Процессоры персональных компьютеров от Intel (стр. 3 )

Процессор представляет собой вычислительное ядро от Pentium III, системную шину, совместимую с Pentium 4, усовершенствованные инструкции декодирования/выдачи, улучшенный блок предсказания переходов, поддержку SSE2 и большой кэш. Используется также новейший метод отключения неиспользуемых энергоёмких блоков кэша. Другие методы энергосбережения включают в себя динамическое изменение частоты и напряжения ядра, все Pentium M уменьшают свою тактовую частоту, если система простаивает, с целью сохранения энергии. Последняя инновация в данной области — технология SpeedStep 3 с расширенными количеством рабочих точек по сравнению с предыдущими версиями SpeedStep. С данной технологией 1,6 ГГц Pentium M способен эффективно выбирать свою частоту в зависимости от нагрузки и выставлять 600 МГц, 800 МГц, 1000 МГц, 1200 МГц, 1400 МГц и 1600 МГц. Это и другие выдающиеся свойства Pentium M позволили добиться экстремально низкого энергопотребления, варьирующегося от 5 Вт до 27 Вт при полной нагрузке. Эти свойства сильно востребованы производителями мобильных компьютеров и позволяют использовать Pentium M в тонких, лёгких и маленьких ноутбуках.

Хотя Intel позиционирует Pentium M исключительно как мобильный продукт, производители материнских плат, такие как AOpen, DFI и MSI имеют в своём ассортименте Pentium M совместимые материнские платы для энтузиастов, домашних развлекательных центров, рабочих станций и серверных приложений. А благодаря адаптеру CT-479, разработанному компанией ASUS, возможно использовать все процессоры Pentium M в материнских платах этой компании разработанных для процессоров Socket 478 Pentium 4. Компания Shuttle Inc. предложила компактный настольный компьютер на процессоре Pentium M, позиционирующийся как очень тихий, потребляющий минимум энергии и занимающий мало места.

Процессоры Pentium M получили широкое распространение в индустрии встраиваемых систем. Низкое потребление Pentium M позволяет строить безвентиляторные и высокоинтегрированные встраиваемые компьютеры, такие как "Midget" компании Toradex.

Banias

Первый Pentium M который носил кодовое имя Banias без номеров моделей, или модельный номер 705. Он производился с использованием 130нм техпроцесса, имел частоты от 1,3 ГГц до 1,7 ГГц, использовал 400 MT/s системную шину и 1 МБ кэш 2-го уровня. Процессор имеет среднее тепловыделение (Thermal Design Power) 24 Вт.

Dothan

Intel представил улучшенный Pentium M, также известный как Dothan, 10 мая 2004 года. Процессор Dothan Pentium M является первым процессором Intel, для идентификации которого использовался так называемый «процессорный номер», который является более предпочтительным, чем стандартный, основанный на значениях тактовых частот. Старшие версии были известны как Pentium M 715 (1,5 ГГц), 725 (1,6 ГГц), 735 (1,7 ГГц), 745 (1,8 ГГц), 755 (2,0 ГГц) и 765 (2,1 ГГц).

Эта (700-я) серия процессоров Pentium M сохранила базовый дизайн оригинального Pentium M, но при этом производилась с использованием техпроцесса 90нм, с увеличенным вдвое кэшем. Размер ядра составлял 84 мм² сохраняя близость с оригинальным Pentium M, кристалл 700-го содержал ~140 миллионов транзисторов, в основном за счёт введения огромного 2 МБ кэша. Тепловыделение также уменьшилось до 21 Вт (против 24 Вт у Banias), несмотря на ненамного более низкие частоты. Большое количество тестовых лаборaторий, тестировавших вышедший Dothan, пришли к выводу, что сиcтемы, построенный на Banias и Dothan имеют схожее время жизни от батарей.

По состоянию на июнь 2005 года семейство процессоров Pentium M содержало процессоры с тактовой частотой от 1 ГГц до 2,26 ГГц. Модели с низкими частотами были низковольтными (англ. low voltage) и сверхнизковольтными (англ. ultra-low voltage), что обеспечивало минимальное тепловыделение, а значит и большое время жизни от батарей. Модели 718 (1,3 ГГц), 738 (1,4 ГГц) и 758 (1,5 ГГц) были низковольтными (1,116 В) с тепловыделением 10 Вт. Модели 723 (1,0 ГГц), 733 (1,1 ГГц) и 753 (1,2 ГГц) являлись сверхнизковольтнмии (0,940 В) с тепловыделением 5 Вт.

Ревизия ядра Dothan была представлена в первом квартале 2005 года одновременно с набором системной логики Sonoma и поддерживает системную шину 533 MT/s и XD (реализации технологии NX bit от компании Intel). Эта линейка включала модели 730 (1,6 ГГц), 740 (1,73 ГГц), 750 (1,86 ГГц), 760 (2,0 ГГц) и 770 (2,13 ГГц). Эти модели имели среднее тепловыделение 27 Вт и 2 МБ кэш 2-го уровня.

В июле 2005 года Intel также представил 2 новые модели: 780 (2,26 ГГц) и низковольтную 778 (1,60 ГГц).

Core Solo и Core Duo

Следующее поколение процессоров, использующий микроархитектуру Pentium M, кодовое имя Yonah, которые представлены под новой торговой маркой Intel Core, как Core Solo и Core Duo.

Intel Core (произносится: И́нтел Ко) — это название, используемое для процессоров с кодовым именем Yonah (на иврите Yonah означает «голубка»; также, возможно, в названии содержится указание на пророка Иону), представленных 5 января 2006 года. Оно предназначено для замены торговой марки Pentium M, использовавшейся в ранних версиях мобильных процессоров такой же архитектуры. Это название является частью операции по ребрендингу, запущенной компанией Intel в январе 2006 года; следующее поколение настольных и мобильных процессоров после Intel Core получило название Intel Core 2, которое заменит торговую марку Pentium.

Yonah

Yonah — это кодовое имя первого поколения мобильных процессоров компании Intel, произведённых с использованием техпроцесса 65нм, основанных на архитектуре Banias/Dothan Pentium M, с добавленной технологией защиты LaGrande. Общая производительность была увеличена за счёт добавления поддержки SSE3 расширений и усовершенствования поддержки расширений SSE и SSE2. Но при этом общая производительность немного снижается в связи с более медленным кэшем (а точнее, в связи с его высокой латентностью). Дополнительно Yonah поддерживает технологию NX bit.

Процессор Core Duo является лучшим в мире двуядерным процессором с архитектурой x86 с точки зрения энергопотребления (меньше 25Вт), обогнав по этому показателю предыдущих чемпионов — Opteron 260 и 860 HE с их 55Вт. Core Duo был представлен 5 января 2006 года, наряду с другими компонентами платформы Napa. Это первый процессор компании Intel, который используется в компьютерах Apple Macintosh (компьютер, включённый в Apple Developer Transition Kit, использовал процессор Pentium 4, но он не поступал в широкую продажу и предназначался только для нужд разработчиков).

В противовес предыдущим заявлениям, Intel Core Duo поддерживает технологию виртуализации от компании Intel под названием Vanderpool, исключая модель T2300E, как показывают the Intel Centrino Duo Mobile Technology Performance Brief и Intel's Processor Number Feature Table. Тем не менее, кажется что многие производители предпочтут по умолчанию выключить данную технологию, благо, это возможно сделать в виде опции BIOS.

EM64T (расширения Intel x86-64) не поддерживаются Yonah. Однако, EM64T присутствует в наследнике Yonah, Core 2, имеющего кодовое имя Merom.

Intel Core Duo имеет два ядра, 2Мб кэш 2-го уровня, на оба ядра, и шину управления для контроля над кэшем 2-го уровня и системной шиной. В будущих степпингах процессоров Core Duo так же ожидается возможность отключения одного ядра для лучшего энергосбережения.

Intel Core Solo использует то же двойное ядро, что и Core Duo, но рабочим является только одно ядро. Этот стиль высоко востребован для одноядерных мобильных процессоров, и это позволяет Intel отключением одного из ядер создать новую линейку процессоров, физически выпуская лишь одно ядро. В конечном итоге это позволяет Intel без сильного ущерба для себя сбывать процессоры, у которых одно из ядер оказалось дефектным (ядро просто отключается и процессор идёт в продажу под маркой Core Solo).

Ядро Core Duo содержит 151 миллион транзисторов, включает в себя общий для обоих ядер, 2Мб кэш 2-го уровня. Конвейер Yonah содержит 12 стадий, предсказатель переходов работающий на частоте от 2.33 до 2.50ГГц. Обмен данными между кэшем 2-го уровня и ядрами осуществляется посредством арбитражной шины, что уменьшает нагрузку на системную шину. В результате операция обмена данными ядро-кэш 2-го уровня составляет от 10 циклов (Dothan Pentium M) до 14 тактов. С возрастанием тактовых частот начинают очень сильно расти задержки. Компоненты управления питанием ядра включают в себя блок температурного контроля, который способен управлять отдельно питанием каждого ядра, добиваясь в результате очень эффективного управления питанием.

Процессоры Intel Core осуществляют соединение с набором системной логики посредством 667 T/s системной шины (против 533MT/s системной шины, которая применялась в Pentium M).

Yonah поддерживают наборы системной логики Intel 945GM, 945PM и 945GT. Core Duo и Core Solo используют упаковку FCPGA6 (478 пин), но при этом распиновка их не совпадает с распиновкой, использовавшейся в предыдущих Pentium M, соответственно, они требуют новых материнских плат.

Во многих приложениях (с поддержкой обоих ядер), Yonah демонстрирует нехарактерно большое улучшение производительности над своими предшественниками

два вычислительных ядра без значительного увеличения потребления энергии

выдающаяся производительность

выдающийся коэффициент «производительность на ватт»

Недостатки Yonah в значительной степени наследует от предыдущей архитектуры Pentium M:

· высокая задержка при обращении к памяти из-за отсутствия на ядре интегрированного контроллера памяти (ещё более усугубляется использованием памяти DDR2)

· слабая производительность блока операций с плавающий точкой (FPU)

· отсутствует поддержка 64-bit (EM64T)

· отсутствует hyper-threading

иногда показывает худшую «производительность на ватт» в однопоточных и слабораспаралеливающихся задачах, по сравнению со своими предшественниками

Платформа Yonah устроена таким образом, что любые обращения к оперативной памяти проходят через северный мост, что увеличивает задержки по сравнению с платформой от компании AMD Turion. Эта слабость присуща всей линейке процессоров Pentium (настольным, мобильным и серверным). Однако, синтетические тесты показывают, что огромный кэш 2-го уровня вполне эффективно компенсирует задержки при обращении к оперативной памяти, что минимизирует уменьшение производительности из-за больших задержек в реальных приложениях.

Многие считают, что недостаток поддержки 64 бит в Yonah приведёт к значительным ограничениям в будущем. Однако, распространение 64 битных ОС сейчас ограничено отсутствием спроса на рынке сбыта, и ситуация начнёт меняться после 2008 года. К тому же мало каким ноутбукам требуется поддержка более 2Гб оперативной памяти, соответственно, нет необходимости в 64-битной адресации. Отсюда многие люди склонны доверять производителям и продавцам мобильных компьютеров, утверждающих, что поддержка EM64T в данный момент не востребована.

Процессор Sossaman для серверов, который базируется на ядре Yonah, также является EM64T совместимым. Для рынка серверов, являющегося более требовательным, все основные ОС уже имеют поддержку EM64T.

Исходя из этого, некоторые рассматривают Core как временную замену, которая позволила Intel закрыть переход между серией Pentium и 64-битными Intel Core 2 процессорами, которые стали доступны летом 2006 года.

В соответствии с планами Intel по выпуску мобильных процессоров на 2005 год видится, что Intel в основном собирается сфокусироваться на большом энергопотреблении своих p6+ Pentium M и намеревается уменьшить его на 50 % при помощи Yonah. Intel планирует продолжить выпуск настольной (NetBurst) архитектуры с уменьшенным энергопотреблением для производительных мобильных решений и использование процессоров Pentium M/Core для средне и низкопроизводительных решений, с низким энергопотреблением. Данная политика была изменена позже, когда стало тяжело сохранять энергопотребление и при этом наращивать производительность там, где это только возможно. Intel сменил политику и отказался от NetBurst и заменил его на p6+ Pentium M/Core. Это вывело p6+ Pentium M/Core в высокопроизводительные и низкопотребляющие решения.

Производное от Yonah, кодовое имя Sossaman, представлено 14 марта 2006 года как Dual-Core Xeon LV. Sossaman фактически является Yonah, за исключением того, что Sossaman поддерживает конфигурации с двумя процессорными разъёмами (всего 4 ядра).

Преемник Core, линейка процессоров Intel Core 2 основывается на микроархитектуре Intel Core. Выход Intel Core 2 привёл к прекращению разделения процессоров Intel на настольные и мобильные, процессоры Core 2 будут представлены как двух - так и одноядерными продуктами для настольных и мобильных компьютеров, в то время как процессоры Intel Core предназначены для ноутбуков. Среди основных отличий Core 2 стоит отметить 64-разрядность и поддержку технологии EM64T, что на практике позволяет использовать в системе более 4 Гб оперативной памяти в 64-битных системах Microsoft. Unix-совместимые системы и некоторые версии Windows NT поддерживают адресацию памяти до 64Гб и на 32-битных процессорах, за счет применения PAE.

Intel's Leading Microprocessors	Mobile Intel® Pentium® III processor - M	Mobile Intel® Pentium® 4 processor - M	Intel® Pentium® M processor	Intel® Celeron® M processor	Intel® Celeron® M processor 6	Intel® Core™ Duo  processor	Intel® Core™ Solo  processor	Intel® Core™ 2 Duo  mobile processor
Single or Dual Core	Single	Single	Single	Single	Single	Dual-Core	Single	Dual-Core
On-die L2 cache	512 KB	512 KB or 1MB	1 MB or 2 MB	512 KB or 1MB	1MB	2MB	2MB	2MB or 4MB
Processor system bus	133 MHz	400 MHz or 533 MHz	400 MHz or 533 MHz	400 MHz	533 MHz	667 MHz	667 MHz	667 MHz
Processor frequency up to	1.33 GHz	3.33 GHz	2.26 GHz	1.60 GHz	1.73 GHz	2.33GHz	1.83 GHz	2.33 GHz
Power-optimized processor system bus	No	No	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes
Intel® Advanced Thermal Manager with per-core Digital Temperature Sensors	No	No	No	No	Yes	Yes	Yes	Yes
Intel® Mobile Voltage Positioning (Intel® MVP IV)	No	No	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes
Intel's Recommended Chipsets	Intel® 830 Chipset Family	Intel® 845 Chipset Family	Intel® 855 Chipset Family or Mobile Intel® 915 Express Chipset Family	Intel® 855 Chipset Family or Mobile Intel® 915 Express Chipset Family	Mobile Intel® 945 Express Chipset Family	Mobile Intel® 945 Express Chipset Family	Mobile Intel® 945 Express Chipset Family	Mobile Intel® 945 Express Chipset Family
Support up to 2GB of DDR24	No	No	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes
USB 2.0 support	No	No3	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes
Discrete and integrated graphics chipset solutions	Yes	No3	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes
Dynamic Cache Sizing	No	No	No	No	Yes	Yes	Yes	Yes
Intel's Verified Wireless Solution	N/A	N/A	Intel® PRO/Wireless Network Connection	Intel® PRO/Wireless Network Connection	Intel® PRO/Wireless Network Connection	Intel® PRO/Wireless Network Connection	Intel® PRO/Wireless Network Connection	Intel® PRO/Wireless Network Connection
Single & dual band support (802.11b, 802.11a/b, 802.11b/g, 802.11 a/b/g)	N/A	N/A	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes
Industry standard and extended wireless security support (LEAP, WPA, 802.1x, WEP)5	N/A	N/A	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes
Intel® PROSet with advanced profile management support5	N/A	N/A	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes
Power Saving Technology	N/A	N/A	PSP2	PSP	NCPA	NCPA	NCPA	NCPA

Представленные летом 2006 года х86-процессоры Intel с новой микроархитектурой Сore впервые за последние годы резко опередили процессоры AMD по производительности, обладая при этом более низкоим энергопотреблением.