдt der Hauptuntersysteme des Rechners charakterisieren, sind in der Tabelle 3 und auf der Abb. 5 vorgestellt  .

Die Tabelle 3. Die Ergebnisse der Prьfungen PCMark05

Die Prozessoren	Die Prьfungen	Die Ergebnisse
Intel Pentium D 820	Graphics	4838
	HDD	2206
	Memory	3773
	CPU	4403
	Overall	3889
Intel Core 2 Extreme X6800	Graphics	5005
	HDD	2409
	Memory	5671
	CPU	7117
	Overall	5607

Die Abb. 5. Die Ergebnisse der Prьfungen PCMark05

Die Ergebnisse des Ausfьhrens der Prьfung 3dmark 03 (CPU Score) sind in der Tabelle 4 und auf der Abb. 6 vorgestellt  .

Die Tabelle 4. Die Ergebnisse der Prьfungen 3dmark 03 (CPU Score)

Die Modelle der Prozessoren	3dmark 03 (CPU Score)
Intel Pentium D 820	4544
Intel Core 2 Extreme X6800	9625

Die Abb. 6. Die Ergebnisse der Prьfungen 3dmark 03 (CPU Score)

Die gebrachten Ergebnisse der Prьfung illustrieren den bedeutenden Vorteil Intel Core Microarchitecture ьber der vorangehenden Architektur NetBurst.

So ist am meisten zum Beispiel, bei Intel Core 2 Extreme X6800 die innere Frequenz der Arbeit der Kerne auf 4,6 % im Vergleich zu Intel Pentium D 820. Doch demonstriert in den Prьfungen PCMark05 der neue Prozessor die wesentlich groЯe Produktivitдt. In der Prozessorprьfung hat die Ьberschreitung 62 %, fьr die integrierte Kennziffer — 44 % gebildet . Es sind die Ergebnisse in 3dmark 03 (CPU Score) nicht weniger interessant. Hier bildet die Ьberschreitung 112 %. Unter Berьcksichtigung Energy per Instruction wird der Vorteil der neuen Mikroarchitektur noch mehr bedeutend.

Was den Vergleich mit existierend topovymi von den Modellen des Konkurrenten Intel, so ьberlassen sie nicht nur in den Kennziffern des Enrgiesparens wesentlich, sondern auch in der Produktivitдt betrifft. Besonders betrifft es die Aufgaben der Bearbeitung der multimedialen Informationen, wo die Ьberschreitung in den Dutzenden der Prozente berechnet wird. Und nach der Kennziffer Energy per Instruction ist der Vorteil noch mehr hцher, was einen neuen Prozessor von Intel besonders attraktiv fьr die Konstrukteure der Tischrechner mit der extreme hohen Produktivitдt und dem niedrigen Niveau des akustischen Lдrms macht.

Zum Schluss muss man bemerken, dass das vorgestellte Exemplar Intel Core 2 Extreme X6800 befriedigend vertrieben wird: mehr 20 % ohne Erhцhung der Betriebsspannung des Kernes. Der gegebene Umstand zeugt vom bedeutenden technologischen Vorrat, was zulдsst, auf das Erscheinen der schnelleren Vertreter zu rechnen, sogar im Vergleich zum existierenden дlteren Modell. Es bleibt ьbrig, zu erinnern, dass in den Prьfungen das ingenieurmдssige Muster des Modells Intel Core 2 Extreme X6800, und verwendet wurde wie die Erfahrung vorfьhrt, je nach der Vervollkommnung der Technologie und der inneren Architektur verbessern sich die Parameter der Prozessoren wesentlich.

Den Prozessor Intel Core 2 Extreme X6800 und die Mutterleiterplatte Intel D975XBX waren vom Moskauer Bьro der Gesellschaft Intel gewдhrt