High-End Conroe

Jewgenij Rudometov

authors@rudometov.com

Realizuja die neuesten Entwicklungen auf dem Gebiet der Mikroarchitektur der superkomplizierten Chips, hat die Gesellschaft Intel die neue Generation hochproduktiv und energoekonomichnyh der Prozessoren ausgegeben, deren Familie die Benennung Intel Core 2 Duo bekommen hat

Auf die Dauer verwirklichte sich die Produktivitдt der Rechner, hauptsдchlich auf Kosten von der VergrцЯerung der inneren Taktfrequenz Prozessoren, die fast 4 GGts erreichte . Die Methode galt so offensichtlich und perspektivisch, was schon der Voraussage ьber die schnelle Errungenschaft der Grenzen in 10 und sogar 30 GGts wurden . Doch es, wie sich zeigte, dieser Pfad fьhrte den Computerzweig in die Sackgasse, die mit dem auЯerordentlich hohen Energieverbrauch der hochfrequenten Chips verbunden ist schrittweise. Wirklich, die Halbleiterchips nдherten sich nach den Dichten der Energie ungestьm den Kernreaktoren. AuЯerdem, die Approximation der gegebenen GrцЯe fьhrte die Mцglichkeit der Errungenschaft der Niveaus der Energie, die der Oberflдche unseres Himmelskцrpers entsprechen vor. Darьber benachrichtigten die fьhrenden Fachkrдfte Intel auf den Tagungen IDF mehrfach.

Eine der Lцsungen, die das weitere Ansetzen der Produktivitдt ohne die gefдhrliche thermische Ьberanspannung der Halbleiterkristalle der Prozessoren gewдhrleisten, ist die Hardware-Unterstьtzung der parallelen Berechnungen. Die vorliegende Mцglichkeit bewertend, muss man bemerken, dass die Nutzung im Rahmen eines Systems einiger Prozessoren optimal nicht ist. Ist es mit der GrцЯe des Preises, des allgemeinen Energieverbrauchs und des Niveaus des akustischen Lдrms von der Arbeit der zahlreichen Systeme der Abkьhlung verbunden.

Realisiert, wie die Alternative der Mehrprozessorsysteme, die Technologie Hyper-Threading, geforderte mnogopotochnost' gewдhrleistete, den Systemen zwei logischer Kerne bei einem Physischen gewдhrend. Die Einfьhrung der vorliegenden Technologie vergrцsserte die Produktivitдt, aber verringerte die Niveaus des Energieverbrauchs und teploobrazovanija fьr den Kern des Prozessors nicht. AuЯerdem, die vorliegende Technologie vergrцsserte sie sogar, das Problem der thermischen Belastung auf den Halbleiterkristall verstдrkend.

Eine folgende logische Etappe war die Realisierung dvujadernosti — zwei Kerne, die im einem Prozessor-Kцrper aufgestellt sind. Fьr die Beschleunigung des Ьbergangs waren die ersten zweinuklearen Modelle aufgrund der Mikroarchitektur NetBurst, die in der letzten Generation der traditionellen einnuklearen Prozessoren Intel gut ausgetestet sind erfьllt.

Fьr die weitere Verbesserung der Parameter und der Erweiterung der Funktionalitдt der Computersysteme haben die Fachkrдfte Intel die neue Mikroarchitektur, die die bedeutende Senkung des Energieaufwands auf das Ausfьhren einer Instruktion gewдhrleistet angeboten. Als das Kriterium der Effektivitдt vorschlagen, die Fachkrдfte 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 war eine ganze Reihe der Prozessoren, unter denen die Modelle wie fьr die Notebooks vorgestellt sind, als auch und fьr die Desktop-PCs vor kurzem ausgegeben.

In der Tabelle 1 sind fьnf ersten Modelle der Prozessoren fьr die Desktop-PCs, die aufgrund der neuen Mikroarchitektur und bekannten frьher unter Benennung Conroe erstellt sind gebracht.

Die Tabelle 1. Die Modelle der Prozessoren Conroe fьr die Desktop-PCs

Die Modelle	Die innere Taktfrequenz, GGts	Die Frequenz des Systembusses, das MHz	Den Cachespeicher Des 2. Niveaus, des Mbytes
Intel Core 2 Extreme X6800	2,93	1066	4
Intel Core 2 Duo E6700	2,66	1066	4
Intel Core 2 Duo E6600	2,40	1066	4
Intel Core 2 Duo E6400	2,13	1066	2
Intel Core 2 Duo E6300	1,86	1066	2

Intel Core Microarchitecture hat in sich alle Errungenschaften eingesogen, die in den Erzeugnissen der vorangehenden Generationen entwickelt, realisiert und ausgetestet waren. Unter ihnen ist die Familie Intel Core Duo (Yonah), tatsдchlich seiend Prototyp Conroe anwesend. Die Hauptunterschiede Conroe von Yonah kann man auf folgende Weise abfassen:

·         den Vervollkommneten Dekoder der Instruktionen, der bis zu den 4 Dekodern der x86-Makrooperationen ausgedehnt ist (bei den nдchsten Analoga, Intel Pentium M / Core Duo — 3),

·         ist die Geschwindigkeit der Erfьllung der 128.entladungs-SIMD-Instruktionen bis zu 1 Instruktion fьr den Takt in jeder vollziehenden Einrichtung (in 2 Male schneller, als bei Yonah) hingefьhrt,

·         die Vervollkommneten Mechanismen der Arbeit mit dem Gedдchtnis und des Hardwarevorabrufes (prefetch),

·         ist der Cachespeicher des zweiten Niveaus (L2) allgemein fьr beide Rechenkerne, ihr Umfang wird zwischen ihnen dynamisch, je nach der Belastung umverteilt,

·         die Weitere Verbesserung der Stromspartechnologien,

·         Ist die Unterstьtzung des neuen Satzes SIMD der Instruktionen, der den Titel SSE4 bekam Eingefьhrt.

Die angegebenen Unterschiede sind in Form von der Reihe der Technologien, unter denen man Intel Wide Dynamic Execution in erster Linie bemerken muss, Intel Advanced Smart Cache, Intel Smart Memory Access, Intel Advanced Digital Media Boost, Intel Intelligent Power Capability realisiert.

Die Mikroarchitektur des Kernes und die Haupttechnologien sind auf der Abb. 1 gebracht.

Die Abb. 1. Die Mikroarchitektur des Kernes Conroe und die Haupttechnologien

Die Technologie Intel Wide Dynamic Execution erhцht die Produktivitдt und die Effektivitдt der Arbeit des Prozessors, jedem Kern zulassend bis zu vier Instruktionen fьr den Takt mit der Nutzung des wirksamen 14.-stufigen FlieЯbandes zu erfьllen.

Die Technologie Intel Advanced Smart Cache ist mit dem Vorhandensein des allgemeinen Cachespeichers des 2. Niveaus verbunden, dass den Energieverbrauch verringert, zu Minimum den Umfang "des Verkehres" im Untersystem des Gedдchtnisses zurьckfьhrend, erhцht die Produktivitдt des Systems, einem der Kerne den Zugriff auf den ganzen Cachespeicher bei der Betriebsunterbrechung anderen Kernes gewдhrleistend.

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, dank wem der Prozessor die Daten dann bekommt, wenn sie gefordert werden.

Die Technologie Intel Advanced Digital Media Boost verdoppelt die Geschwindigkeit des Ausfьhrens der Befehle, die in den multimedialen und graphischen Anwendungen oft verwendet werden.

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.

Zu den gebrachten Neuerungen muss man auch Intel 64 Technology, die gewдhrleistende Unterstьtzung der 64.entladungsberechnungen ergдnzen. Sie gewдhrt dem Prozessor den Zugriff zu wesentlich bol'shemu der Speicherkapazitдt im Vergleich zum Hцchstniveau in 4 Gbyte bei den traditionellen 32.entladungsmodellen.

Aus den fьr die Desktop-PCs ausgegebenen Prozessoren der Familie Intel Core 2 Duo vom дlteren Modell ist Intel Core 2 Extreme X6800. Sie wird nicht nur dem meisten Niveau der Produktivitдt, sondern auch dem verhдltnismдЯig nicht hohen Energieverbrauch, und, also und teploobrazovaniem — 75 Vt bei der maximalen Rechenbelastung charakterisiert  . Was die numerischen Einschдtzungen der Produktivitдt betrifft, so klдren sie sich im Laufe der Prьfung traditionell, obwohl es bekannt ist, dass auf den Tagungen IDF die Gesellschaft vom Mund der Leiter 40 % der Zunahme versprach.

Als das Objekt der Prьfung war ingenieurmдssig sempl Intel Core 2 Extreme verwendet, dessen Aussehen auf der Abb. 2 gebracht ist .

Die Abb. 2. Den Kern Conroe und ingenieurmдssig sempl des zweinuklearen Prozessors Intel Core 2 Extreme X6800

In die Rollen des Etalons fьr den untersuchten Prozessor in den Prьfungen 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, TDP  — 75 Vt),

·         den Prozessor Pentium Intel Pentium D 820 (SmithField, Dual Core, 90 nm, 2,8 GGts, der Bus — 800 MHz, L2  — 2х1 der Mbytes, TDP  — 89 Vt),

·        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 gewдhrte Modell des Prozessors wie den zweinuklearen Prozessor Intel Core 2 Extreme X6800 erkannt. Seine Hauptparameter, die mit dem Programm CPU-Z bestimmt sind, sind auf der Abb. 3 vorgestellt.

Die Abb. 3. Die Hauptparameter sempla des zweinuklearen Prozessors Intel Core 2 Extreme X6800

Die Ergebnisse des Ausfьhrens der Prьfung SiSoftware Sandra 2004 (CPU Arithmetic Benchmark, ALU) sind in der Tabelle 3 und auf der Abb. 4 vorgestellt  .

Die Tabelle 3. Die Ergebnisse der Prьfung SiSoftware Sandra 2004 (CPU Arithmetic Benchmark, ALU)

Die Modelle der Prozessoren	Die Ergebnisse der Prьfung
Intel Pentium D 820	12906
Intel Core 2 Extreme X6800	32688

Die Abb. 4. Die Ergebnisse der Prьfung SiSoftware Sandra 2004 (CPU Arithmetic Benchmark, ALU)

Die Ergebnisse des Ausfьhrens der Prьfungen SiSoftware Sandra 2004 (CPU Multi-Media Benchmark) sind in der Tabelle 4 und auf der Abb. 5 vorgestellt  .

Die Tabelle 4. Die Ergebnisse der Prьfungen SiSoftware Sandra 2004 (CPU Multi-Media Benchmark)

Die Modelle der Prozessoren	Die Ergebnisse der Prьfung
Intel Pentium D 820 (Integer)	26683
Intel Core 2 Extreme X6800 (Integer)	72389
Intel Pentium D 820 (Float)	31633
Intel Core 2 Extreme X6800 (Float)	81009

Die Abb. 5. Die Ergebnisse der Prьfungen SiSoftware Sandra 2004 (CPU Multi-Media Benchmark)

Die gebrachten Ergebnisse der Prьfung illustrieren den bedeutenden Vorteil Intel Core Microarchitecture ьber der vorangehenden Mikroarchitektur 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 der Prьfung SiSoftwareSandra 2004 (CPU Arithmetic Benchmark, ALU) der neue Prozessor die wesentlich groЯe Produktivitдt — die GrцЯe auf 153 %.

In den Prьfungen SiSoftware Sandra 2004 (CPU Multi-Media Benchmark) die Ьberschreitung der Produktivitдt des Prozessors Intel Core 2 Extreme X6800 auch sehr groЯ: in der Prьfung der Operationen vom Gleitkomma hat die Ьberschreitung 156 %, und in der Prьfung der ganzzahligen Berechnungen die Ьberschreitung — 171 % gebildet .

Wenn die Kennziffer der Produktivitдt Energy per Instruction, jenen, in Anbetracht des kleineren Energieverbrauchs der neuen Prozessoren im Vergleich zu ihren Vorgдnger zu berьcksichtigen, wird der Vorteil in den verwendeten Prьfungen noch groЯ. Der gegebene Umstand erhцht die Attraktivitдt der neuen Familie der Prozessoren nur.

Was die wetteifernden Modelle von AMD, betrifft, wie die zahlreichen Forschungen, die im Internet gebracht sind vorfьhren, die Systeme, die aufgrund AMD Athlon 64 FX-62 wesentlich erstellt sind ьberlassen nach der Produktivitдt den Systemen mit Intel Core 2 Extreme X6800. Besonders betrifft es die multimedialen Aufgaben, wo die Positionen der Prozessoren Intel traditionell stark sind. Also, und wenn die Systeme nach der Kennziffer Energy per Instruction zu bewerten, so   wird der Vorteil Intel Core 2 Extreme X6800 mit maximal teploobrazovaniem 75 Vt ьber AMD Athlon 64 FX-62 mit 125 Vt noch groЯ. Nicht selten es prдgt sich schon nicht in den Dutzenden der Prozente, und in Malen aus. Der gegebene Umstand verstдrkt die Positionen der Gesellschaft Intel im Sektor der hochproduktiven Systeme mit dem niedrigen Niveau des akustischen Lдrms.

Zum Schluss bleibt es ьbrig, zu erinnern, dass in den Prьfungen ingenieurmдssig sempl des Modells Intel Core 2 Extreme X6800, und verwendet wurde wie die Erfahrung vorfьhrt, je nach der Vervollkommnung der Technologie und der inneren Mikroarchitektur verbessern sich die Parameter der Prozessoren wesentlich. Es lдsst zu, auf die Eroberung der neuen Grenzen der Produktivitдt von den zweinuklearen Prozessoren der Familie Intel Core 2 Duo zu hoffen.

Und nichtsdestoweniger kann ungeachtet schon demonstriert, sowie die erwarteten Niveaus der Produktivitдt, die gebrachte zweinukleare Familie die Krone des Fьhrers nicht lange tragen. Ist es mit verhдltnismдЯig schnell verbunden, es ist schon in diesem Jahr, dem Erscheinen chetyreh'jadernyh der Modelle der Prozessoren Intel, die auf Intel Core Microarchitecture gegrьndet sind, gehend, wie es die Ergebnisse der Prьfung demonstriert haben, die erfolgreiche Approbation in den zweinuklearen Modellen der Familie Intel Core 2 Duo mцglich.

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