Федеральне агентство зв'язку
Сибірський Державний Університет Телекомунікацій та Інформатики
Кафедра НД
Лабораторна робота №1
на тему: «Мікроархітектура Intel Nehalem»
Виконав: Новіков Микита
Група: ІП - 311
Новосибірськ, +2015
Nehalem - мікроархітектура процесорів компанії Intel, представлена ??в 4 кварталі 2008 року, проведені за 45 нм технологічним нормам, на площі кристала розташований 731 млн. транзисторів. Під ці чіпи розроблений новий сокет - Socket B (LGA 1366).
Мікропроцесори продаються під торговою маркою Core i7 і Core i5
Архітектура Nehalem була представлена ??в 2008 як архітектура, яка може адаптуватися для потреб всіх трьох основних ринків: мобільного, настільного та серверного.
Однією з причин появи нової мікроархітектури слід визнати деякі проблеми, які відчувають останнім часом Intel, при розробці ефективних багатоядерних процесорів. Справа в тому, що колишня успішна мікроархітектура для процесорів Core розроблялася свого часу на основі принципів закладених ще раніше в мобільні процесори Pentium M і була оптимізована тільки для двох ядерних систем. Нова мікроархітектура повинна стати важливим кроком в процесі еволюції процесорів Intel.
У Nehalem використано цілу низку удосконалень, і можна стверджувати, що вона має кардинальні відмінності від колишніх мікроархітектури Intel. Основний принцип побудови процесорів на основі Nehalem - модульність, яка дозволить варіювати кількість ядер і змінювати оснащеність процесорної системи іншими блоками (у т. Ч. Графічними), залежно від призначення і необхідної продуктивності.
Нововведення мікроархітектури сильно нагадують структуру вже використовуваних AMD процесорів, але доповнену обчислювальною потужністю ядер Core. Core i7, також як і процесори AMD мають вбудований контроллер пам'яті, що дозволяє ядрам безпосередньо зв'язуватися з DDR модулями на системній платі, значно прискорюючи обмін даними між процесором і оперативною пам'яттю. Вбудований контролер пам'яті має максимальну пропускну здатність 25,6 Гбайт/с.
При цьому, замість традиційної двоканальної системи обміну використана триканальна, з підтримкою модулів DDR3 1066 МГц.
Традиційна процесорна FSB шина паралельного типу Quad Pumped замінена послідовним інтерфейсом, який вже давно використовується в процесорах AMD. Core i7 спілкується з елементами чіпсета через послідовну шину з фірмовою назвою QuickPath Interconnect (QPI). Мікроархітектура Nehalem дозволяє використовувати декілька таких зовнішніх інтерфейсів для одного процесора. ІнтерфейсQuickPath дозволяє об'єднувати кілька процесорів, у разі використання їх у комп'ютерній системі. QuickPath складається з 20 двонаправлених каналів зв'язку. Система обміну даними побудована за т. Зв. принципом точка-точка, т. е. ядра, використовуючи окремі канали, індивідуально підключаються до зовнішніх пристроїв. Для збільшення смуги пропускання може бути задіяно декілька каналів.
Така шина може виконувати до 6400000. передач в секунду, маючи смугу пропускання 12,8 Гбайт/c в кожному напрямку або 25,6 Гбайт/c в обох напрямках. Стара шина Intel Quad Pumped Bus дозволяла досягти тільки 12,8 Гбайт/c. Подібна QPI шина HyperTransport 3.0, використовувана зараз з процесорами AMD, має максимальну пропускну здатність 24 Гбайт/c.
Нові принципи організації процесора важливі, але далеко не єдині нововведення мікроархітектури Nehalem. Серед найбільш важливих інновацій відзначається підтримка технології багатопоточності SMT (англ. Simultaneous Multi-Threading). Ця технологія дозволяє кожному з чотирьох ядер одночасно виконувати два завдання. Таким чином, для операційної системи нові процесори стають, як би восьми ядерними, і це прискорює роботу багатопотокових додатків, за рахунок одночасного виконання більшої кількості завдань. SMT є по суті реанімацією технології Intel Hyper-Threading, розробленої колись для одно ядерних процесорів.
Процесори Corei7 підтримують новий набір інструкцій SSE4.2, мають більш ефективну і швидку кеш-пам'ять. Підсумовуючи все вищесказане можна сказати, що до основних особливостям архітектури Nehalem відносяться:
наявність двох, чотирьох або восьми ядер;
вдосконалені ядра володіють більшою обчислювальною потужністю; технологія, збільшує продуктивність кожного ядра;
використана трирівнева кеш-пам'ять: 64KB L1 на ядро, 256KB L2 на ядро, д...
