Современи Процесори

Дигитална електроника и микропроцесори Веловски Горан

П р о ц е с о р и

Дигитална електроника и микропроцесори

Core2Duo @ 1333 MHz FSB

Со појавата на понови чипсетови, почна примената и на понови процесори со собирници

од 1333MHz. Intel претстави 4 модели- три двојадрени и еден четиријадрен процесор.

Core2Duo моделите со 2 јадра се деривати на

добро познатите модели со 1066MHz собирница- C2D

E6750 ( 2.66GHz ) од C2D E6700, C2D E6650 (2,4GHz )

од C2D E6600, и тоа е и главната разлика меѓу нив.

Количината на деливата второстепена кеш меморија и

понатаму е 4МВ, а ист е и начинот на пристап кон неа.

Работните тактови и интегрираните технологии

остануваат исти, но поголемата брзина на собирницата

имаат влијание врз меморискиот трансфер, кој е

осетно поголем. Тоа доаѓа до израз кај копјутерските

игри, каде што се бележи осетен пораст на перформансите.

Третиот двојадрен модел, Core2Duo E6850 е сосема ново име, и е првиот процесор

Cor2Duo со работен такт од 3 GHz. Како впрочем и моделот

Core2Extreme QX6850, чиј работен такт е исто така 3 GHz.

Разликата е што ова е четиријадрен модел со 8МВ второстепена

кеш меморија.

Голема конкуренција на овие модели на Intel доаѓа од AMD

Atholon64 X2 3600+ и 3800+ моделите. Поради ова од Интел на

пазарот промовираа 2 модели од пониска категорија ( ранг под 100

евра ), а тоа се процесорите кој го носат називот Pentium E2000 и

тоа моделите E2140 и E2160.

FSB- анг. Front Side BUS, главна двонасочна магистрала која ги поврзува процесорот и

чипсетот кај компјутерите со Intel-ови процесори.

Pentium E2000

Со оглед на тоа дека и овие процесори се базираат на Core2Duo технологијата, односно

дека се работи за двојадрени модели, задржана е напредната технологија на делење на


второстепената меморија. Единствено е ограничено нејзиното количество, кое кај овие модели

изнесува само 1МВ.

И покрајт тоа што во тој поглед заостануваат зад моделите од серијата Е4000 ( која има

2МВ), сепак, според перформансите се нешто подобри од AMD Atholon64 X2 3600+ и 3800+.

Можностите за оверклок на овие модели се на завидно ниво, односно првите модели од

масовното производство кој ќе се појават на пазарот од моделот на Е2160 може да се

оверклокува од 1,80GHz на цели 3.40GHz! Ова не

е чудно ако земеме во предвид дека овие два

процесори имаат низок множител по default 9x.

Ако кон тоа може да се додаде дека може

________________________________

-- Слика на која е прикажан инзвонреден оверклок

________________________________

да функционираат и на матичи плочи со 945

чипсети, како и дека при оверклокување можат

синхроно да работаат до DDR2 533 и 677

мемориите, јасно е дека за мала сума на пари

може да се асемблира силна конфигурација.

Celeron 4xx

Новите модели на целерон имаат ознака Celeron 400 и се базираат на Core2

архитектурата, но се изградени само од едно јадро. Брзината на собирницата носи мало

подобрување на меморискиот проток, но ограничувањето на второстепената меморија на

512кВ ќе биде и понатаму тесно грло на овие процесори.

Отсуството на едно јадро е голема разлика која дополнителните 512КВ L2 кеш не можат

да ја надополнат. Од оваа серија треба да се произведуваат

три модели со назнаки 440, 430и 420, најслабиот од сите ови е

е 420 кој има работен такт од само 1.60GHz, а пак нај јакиот

односно 440 има работен такт од 2.0GHz , сите се базираат на

65nm технологија и имаат L2 512KB кеш меморија.

Архитектура на Pentium 4 процесори


Архитектурата која се користи кај овие Intel процесори и првпат се промовира кај

Pentium 4 процесорите ( Willamette јадро ) е т.н. NetBurst- архитектура. Наследник на старата

Р6 архитектура на која се базираа претходните Pentium генерации, содржи две интересни

опции – Rapid Execution Engine и Hyper Pipelined Technology.

Rapid Execution Technology – технологија која овозможува аритметичко- логичките

единици на процесорот да работаат двапати побрзо од работниот такт на процесорот. Значи,

при работен такт од 2.8GHz овие единици ќе работаат со ефективеен работен такт од 5.6GHz.

Hyper Pipelined Technology – нивоа на обработка на податоците, тесно поврзана за

единицата за предвидување во која насока се развива текот на обработка на податоците,

односно пресметките. Повеќе нивоа овозможуваат повисоки работни тактови, но и повисоки

губитоци на перформансите при погрешна проценка.

Itanium

Intel на пазарот го донесе и новиот Intel Dual-Core Itanium Processor 9100 ( октомври

2007 ).

Itanium 9100 серијата е изградена за користење на high-end апликации и е со инкорпорирани

нови напредни карактеристики кои овозможуваат сигурност и редукција при потрошувачката на

енергија. Ова практично е шеста генерација на Itanium процесорите.

Новата Itanium платформа е подобрена со нови карактеристики, како што е

таканаречената Core Level Lock- Step, која

обезбедува интегритет на податоците и сигурно

извршување на апликациите со елементација на

детектираните грешки во јадрото. Друга нова

карактеристика е Demand Based Switching (DBS), која

овозможува редукција на енергијата во моменти кога

системот е во „празен од“.

Работниот такт на FSB ( Front Side Bus )

магистралата кај серијата 9100 изнесува 667MHz, а работниот такт на јадрото се движи ди

1.66MHz со околу 104W потрошувачка.

Phenom

Со новата платформа Spider AMD го претставува и новиот процесор Phenom, оваа

палета на процесори содржи три модели и тоа: 9500( 2,2GHz), 9600 (2.3GHz) и 9700 (2.4GHz).

Изработени се во 65nm процес, интегрираниот мемориски контролер им подржува DDR2 1066


мемории. Се вградуваат во Socket AM2+, овие процесори се карактеризираат со зедничката L3

кеш меморија од 2МВ, и по 512кВ L2 кеш за секое јадро поединечно. L1 кешот е стандарден

128кВ, поделен на 2 дела по

64кВ за инструкции и податоци.

Intel Core 2 Extreme QX9650

Новата серија на процесори на Интел, изработена во 45nm технологија ќе го користи

заедничкото име Penryn. Четири јадрените модели имаат назив Yorkfield , а двојадрените –

Wolfdale.

Помалиот произодствен процес овозможува помали димензии

на самото јадро, кое кај најновите четиријадрени модели Intel (

Yorkfield јадрото ) изнесува 214mm2 . Исто така помал поризводствен

процес значи и помали димензии на транзисторите, па така во

214mm2 се сместени 820 милиони. Тоа е речиси 40% повеќе од

стандардните четиријадрени процесори кој содржат околу

582милиони транзистрои. Ова се должи на зголемената второстепена кеш меморија, која кај

новите двојадрени модели изнесува 6МВ наместо 4МВ, и кај четиријадрените 12МВ наместо

стандардните 8МВ.

Подобрувањата на кешот сами по себе не можат да влијаат во толкава мера на

перформансите како што с ечини на прв поглед. Таа заслуга му се препушта на новиот сет

инструкции SSE4. Овие нови инструкци се 47 од кој може да се очекува подобрување во 2D И

3D апликациите.

Оптимизиран е и разделникот на инструкциите и командите, како и на операциите со

целобројни и децимални вредности. Овој алгоритам носи назив Fast Radix 16, двојно е побрз

од Core 2 моделите и може да „потера“ 4 бита по интерација наместо досегашните 2.

Резултатите кој допрва следат ќе донесат и нови, поголеми подобрувања, особено кај

Nehalem процесорите, кај кои се очекува сосема нова архитектура.

SSE4- Streming SIMD Extension 4- сет од нови 47 инструкциикои имаат за цел

подобрување на обработката на 2D/3D апликациите и подобрувањето на перформансите во

тој поглед, подобрување на обработката на мултимедијалните апликации, потоа процесите за

компресирање/ декомпресирање.

Phenom и AMD7 нова генерација


AMD7 е ознаката за серијата од три чипсети – 790FX, 790X и 770. Последните два се

деривати на најсилниот модел, изведени со цел да се направи доволно различна понуда во

три посебни сегменти. Сите три модели се изработени во 65nm процес.

Најсилниот модел на понудата 790FX е

наменет за high- end корисниците кои бараат

бескомпромисни перформанси и максимални опции

за целосно стварање на сите параметри под

контрола и, секако, максимални оверклок опции.

Третиот елемент на Spider платформата од

AMD, е палетата Phenom процесори составена од

три различни модели – Phenom 9500, 9600 и 9700.

Работните тактови н трите процесори изнесуваат 2.2, 2.3 и 2.4GHz респективно.

Благодарејќи на бидирекционалниот HyperTransport 3.0 линк со брзина од 3600MHz и

вградениот мемориски контролер вкупниот максимален проток на податоци кај процесорот

теоретски може да го оствариме е импресивни 31.5GB/s ! Самиот HyperTransport 3.0 линк

овозможува максимални 20.8GB/s.

Нова е и единицата за работа со децимални вредности ( Floating Point Sheduler), која

засега подржува 36 128 битни операции. SSE4 сетот

инструкции е подобрен и може да се извршуваат 128 битни

SSE операции.

Архитектурата на ове процесори е изменета. Сеага се

сретнуваат три засебни кеш мемории. L1 Кешот изнесува

128КВ по јадро и интерно е поделен на два дела, по 64КВ за

инструкциите и за податоците. Второстепената кеш

меморија и понатаму е со меморија од 512КВ, но овај пат е

дадено на секое јадро поединечно. Вкупно 2МВ, но секое

јадро располага со количеството кое ме е наменето, без

можност, на пр. Четвртото јадро да пристапи кон L2 кешот на првото јадро, или каква било

слична комбинација.

Затоа сите јадра можат меѓусебно да го делат третостепениот L3 кеш, чие количество

изнесува 2МВ. Делењетро како и заемната работа и сите влезно излезни операции, се под

контрола на Crossbar switch-от.

Вграден е 128 битен мемориски контролер со работен такт од 1.8GHz кој подржува

DDR2 меморија со работен такт од ефектовни 1066MHz.


Исто така треба да се знае дека ови епроцесори се произведуваат во 65nm процес, за

разлика од Интеловите процесори кој се работени во 45nm процес тука кај АМД бројот на

транзистори во јадрото е значително помал од Интеловите четиријадрени процесори.

Crossbar switch- е единица која овозможува конекција/ интеракција помеѓу две или

повеќе компоненти/ единици , без притоа тоа да има афект врз конекцијата/ интеракцијата

помеѓу останатите кои се врзани на него. Оваа единица овозможува поголема скалабилност за

разлика од стандардните BUS.

Nehalem

Иако од истата генерација, според процесот на производство, Nehalem и неговиот

претходник , се уште актуелниот Penryn немаат ништо заедничко, односно може да се рече

дека Nehalem продолжи од каде што заврши Penryn.

Nehalem Моделите се да бидат со две, четири и осум јадра, зависно од категоријата за

која се наменети.

Сите јадра се карактеризираат по 64КВ првостепена L1

кеш меморија и 256КВ второстепена L2 кеш меморија.

Двојадрените модели располагаат со 4МВ L3,

четиријадрените со по 8 и осумјадрените со 16МВ

третостепена кеш меморија.

Втор радикален чекор при подобрувањето е

вградувањето на мемориски контролер во самиот процесор, и

тоа триканален, за три 64 битни DDR3 канали кон

мемориските слотови. Тоа значи дека вкупниот капацитет на

РАМ меморијата ќе се зголеми за два дополнителни слотови- вкупно 6 вградени слотови.

Nehalem – EX моделите со 8 јадра наменети се исклучиво за МР серверите располагаат

со четириканален мемориски контролер Quad Channel FB-DIMM2.

Трет новитет кај овие процесори е новиот начин на транспорт на податоци QPI –

QuickPath Interconnect, со што стариот архаичен FSB конечно станува историја, со оглед дека

неговата пропусна моќ е недоволна за новата

архитектура.

Со новата QPI технологија тестовите

покажуваат дека во просек 60% е зголемен

протокот на податоци кон и од меморијата во


поглед на читањето, записот и копирањето податоци.

Со четирите независни јадра вградени во истата подлога и заедничкиот целосно делив

третостепен кеш, централниот арбитар кај Nehalem делува слично како Crossbar-от кај АМД,

синхронизирајќи ја работата на четирите јадра, деливиот кеш и QPI линковите. Видлива е

предноста на новата архитектура во однос на актуелните четиријадрени процесори.

Актуелната архитектура овозможува 1,6 GT/s кон NorthBridge чипсетот. QPI кај Nehalem

овозможува четирикратно поголем трансфер од 6.4GT/s, кој е супериорен и во однос на

Barcelona јадрото. Barcelona јадрото на АМД со HyperTransport Линкови овозможува

максимален проток од 2GT/s.

Во својата основа, QPI е пакетно ориентирана „point-to-point“ интерконекција која се

карактеризира со ниска латенција и висок проток. Тоа се постигнува преку четирите линка,

секој имплементиран како 20-битен интерфејс.

Зависно од изведбата и намената, Nehalem базираните процесори ќе имаат по еден,

два или четири QPI линкови ( со оглед дека линковите се бидирекционални, тоа значи вкупен

трансфер од 25.6 GB/s, во обете насоки по линк ). Внимание- зборуваме за четиријадрен

модел, со троканален DDR3 интерфејс, 8МВ L3 кеш и една QPI единица, која работи со

работетн такт од 2.66GHz.

Овој примерок на четиријадрени процесори има 1366 контакти, односно неговиот слот

носи назив LGA1366.

Кај овие модели процесори вратена е Hyper Threading технологијата со која се

овозможува секое јадро да извршува по два паралелни thred-ови (низови), при што

оперативниот систем го препознава секое јадро како две, односно четиријадрениот процесор

би бил препознат како да има 8 јадра.

Ова е исто како 8 физички јадра во поглед на ефикасноста, но сепак е подобар начин

вопоглед на помалата потрошувачка на енергија.

Исто така вратена е SMT (Simultaneous Multithreading) технологијата, што е од

исклучителна важност, бидејќи извршната единица на тој начин полесно се справува со со

далеку поголемиот проток на податоци кој го овозможува QPI единицата.

FB-DIMM2 – мемориска технологија која овозможува зголемување на брзината,

стабилноста и густината на меморискиот прроток кај мемориските системи. Архитектурата на

овие мемориски модули е таква што на нив е имплементиран своевиден бафер наречен

Advanced Memory Buffer, кој е еден вид мост меѓу мемориските модули и меморискиот

контролер.


LGA1366- Тип на лежиште за Интеловите процесори. Цифрениот дел го означува бројот

на контакти во самото лежиште. Од Пентиум 4 процесорите со Prescott јадра па наваму,

Интеловите процесори ги немаат познатите иглички на долната страна- истите се преместени

во самото лежиште, со што се намалува опасноста од нивно кривење или кршење, а со тоа и

безповратно оштетување на процесорот.

SMT (Simultaneus Multithreading)- познато и како Hyper Threading кај Интел

процесорите. Тое е техника која овозможува процесорот симултано да извршува во еден

циклус, два процеси паралелно. Со ова се зголемува ефективноста на процесорот за 30%.

Thread- кратенка за thread of execution- начин програмот да ја подели својата тековна

операција во две или повеќе симултани паралелни активности. Секоја од овие активности се

нарекува Task. Самиот поим task означува дел од одреден сет активности кои имаат задача да

извршат одередена работа.

Isaiah – VIA Nano

Isaiah – се работи за 64- битни х86 процесори, кои според компанијата се специјално

дизајнирани за ревитализација на традиционалниот desktop и лаптоп PC маркет. Инаку

компанијата новите процесори со Isaih архитектура ги претставува како VIA Nno CPU.

VIA Nаno процесорите нудат повеќе од четири пати подобри перформанси со иста

потрошувачка на енергија во однос на C7

серијата, инаку се користи исто лежиште како

и за С7 серијата, иста бус технологија и

чипсетови, со што е обезбедена

компатабилноста.

Процесорите се изработени со 65nm

технологија, а самата плоча има многу мали

димензии 21мм- 21мм.

Има две серии на VIA Nano Процесорите и тоа: L- серијата која е наменета за mainstream

desktop и лаптоп конфигурации, и U-серијата ( Ultra low power ), која е наменета за ultra mobile

PC и мобилни уреди.

Процесорот нема вграден мемориски контролер и ја користи VIA V4 FSB магистралата

за поврзување со меморискиот контролер.


За споредба со C7 серијата оваа серија на

процесори е малку подобрена во кеш меморијата,

односно L1 кеш меморијата изнесува 64КВ,

додека, пак, L2 кеш меморијата изнесува 1МВ за

споредба со С7 меморијата која изнесува 128КВ

L2 кеш.

Процесорското јадро користи три комплексни декодери. Исто така, има и 128- битна SSE

единица која поддржува SSE-3 инструкции, слично како и кај AMD Phenom процесорите

односно, кај Intel Core2 Duo.

AMD Phenom X4 Black Edition

Новата Phenom армада е составена од моделите 9550, 9650, 9750, 9850 и 9950 Black edition.

Заедничко за целата серија е што работаат на Socket AM2+, кој е подобрена верзија на Socket

AM2.

Разликите се огледуваат во поддршката за Hyper Transport 3.0 bus-от и работните

тактови од 2.6GHz, на колку што работи Phenom X4 9950 BE. Овие процесори можат да

работаат и со DDR2 1066 меморија благодарејќи на нивното подобрување. AM2+ лежиштата

исто така овозможуваат напоните на јадрата и на двоканалниот мемориски контролер да

можат да се надгледуваат независно. Овие лежишта за процесори овозможуваат и поголем

проток на струја.

Процесорот Phenom 9950BE доаѓа со отклучен множител што дава поголеми можности

во однос на оверклокувањето.

Овој процесор има работен такт од 2,6GHz и работен такт за Hyper Transport 3.0 собирницата

од 2GHz.

Intel Pentium G6950

Брендот кој на пазарот опстојува веќе 15 години повторно се врати, овај пат во 32nm

изведба. Овој тип на процесори предвиден е како директен наследник на Пентиум Е5000 и

Е6000 сериите, со кои нема ништо заедничко освем името.

Овој тип на процесори нема ништо заедничко ни

со Core i3 гама, освем подноќјето и интегрираната

графика. Пентиум G6950 го користи LGA1156

подноќјето, и засега е единствен процесор Пентиум кој

е наменет за ова подножје.


Интегрираната графика е со такт од 533МХз- побавна од сличните решенија на Core

i3/i5, со кои ја дели и платформата H55, H57 и Q57. Ова се единствените сличности.

Процесорот G6950 не поддржува виртуелизација ( која баш и нема особена смисла кај

процесорите од економската класа), ниту Turbo Boost.

Изоставен е и AES-NI сетот на инструкции за енкрипција при компресирањето и

архивирањето. Изоставувањето на Hyper Threading технологијата го прави G6950 регуларен

двојадрен процесор. Интегриранијот мемориски контролер, кој е ограничен на поддршка за

DDR3 1066МХз меморија го заокружува пописот.

Една новина, како и кај Core i3/i5 моделите е тоа што меморискиот контролер е

интегриран во графичкото јадро, но употребата на исклучително брз

третостепен кеш (L3) кој за прв пат се имплементира во

процесорите во осетна мерка ги компензира латенциите кои се

јавуваа при трансфер на податоци помеѓу јадрото на процесорот и

меморискиот контролер.

Третостепениот делив кеш изнесува 3МВ, додека секое јадро

располага со сопствен L2 кеш од 256КВ.

Работниот такт изнесува солидни 2,8ГХз.

Овој процесор е интересен поради ниската најавен цена која изнесува 87$, мала пречка

за да се набаве овај процесор може да претставува набавката на соодветна матична плоча

H55 која е прилично скапа.

AMD Phenom II X6 1090T Thuban

Тоа што ги радува сите фанови на AMD е дека Phenom II X6 продолжува со својата

тактика – добиј повеќе за помалку пари. Така, во текот на изминатите неколку години во секоја

ценова категорија AMD нудеше повеќе јадра од Intel, што с епокажа како вистински потег во

поглед на апликациите кои се оптимизирани за Multicore процесори. Три или четири AMD јадра

наспроти две Intel за иста цена..

Phenom II со кодното име Thuban е

шестјадрен процесор, тука е сосема поинаков

пристапот на AMD во споредба со Intel. Кај

шестјадрените Core i7 980X Intel го зголеми

третостепениот кеш од 8 на 12МВ. Покрај тоа,

980Х е произведен во 32nm производствен


процес – останатите Core i7 во 45nm. Останат е и триканалниот мемориски контролер.

Кај АМД работите се сосема спротивни. Phenom II X6 располага со исто количество кеш

како и Х4 моделите (6МВ), изработен е во 45nm производствен процес, а ист е и меморискиот

контролер – се уште двоканален. Згора на тоа и работниот такт на Phenom II X6 e за 200МХз

понизок во однос на најбрзиот Phenom II X4. Вкупниот број на транзистори сега изнесува 904

милиони, а вкупната површина на јадрата 346mm2.

Во прилог на новиот процесор е и потрошувачката, која и покрај дополнителните

транзистори во иста литографија останува иста- 125W. Веројатно поради понискиот работен

такт, ако знаеме дека кај хомогените мултијадрени процесори сите јадра ја делат помеѓу себе

максималната потрошувачка. 125W TDP кај четиријадрените процесори значи 4 х 31,25W по

јадро, односно 20,83W кај шестјадрените. Намалувањето на тактот е потребно во тој случај,

бидејќи повисок такт значи повисока потрошувачка.

Сепак, шест јадра кои работаат со такт од

3,2ГХз наспроти четири на 3,4ГХз во

опкружувањето на Multicorе оптимизираните

апликации, сепак, се голема разлика.

Новина е Turbo Core технологијата,

пандан на Turbo Boost на Intel. Но, за разлика од

решението на Intel, каде што тактот на јадрата

се зголемува на предефинирана вредност во

зависност од активноста на јадрата и нивната

потрошувачка на енергија, решението на АМД е донегде пософистицирано.

Кај досегашните Phenom II модели Turbo Core е изоставен, сега повторно се појавува во

Thuban . Функционирањето е едноставно – доколку три или повеќе јадра се неактивни, нивниот

такт се намалува на 800МХз ( најниско), се зголемува работниот напон на сите јадра и на

активните јадра потоа им се зголемува тактот за 500МХз над номиналниот на секое јадро.

Значи, функционирањето на оваа технологија зависи од оптовареноста на јадрата, односно од

самата апликација колку јадра оптоварува/ користи во моментот. Зголемување на

перформансите секако има и се движи од 2 или 3 до 10%.

Phenom II X6 е процесор од серијата Black Edition, што значи располага со отклучен

множител и подобри оверклокерски можности. Првите тестови покажуваат дека без проблем

се достигнува тактот од 3.8ГХз со минимално зголемување на напонот ( од 1.3 на 1.362V ) и со

стандардниот BOX кулер.


Понатамошни наголемувања на напонот на 1.45V овозможува такт од 4ГХз, кој е

отприлика максимумот кој може да се постигне со стабилна работа и прифатливо загревање

(подобро решение за ладење е секако препорачливо ).

Phenom II X6 е предвидлив да работи на сите постоечки AM2+ и AM3 платформи, но со

надградба на биосот и поддршка за процесори со TDP од 125W.

Phenom II X6 е предвиден како директен ривал на Core i7 860 на Интел. Со две јадра

помалку и 400МХз понизок такт процесорот на Интел тешко излегува на крај со новиот Thuban.

Documents

Современи Процесори