Centrino Duo и все-все-все. Часть первая: процессор Core

Одно ядро хорошо, а два - лучше!
Народная мудрость.

Если для настольных компьютеров двуядерные процессоры были доступны уже довольно давно, то на ноутбуках эти достижения современных технологий до сих пор места не находили. Тому были объективные причины, главная из которых - недопустимо высокие энергопотребление и тепловыделение существовавших раньше образцов.

И вот, наконец, наступил торжество на улице любителей мобильного образа жизни - появился новейший двуядерный процессор, сознательно разработанный для использования в ноутбуках.

Давно ожидаемая новая версия платформы Centrino была официально представлена в начале января, а практически недавно прошла российская презентация кардинально обновлённой платформы.

Новый процессор: ядро Yonah

Внешне новинка не в особенности отличается от привычного Pentium M. Новый процессор содержит 151,6 млн. транзисторов (предшественник, Pentium M на ядре Dothan, содержит примерно 140 млн.), площадь кристалла составляет 90,3 мм 2 супротив 83,6 мм 2 у Dothan. На зрачок эта отличалка на практике незаметна, в том числе потому, что кристалл развёрнут на 90 градусов.

Новый Core Duo от старого Pentium M на око не возбраняется отличить неужели что по развёрнутому на 90 градусов кристаллу

Несмотря на то, что процессор имеет те же 478 ножек, что и Pentium M, электрически сокеты несовместимы. А чтобы выделить эту разницу, процессоры сделаны несовместимыми и механически - для этого производитель изменил положение ключа (отсутствующей ножки). Так что у пользователя при всём желании не получится спалить процессор, установив его в неподходящую материнскую плату.

Количество ножек у Core и Pentium M одинаковое, но процессорные сокеты несовместимы как электрически, так и механически

Процессор Core изготавливается по новому технологическому процессу 65 нм, собственно, отседова и настолько незначительное различие площади кристалла.

Архитектура

Самое интересное, что специалистам компании Intel удалось произвести тот самый CPU не только "тихим" и "холодным", но и превосходящим настольные двуядерные решения по части архитектуры. Взгляните на диаграммы сегодняшних двуядерных решений Intel и AMD, предназначенных для десктопов - Pentium D и Athlon 64 X2:

Увеличить

Доступ к кэш-памяти второго уровня в процессорах Pentium D и Athlon 64 X 2 реализован в равной мере и не лучшим образом

При всей несхожести архитектур ядер, оба процессора имеют одну общую черту - одинаково реализованную двуядерность: каждое ядро имеет личный кэш второго уровня (до 2048 Кбайт на каждое ядро у Pentium D 9xx и до 1024 Кбайт у Athlon 64 X2), а для связи ядер употребляется внутренняя шина (в случае Pentium D передача данных между ядрами возможна и сквозь FSB). Разумеется, заключение не самое удобное в том случае, когда одному ядру необходимо заполучить данные, содержащиеся в кэше другого ядра - потому что зачастую ядра работают над одной и той же задачей, легко выполняя разные её части. Отсюда неминуемые задержки в доступе к информации, а кроме того такие неприятности, как обычный одного из ядер по той причине, что его кэш целиком заполнен данными, которые всё ещё нужны второму ядру.

Логичное вывод этой проблемы - употребление общей кэш-памяти. И аккурат таким образом работает Core Duo.

Core Duo обладает больше прогрессивной архитектурой, нежели его настольные "коллеги"

Интересно, что в настольных двуядерных процессорах явление этого очень приятного удобства - общего кэша - ожидается только во втором полугодии. А вот пользователям мобильных компьютеров оно уже доступно!

Коль резво мы разобрались с реализацией двуядерности, посмотрим и на остальные технические характеристики в сравнении с предшественником. Благо, отличия имеются.

	Core (Yonah)	Pentium M (Dothan)
Количество ядер	1 (Solo) или 2 (Duo)	1
Тактовые частоты	1660-2160 МГц	1600-2260 МГц
Частота FSB	667 МГц (166 x4)	533 МГц (133x4)
Кэш L1 уровня (и)	32 Кбайт	32 Кбайт
Кэш L1 уровня (д)	32 Кбайт	32 Кбайт
Кэш второго уровня	2048 Кбайт	2048 Кбайт
Наборы инструкций	MMX, SSE, SSE2, SSE3	MMX, SSE, SSE2
Enhanced SpeedStep	Есть	Есть
Частота при низкой нагрузке	1000 МГц	800 МГц
Execute Disabled Bit	Есть	Есть

Перечислим наиболее важные отличия (не считая двуядерности, которую мы уже обсудили):

• Тактовые частоты в то время как не выросли и более того напротив ­- немножко поуменьшились. Конечно, посредством некоторое час будут представлены новые модели процессоров, первоначально с тактовой частотой 2,33 ГГц, а потом, возможно, и 2,5 ГГц. А там уже и до следующей версии Centrino недалеко...
• По сравнению с Pentium M, частота FSB выросла на 133 МГц и составила 667 МГц - практически 666. Интересно, что этой "дьявольской" частоты FSB при очередном изменении модельного ряда Pentium 4 старательно избежали, тотчас перейдя на 800 МГц. Наверняка маркетологи Intel решили не нервировать покупателей ::)
• Наконец-то добавилась помощь последнего, третьего набора инструкций SIMD Streaming Instructions. Напомним, SSE представляет собой расширение стандартных инструкций x86, предназначенное для повышения скорости обработки мультимедийных данных. SSE3 добавляет к функциональности более ранних наборов SSE и SSE2 дополнительные 13 новых инструкций, разработанных для увеличения скорости в играх и мультимедиа-приложениях.
• Вместе с шиной FSB выросла тактовая частота процессора в режиме минимального потребления энергии. Эта частота задается фиксированным коэффициентом 6, не зависящим от номинальной частоты процессора. Таким образом, Core работает на 1000 МГц, тогда как Pentium M работал на частоте 800 МГц (600 МГц для ядра Banias).

Как видим, производители сделали славный "бонус" к двуядерности. Все эти нововведения позволяют с уверенностью полагать, что производительность нового процессора будет выше, чем у предшественника, даже в задачах, никоим образом не использующих многопоточность. Впрочем, на второе ядро постоянно позволительно "скинуть" как самое малое какие-нибудь фоновые процессы, так что двуядерность, как ни крути, штука беспроигрышная. В итоге - новый, более производительный CPU с авангардный архитектурой, поддержкой новых технологий и неплохими скоростными характеристиками. Но это только одна край "медали Centrino", в настоящий момент же мы перейдём ко второй - пожалуй, более примечательной стороне...

Энергопотребление

Самое важное достижении технологии Centrino - низкое энергопотребление. И в новой версии платформы ему уделено не меньшее (если не большее) внимание. Естественно, Core поддерживает технологию Enhanced SpeedStep, позволяющую "на лету" изменять тактовую частоту процессора и усилие на ядре в зависимости от необходимой на данный миг производительности. Но это ещё неблизко не всё - в новом процессоре реализован и строй других, не менее интересных и полезных энергосберегающих технологий, таких, например, как Dynamic Power Coordination. Суть этой технологии в том, что ядра могут автономно приятель от друга трансформировать энергопотребление в зависимости от текущей нагрузки на процессор. В том числе, возможна ситуация, когда одно ядро работает, а другое находится в состоянии Deep Sleep, в котором потребление энергии рядом к минимальному.

Так работает Dynamic Power Coordination - ядра могут вносить изменения состояния самостоятельно товарищ от друга

Фактически, получается, что второе ядро нисколько не означает двухкратного увеличения энергопотребления и тепловыделения, ибо оно работает только тогда, когда это истинно нужно. Компания Intel называет это красивой и ёмкой фразой Dual-Core Performance on Demand - "производительность двуядерного процессора по требованию". Получается крайне удобно: с одной стороны, в случае необходимости процессор может потреблять негусто энергии, работая в "одноядерном режиме", а с иной стороны, способен в два счета перейти в порядок высокой производительности, задействовав второе ядро.

Keywords: