Микропроцессоры Core i 5 и i 7

В 2008 году Intel предложила новую процессорную 0,045 микронную архитектуру Nehalem для настольных ПК (ядра Bloomfield,Lynnfield) и мобильных ПК (ядро Arrandale). Микропроцессоры i7 на ядре Bloomfield используют разъем Socket LGA 1366, а несколько позже выпущенные МП i5 и i7 на ядре Lynnfield – разъем Socket LGA 1156.МП Core i5 является несколько облегченным вариантом i7. Характеристики процессоров представлены в таблице 8.3.

Таблица 8.3. Характеристики процессоров Core i5/i7

Процессор	I5-750	I7-860	I7-870	I7-920	I7-940	I7-950	I7-965 Extrime	I7-975 Extrime
Техпроцесс	45 нм	45 нм	45 нм	45 нм	45 нм	45 нм	45 нм	45 нм
Разъем LGA	1156	1156	1156	1366	1366	1366	1366	1366
Чипсет	iP55	iP55	iP55	iX58	Ix58	iX58	iX58	iX58
Тактовая частота ГГц	2,66	2,8	2,93	2,66	2,93	3,06	3,2	3,33
Кэш L1 Кб	32/32	32/32	32/32	32/32	32/32	32/32	32/32	32/32
Кэш L2 на ядро Кб	256	256	256	256	256	256	256	256
Кэш L3 Мб	8	8	8	8	8	8	8	8
Тип шины МП - чипсет	DMI	DMI	DMI	QPI	QPI	QPI	QPI	QPI
Псп. шины Гб/с	2	2	2	25	25	25	25	25
Количество ядер		4	4	4	4	4	4	4
Рассеиваеиая мощность Вт	95	95	95	130	130	130	130	130
Технология HT	Нет	Есть	Есть	Есть	Есть	Есть	Есть	Есть
Технология VT	Нет	Есть	Есть	Есть	Есть	Есть	Есть	Есть
Технология EM 64	Есть	Есть	Есть	Есть	Есть	Есть	Есть	Есть

 

Следует отметить, что площадь ядер МП составляет от 263 до 296 кв.мм, а количество транзисторов в них от 731 до 774 млн. МП имеют специальный котроллер PCU (Power Control Unit), который, руководствуясь показаниями температуры и энергопотребления, управляет частотами и напряжением питания каждого ядра отдельно – технология Intel Turbo Boost. МП Core i7 с LGA1366 взаимодействуют с чипсетами iX58 при помощи интерфейсной шины Quick Path Inconnect (QPI), имеющей пропускную способность (псп) до 25 Гбайт/с, МП с LGA 1156 взаимодействуют с чипсетами iP55 припомощи шины Direct Media Interface, (DMI), имеющей существенно меньшую псп, всего до 2 Гбайт/с. Ноэтой скорости обмена оказывается достаточно, поскольку чипсет P55 является облегченным одночиповым и не содержит северного моста, который включен непосредственно в МП. Следует отметить и основной принцип построения МП на основе технологии Nehalem – модульность, которая позволит варьировать количество ядер в МП и изменять насыщенность процессорной системы прочими блоками, в зависимости от предназначения и требуемой производительности.

Так в МП Core i5 750, i7 860 и i7870 включен северный мост чипсета MCH (Memory Controller Hub), а в МП Core i7 920, i7 940, i7 950, i7 965 и i7 975 контроллер памяти.

Микропроцессоры типа RISC

Микропроцессоры типа RISC содержат набор только элементарных команд. При необходимости выполнения более сложных команд в микропроцессоре производится их автоматическая сборка из элементарных. В этих МП все элементарные команды имеют одинаковый размер, и на выполнение каждой из них тратится один машинный такт (на выполнение даже самой короткой команды из системы CISC тратится 4 такта). Один из первых МП типа RISC — ARM (на его основе был создан ПК IBM PC RT): 32-разрядный МП, имеющий 118 различных команд. Современные 64-разрядные RISC-микропроцессоры выпускаются многими фирмами: Apple (PowerPC), IBM (PPC), DEC (Alpha), HP (PA), Sun (Ultra SPARC) и т. д.

Микропроцессоры P OWER PC (Performance Optimized With Enhanced PC) весьма перспективны и применяются в серверах и в ПК типа Macintosh. Микропроцессоры POWER PC имеют тактовую частоту до 800 МГц, а микропроцессоры Alpha — тактовую частоту 1800 МГц. Микропроцессоры типа RISC характеризуются очень высоким быстродействием, но они программно не совместимы с CISC-процессорами: при выполнении программ, разработанных для ПК типа IBM PC, они могут лишь эмулировать (моделировать, имитировать) МП типа CISC на программном уровне, что приводит к резкому уменьшению их эффективной производительности.

Микропроцессоры типа VLIW

Это весьма перспективный тип МП. Микропроцессоры типа VLIW  выпускают фирмы Transmeta — это микропроцессор Crusoe моделей TM3120, TM5400, TM5600, Intel — модель Mersed (торговая марка Itanium) и Hewlett–Packard — модель McKinley. Следует заметить, что при более глубоком анализе технология EPIC (Explicitly Parallel Instruction Computing — вычисления с явной параллельностью инструкций), которой придерживаются фирмы Intel и HP, незначительно отличается от технологии VLIW, принятой за основу фирмой Transmeta. Но эти отличия несущественны, поэтому микропроцессоры VLIW и EPIC можно отнести к одной группе. МП Merced — первый процессор, использующий полный набор 64-битовых инструкций (Intel Architecture-64, IA-64; именно эта технология называется EPIC). К VLIW-типу можно отнести и МП Elbrus 2000 — E2k, разработанный российской компанией «Эльбрус».

Intel представила МП Itanium 2: в 2004 году Madison (), в 2006 Montecito, а в 2007 двухядерный Montvale. Доступ программ к внутренним VLIW-командам отсутствует: все программы (даже операционная система) работают "поверх" специального низкоуровневого программного обеспечения (Code Morphing), которое ответственно за трансляцию команд CISC-микропроцессоров в команды VLIW. МП типа VLIW вместо сложной схемной логики, обеспечивающей в современных суперскалярных микропроцессорах параллельное исполнение команд, опираются на программное обеспечение. Упрощение аппаратуры позволило уменьшить габариты МП и потребление энергии (эти МП иногда называют «холодными»).

Архитектура CISC появилась в 1978 году. Тогда процессоры представляли собой скалярные устройства (то есть могли в каждый момент времени выполнять только одну команду), при этом конвейеров практически не было. Процессоры содержали десятки тысяч транзисторов. МП RISC были разработаны в 1986 году, когда технология суперскалярных конвейеров только начала развиваться. Процессоры содержали сотни тысяч транзисторов. В конце 90-х наиболее совершенные процессоры уже содержат миллионы, десятки миллионов транзисторов. Первые МП архитектуры IA-64 содержат десятки миллионов транзисторов. В дальнейших модификациях их число, вероятно, увеличится до сотен миллионов.

Архитектура IA-64 не является ни 64-разрядным расширением архитектуры CISC, ни переработкой архитектуры RISC. IA-64 представляет собой новую архитектуру, использующую длинные слова команд (LIW), предикаты команд (instruction predication), исключение ветвлений (branch elimination), предварительную загрузку данных (speculative loading) и другие ухищрения для того, чтобы обеспечить больший параллелизм выполнения программ. Но, тем не менее, IA-64 — это компромисс между CISC и RISC, попытка сделать их совместимыми: существуют два режима декодирования команд — VLIW и старый CISC. Программы автоматически переключаются в необходимый режим исполнения. Для работы с VLIW операционные системы должны содержать и 64-разрядную часть на IA-64, и старую 32-разрядную.