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Informatik in 13/II: Wahlthema Technische Informatik; Weilburg XI/10 1
Technische Informatik
Die i3/5/7-Desktop-Prozessoren von Intel im Einsatz
Peter G. Poloczek
Informatik in 13/II: Wahlthema Technische Informatik; Weilburg XI/10 2
Technik des Core-i7
Kernfrequenz: 2,66 GHz bis 3,33 GHz 4 bis 6 Kerne 8 oder 12 Verarbeitungsthreads mit Hyper-
Threading (=2 Threads/Kern) 8/12 MB Intel Smart Cache – freie Zuteilung 3 Kanäle DDR3-1066-MHz-Speicher Neuer Sockel: 1366, etwas später: 1156
Informatik in 13/II: Wahlthema Technische Informatik; Weilburg XI/10 3
Sockel1366
Informatik in 13/II: Wahlthema Technische Informatik; Weilburg XI/10 4
Warum Sockel 1366? Wikipedia: Der Sockel 1366 ist ein Prozessorsockel für
„Nehalem-basierte“ Prozessorserien. (Quelle: Wikipedia; Nehalem für Xeon-, Bloomfield+Gulftown für i7-CPUs))
Im Gegensatz zum Sockel 775 bindet er den Prozessor nicht mehr über einen klassischen Front Side Bus an den Chipsatz an, sondern über eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung (QPI=Quick-Path-Interface)).
Da in diesen Prozessoren ein Dreikanal-Speichercontroller direkt eingebaut ist, bietet der Sockel auch entsprechende Pins zur Anbindung dreier DDR3-SDRAM-Busse.
(Der Sockel bietet für Mehrprozessorsysteme auch die Möglichkeit, zwei solche QPI-Links zu verwenden: einen für die Anbindung an den Chipsatz, einen für die direkte Kommunikation unter den Prozessoren.)
Informatik in 13/II: Wahlthema Technische Informatik; Weilburg XI/10 5
i7 – Neuheiten 1 („Werbung“) Multicore-Technik
− (bis zu) 6 physikalische Kerne Intel® Turbo Boost Technology
−beschleunigt anspruchsvolle Anwendungen und passt die Leistung dynamisch an die Anforderungen an
Intel® Hyper-Threading-Technologie−unterstützt Multithread-Anwendungen, −dem Betriebssystem stehen acht (bis zwölf!)
Verarbeitungsthreads zur Verfügung.
Informatik in 13/II: Wahlthema Technische Informatik; Weilburg XI/10 6
i7 – Neuheiten 2 („Werbung“) Intel® Advanced-Smart-Cache
−Für die führenden Multithread-Spiele optimiert Intel® QuickPath Interconnect
−Der integrierter Speichercontroller unterstützt drei Kanäle für DDR3-1066-MHz-Speicher und damit eine Speicherbandbreite von bis zu 25,5 GB/s
Intel® HD-Boost−128-Bit-SSE-Befehle werden mit einer Frequenz
von einem Befehl pro Taktzyklus verarbeitet (47 neue Befehle, = „SSE4“, HD = Video/Audio!)
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„Tricks“
Turbo Mode (Bedingungen):−EIST (Speedstep) muss aktiviert sein.
−Nur ein oder zwei Kerne werden genutzt.
−Der „Multiplikator“ einzelner Kerne wird dann erhöht (von 20/21 auf 21,22,od.23/24, jedes Mal etwa +5% Leistungszuwachs).
−Grenze: TDP von 130W (außer ExtremeEdition)
−Demo: http://www.intel.com/technology/turboboost/
Informatik in 13/II: Wahlthema Technische Informatik; Weilburg XI/10 8
i7 Modelle – 45nmCPU-Nr. Cache Taktfre-
quenzBusfre-quenz
Anz. Kerne
Virtuali-siergs.-Techn.
64 Archit.
Trusted Exec. Tec.
Exec-Dis-able-Bit
I7-975 8 MB 3,33 MHz
QPI mit 4,8 GT/s
4
I7-960 8 MB 3,2 GHz QPI mit 4,8 GT/s
4
i7-950 8 MB 3,066 GHz
QPI mit 4,8 GT/s
4
i7-920 8 MB 2,666 GHz
QPI mit 4,8 GT/s
4
i7-870 *) 8 MB 2,93 GHz
DMI mit 2,5 GT/s
4
i7-860 *) 8 MB 2,8 GHz DMI mit 2,5 GT/s
4
*) Sockel 1156
Informatik in 13/II: Wahlthema Technische Informatik; Weilburg XI/10 9
Neu: i7 Modell – 32nm
i980X – ab April `10 ‚Gulftown‘-Technologie 6 Kerne – 12 virtuelle CPUs 12 MB Cache
Informatik in 13/II: Wahlthema Technische Informatik; Weilburg XI/10 10
QPI – Quick Path Interface
Konkurrenz zu AMDs HyperTransport-Technologie
Ein Common System Interface-Link(QuickPath Intercon-nect) besteht jeweils aus einem 20-Bit breitem Bus, in beide Richtungen, welcher seriell unidirektional arbeitet.
Die Übertragung findet in 80-Bit Paketen statt, wofür 4 Übertragungszyklen benötigt werden. Dabei sind 64-Bit Nutzdaten, die restlichen 16-Bit Headerwerte.
Informatik in 13/II: Wahlthema Technische Informatik; Weilburg XI/10 11
QPI – Transferraten
Die Transferraten liegen zwischen 4,8-6,4 GT/s, Übertragungsrate von 8,52 GB/s (Netto) bis 12,8 GB/s (Netto) einfach.
Bidirektionaler Bus : der Wert muss mit 2 multi-pliziert werden, also: Transferrate von 19,2 GB/s bzw. 25,6 GB/s (Netto)
Im Vergleich zum höchsten Front-Side-Bus (FSB-1600), (Transferrate: 12,5 GB/s; 4x 400 MHz*8Byte(64Bit)/1024 = 12,5 GB/s) ist der am schnellsten getaktete QPI doppelt so schnell.
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I7 - Performance
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Architektur des i7
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Architektur des i7 – 980X
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Einsatz des i7 – der X58-Chipsatz
Speichercontroller in der CPU (max 25,5 Gb/s).
X58 steuert die Grafik an – mit bis zu 2x PCI-Expr.2.0 16x
Chipsatz mit neuartigem Aufbau Dazu passend: „Southbridge“ ICH10
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Konfiguration eines i7-Systems
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Vergleich: P43 (für Quadcores)
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Sockel 1156
Chipsatz für die Lynnfield- (45 Nanometer) als auch Clarkdale- (32 Nanometer, Westmere-Familie) CPUs
Es gibt i3 (530,540), i5 (650-750) und i7-Prozessoren (750-870) in diesem Format
Informatik in 13/II: Wahlthema Technische Informatik; Weilburg XI/10 19
Warum Sockel 1156? Wikipedia: Bei Prozessoren für den Sockel 1156
ist der Speichercontroller und der PCIe-Controller (=PCI-Express!) im Prozessor integriert.
Durch die weitere Integration des für breitbandige Datentransfers vorgesehenen PCIe-Controllers auf den CPU-Chip erübrigt sich eine Northbridge für diese Aufgabe.
An die CPU wird deswegen nur noch eine leicht modifizierte Southbridge angebunden, die Intel Platform Controller Hub (PCH) nennt.
Der PCH wird, wie nun bei Intels Southbridges üblich, mit einem Direct Media Interface (DMI) angebunden.
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I5-600-/i5-500-serie
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I7-800- und i5-700-Serie
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Intel HD Graphics - Grafik
2 Chips in einem: 32nm- und 45nm-Technologie!
Eignet sich für die HD-Wiedergabe, kann zwei HD-Video-Streams gleichzeitig decodieren und unterstützt neben HDCP auch Dolby TrueHD und DTS-HD (Audio).
Hervorragende Office- und iTunes-CPU! Erste CPU damit mit erhöhtem GPU-Takt:
Intel i5-661
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Intel HD Graphics – Mehr!
Intels sämtliche Westmere-CPUs für den Desktop, verfügen über sechs neue SIMD-Befehle, „AES-NI“: (Advanced Encryption Standard New Instructions).
Einsatz: Verschlüsseln kompletter Laufwerke (mittels Tools wie BitLocker, PGP oder TrueCrypt), Verschlüsseln von Archiven (beispielsweise 7-Zip oder WinZip), zugriffsbeschränktes HD-Material (Pay-to-Play), Internet-Sicherheit und VoIP-Kommunikation.
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DMI
Direct Media Interface (DMI)−Vier Pfade in jede Richtung.
−2.5 GT/s*) Punkt-zu-Punkt-DMI-interface zum Chipsatz (PCH) wird unterstützt.
Auch hier: Abkehr vom „Front-Side-Bus“ *) GT/s = GigaTransfers per second
Transferrate in GB/s lt. Intel: etwa doppelt so hoch.
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Der H55-Chipsatz – für S 1156
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5X-Chipsatz-Varianten
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Core-i5-661
Ca. 200 €
Informatik in 13/II: Wahlthema Technische Informatik; Weilburg XI/10 28
Die „Clarkdale“-Familie
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Pentium G6950
Einzige „nicht-i“-CPU dieser Reihe Ca. 75.- € 2 Kerne, kein HT aber mit VT 2.8 GHz (x2) 2*256 kB L2-Cache, 3MB gem. L3-Cache 4800MT/s, Dual-Channel DDR3 HD-Graphics, Sockel 1156
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Core i7/5/3 - Überblick
CPU Anzahl
Kerne
Sockel mit HD-Grafik
TB HT
i7-980X 6 1366 Nein Ja Ja
i7-9xx 4 1366 Nein Ja Ja
i7-8xx 4 1156 Nein Ja Ja
i5-7xx 4 1156 Nein Ja Nein
i5-6xx 2 1156 Ja Ja Ja
i3-5xx 2 1156 Ja Nein Ja
G6xxx 2 1156 Ja Nein Nein
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i3-CPUs – Sockel 1156, alle VT
Prozess-Nummer
Kerne / Threads
Taktfre-quenz
Cache Technik TurboBoost
HT
i3-540 2 Kerne /4 Threads
3,06 GHz 4 MB 32 nm Nein Ja
i3-530 2 Kerne /4 Threads
2,93 GHz 4 MB 32 nm Nein Ja
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i5-CPUs – Sockel 1156, alle VTProzess.-Nummer
Kerne / Threads
Taktfre-quenz
Cache Technik TurboBoost
HT
i5-750S 4 Kerne /4 Threads
2.40 GHz bis 3.20 (TB)
8 MB 45 nm Ja Nein
i5-750 4 Kerne /4 Threads
2.66 GHz bis 3.20 (TB)
8 MB 45 nm Ja Nein
i5-670 2 Kerne /4 Threads
3.46 GHz bis 3.73 (TB)
4 MB 32 nm Ja Ja
i5-661 2 Kerne /4 Threads
3.33 GHz bis 3.60 (TB)
4 MB 32 nm Ja Ja
i5-660 2 Kerne /4 Threads
3.33 GHz bis 3.60 (TB)
4 MB 32 nm Ja Ja
i5-650 2 Kerne /4 Threads
3.20 GHz bis 3.46 (TB)
4 MB 32 nm Ja Ja
Informatik in 13/II: Wahlthema Technische Informatik; Weilburg XI/10 33
CHIP-“Ranking“
http://www.chip.de/bestenlisten/Bestenliste-Desktop-Prozessoren--index/index/id/693/
Erste AMD-CPU auf Platz 9 – zwischen i7-920 und i5-750 (160.- € Klasse)
Informatik in 13/II: Wahlthema Technische Informatik; Weilburg XI/10 34
Günstiges Beispielsystem S 1156
Board: Asrock H55M 85.- €(bis 8 GB RAM)
Pentium G6950-CPU 80.- €(i3-530:103.-, i5-661:195.-, i7-860:240.-€)
8 GB DDR 3, 1066 MHz OCZ 225.- €(Kingston: 325.- €)
Informatik in 13/II: Wahlthema Technische Informatik; Weilburg XI/10 35
Günstiges Beispielsystem S 1366
Asrock X58 Extreme 155.- € (bis 24 GB RAM!)
i7-920 CPU (2.66 GHz) 233.- €(i7-960, 3.2 GHz, 539.- €)
8GB DDR-3,1066 MHz OCZ 225.- €(Kingston: 325.- €)
Informatik in 13/II: Wahlthema Technische Informatik; Weilburg XI/10 36
Günstiges Beispielsystem S775
Asrock G41M-GS 42.- € C2D Q9400X*) (2.66 GHz) 170.- € 8GB DDR-2 RAM ab 235.- €
*) VT, 4 Kerne, aber kein HT
Informatik in 13/II: Wahlthema Technische Informatik; Weilburg XI/10 37
G41-Chipsatz
Informatik in 13/II: Wahlthema Technische Informatik; Weilburg XI/10 38
G41-Grafikeinheit
Intel GMA X4500 Grafikeinheit flüssige Wiedergabe von HD-Videos
ohne separate Grafikkarte oder Decoder Unterstützt Microsofts DirectX 10 mit
−Shader Model 4.0
−OpenGL 2.0
Informatik in 13/II: Wahlthema Technische Informatik; Weilburg XI/10 39
Quellen
www.intel.de www.alternate.de www.techreport.com www.Wikipedia.de Stand: 9.4.2010
Informatik in 13/II: Wahlthema Technische Informatik; Weilburg XI/10 40
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit