Intel: в ожидании Nehalem

   Корпорация Intel, следуя тактике, получившей название «тик-так» (по аналогии с движением маятника часов – рассчитанное на 2-летний цикл представление новых производственных процессов каждый нечетный год и новых микроархитектур каждый четный), планирует выпустить на рынок продукты на базе Nehalem уже в конце текущего года.

   Быстродействие процессора во многом определяется эффективностью доступа к данным. В микроархитектуре Nehalem инженеры Intel подняли планку производительности ещё выше, увеличив реальную пропускную способность подсистемы памяти в 3 раза. Повышение производительности сопровождается снижением, а не увеличением уровня потребляемой энергии. Это стало возможным благодаря разработке абсолютно новой системной архитектуры. Прежде всего, было решено использовать модули памяти со сниженным энергопотреблением. Кроме этого, контроллер памяти был интегрирован в микросхему центрального процессора, что позволило уменьшить время ожидания данных. Такой подход дает возможность получить более быстрый доступ к памяти без дополнительного увеличения энергопотребления. Помимо всего прочего, для предотвращения образования узких мест при передаче данных между процессорами, установленными в разных разъемах, в Intel было разработано новое межкомпонентное соединение Intel QuickPath, последовательный канал передачи данных типа «точка-точка», который в отличие от стандартной шины FSB, увеличивает скорость передачи данных до 4-8 раз.

   Опционально планируется также интегрировать на кристалле центрального процессора графический адаптер, что предоставит значительные преимущества для подавляющего количества пользователей. Создание графических решений с использованием новейшей 45-нм производственной технологии Intel обеспечивает значительное повышение производительности на ватт. Технология биннинга (binning) позволяет попарно соединять ядра центрального процессора и ядра графической системы. Интеграция процессора и графической подсистемы также приводит к уменьшению потребления энергии.

   В продуктах с микроархитектурой Nehalem повышена эффективность выполнения команд по сравнению с процессорами на базе предыдущего поколения микроархитектуры, что позволяет выполнять вычисления без избыточной конвейерной обработки данных. В микроархитектуре Nehalem реализован набор инструкций SSE4.2 для увеличения скорости обработки мультимедийных и Web-приложений. Все компоненты новой микроархитектуры разрабатывались с учетом эффективности энергопотребления: новая функция внедрялась только в том случае, если увеличение производительности более 1% достигается увеличением потребляемой энергии менее 1%. Одним из наиболее наглядных примеров эффективности новой микроархитектуры является многопотоковая обработка данных: архитектура Nehalem представляет собой сложный механизм, способный исполнять несколько программных потоков одновременно. В ходе разработки процессорной микроархитектуры следующего поколения Nehalem, инженеры Intel изучили альтернативные подходы для многопотоковой обработки, включая Switch on Event MT (SoEMT). В результате была внедрена двухканальная одновременная многопотоковая обработка (SMT), которая позволяет использовать каждое ядро физического процессора как два параллельно действующих логических процессора.

   Другим примером эффективности новой микроархитектуры является ускорение аппаратной технологии виртуализации, которая все более широко применяется в серверах. На сегодняшний день увеличение числа ядер процессора не приводит к увеличению эффективности работы приложений, которые не поддерживают обработку нескольких потоков. В данном случае страдает и энергоэффективность, поскольку при выполнении однопоточных приложений используется только одно ядро многоядерного процессора, а незадействованные ядра «греются» впустую. Intel внедряет более эффективную систему управления работой ядер процессора. Микроархитектура Nehalem предусматривает систему управления питанием и тактовой частотой загруженных и простаивающих ядер, которая позволит в значительной степени сократить расход энергии незадействованными в обработке приложений ядрами, обеспечивая тем самым низкий уровень энергопотребления процессора.