Haswell (mikroarxitektura)

Haswell – Intel tomonidan Ivy Bridgening “toʻrtinchi avlod yadrosi” vorisi sifatida ishlab chiqilgan protsessor mikroarxitekturasining kod nomi (bu Sandy Bridge mikroarxitekturasining qisqarishi/belgisidir). Intel ushbu mikroarxitekturaga asoslangan protsessorlarni 2013-yil 4-iyun kuni Computex Taipei 2013 koʻrgazmasida rasman e’lon qildi, ayni paytda 2011-yilda Intel Developer Forumida ishlaydigan Haswell chipi ham namoyish etildi. 22 nm jarayondan foydalanadigan Haswell bilan Intel shuningdek, “U” qoʻshimchasi bilan belgilangan konvertatsiya qilinadigan yoki “gibrid” ultrabuklar uchun moʻljallangan kam quvvatli protsessorlarni taqdim etdi.

Haswell protsessorlari Intel 8 Series chipsetlari, Intel 9 seriyali chipsetlari va Intel C220 seriyali chipsetlar bilan birgalikda ishlatiladi.

2021-yildan boshlab Pentium G3420 protsessorlaridan kamida bittasi Haswell asosidagi protsessor sotilmoqda.

Dizayni 
Haswell arxitekturasi takomillashtirilgan 22 nm tranzistorda FinFET (tekis boʻlmagan, “3D”) tranzistorlariga oʻtishdan quvvatni tejash va ishlash afzalliklarini optimallashtirish uchun maxsus ishlab chiqilgan.

Haswell uchta asosiy shaklda ishga tushirildi:

 Desktop versiyasi (LGA 1150 soket va LGA 2011-v3 soket): Haswell-DT
 Mobil/noutbuk versiyasi (PGA soket): Haswell-MB
 BGA versiyasi:
 47 W va 57 W TDP sinflari: Haswell-H (“All-in-one” tizimlari, Mini-ITX form faktorli anakartlar va boshqa kichik hajmli formatlar uchun)
 13.5 Vt va 15 W TDP sinflari (MCP): Haswell-ULT (Intel UltraBook platformasi uchun)
 10 W TDP klassi (SoC): Haswell-ULX (planshetlar va baʼzi UltraBook-sinf ilovalari uchun)

Eslatmalar 

 ULT = Ultra past TDP; ULX = Ultra past eXtreme TDP
 Faqat maʼlum toʻrt yadroli variantlar va BGA R-seriyali zaxiralarni saqlash birliklari (SKU) GT3e (Intel Iris Pro 5200) oʻrnatilgan grafikasini oladi. Boshqa barcha modellarda GT3 (Intel HD 5000 yoki Intel Iris 5100), GT2 (Intel HD 4200, 4400, 4600, P4600 yoki P4700) yoki GT1 (Intel HD Graphics) oʻrnatilgan grafiklar mavjud. Qoʻshimcha maʼlumot olish uchun Intel HD va Iris Graphicsʼga qarang.
 Planshet va UltraBook platformalarining kam quvvat talablari tufayli Haswell-ULT va Haswell-ULX faqat ikki yadroli konfiguratsiyalarda mavjud. Boshqa barcha versiyalar ikki yoki toʻrt yadroli variantlar sifatida keladi.

Ivy Bridge bilan solishtirganda:

 Taxminan 8% tezroq vektorni qayta ishlash
 5% gacha koʻproq bir oqimli ishlash
 6% yuqori koʻp tarmoqli ishlash
 Haswellning desktop variantlari yuk ostida Ivy Bridgega qaraganda 8% dan 23% gacha koʻproq quvvat sarflaydi.
 Protsessorning ketma-ket ishlashining 6% ga oʻsishi (har bir yadro uchun sakkizta bajarish porti oltitaga nisbatan)
 Integratsiyalashgan HD4000 GPU (Haswell HD4600 va Ivy Bridge’ga oʻrnatilgan Intel HD4000) ga nisbatan unumdorlikni 20% gacha oshirish
 Umumiy samaradorlik oʻrtacha 3% ni tashkil qiladi
 Taxminan 15 °C Ivy Bridgedan issiqroq, soat chastotalari esa 4,6 GHz dan yuqoriga erishish mumkin

Texnologiyasi

Ivy Bridgedan olingan xususiyatlar 

 22 nm ishlab chiqarish jarayoni
 3D FinFET tranzistorlari
 1,5 K saqlashga qodir mikro-operatsiya keshi (Uop Cache), mikro-operatsiyalar (taxminan 6 KB hajmida)
 14-19 bosqichli yoʻriqnoma quvuri, mikro-operatsiya keshining urishi yoki oʻtkazib yuborilishiga qarab (oldingi Sandy Bridge mikroarxitekturasida qoʻllangan yondashuv)
 OoO oynasini 168 dan 192 gacha yaxshilash
 28/mavzudan 56 tagacha navbatni ajratish
 Asosiy variantlar toʻrt yadroli.
 Ikki kanalli DDR3/DDR3L xotira uchun mahalliy yordam, 32 GB RAM gacha LGA 1150 varianti
 64 KB (32 KB yoʻriqnomasi + 32 KB Data) L1 kesh va har bir yadro uchun 256 KB L2 kesh
 Jami 16 PCI Express LGA boʻyicha 3,0 qator 1150 ta variant

Markaziy protsessor 

 Kengroq yadro: toʻrtinchi arifmetik mantiq birligi (ALU), uchinchi manzilni yaratish birligi (AGU), ikkinchi filialni bajarish birligi (BEU), chuqurroq buferlar, yuqori kesh oʻtkazish qobiliyati, yaxshilangan front-end va xotira tekshiruvi, yuqori yuk/xotira tarmoqli kengligi.
 Kod dekodlangandan soʻng koʻrsatmalarni oʻz ichiga olgan koʻrsatmalarni dekodlash navbati endi har bir yadro xizmat koʻrsatishi mumkin boʻlgan ikkita oqim oʻrtasida statik ravishda boʻlinmaydi.
 Haswell-EX varianti uchun Intel Transactional Synchronization Extensions (TSX). 2014-yil avgust oyida Intel Haswell, Haswell-E, Haswell-EP va Broadwell protsessorlarining joriy bosqichlarida TSXni amalga oshirishda xatolik mavjudligini eʼlon qildi, bu esa mikrokodni yangilash orqali taʼsirlangan protsessorlarda TSX funksiyasini oʻchirib qoʻyishga olib keldi.
 Toʻliq integratsiyalangan voltaj regulyatori (FIVR), shu bilan baʼzi komponentlarni elektron platadan protsessorga oʻtkazadi.
 Yangi ilgʻor energiya tejash tizimi; Haswellning yangi kam quvvatli C6 va C7 uyqu holatlari tufayli barcha quvvat manbai bloklari (PSU) Haswell protsessorli kompyuterlar uchun mos emas.
 37, 47, 57 Vt termal dizayn quvvati (TDP) mobil protsessorlari.
 35, 45, 65, 84, 88, 95 va 130–140 W (yuqori darajali, Haswell-E) TDP ish stoli protsessorlari.
 15 Ultrabook platformasi uchun Vt yoki 11,5 Vt TDP protsessorlari (Westmere kabi koʻp chipli paket) issiqlikning pasayishiga olib keladi, bu ultrabuklarni yupqaroq va yengilroq qiladi, lekin unumdorlik darajasi 17 W versiyasidan bir oz pastroq.

GPU 

 Direct3D 11.1 va OpenGL 4.3 uchun apparat grafik qoʻllab-quvvatlash. Intel 10.18.14.5180 drayveri Windows 7/8.1 da rejalashtirilgan oxirgi drayverdir.
 Oʻrnatilgan GPUning toʻrtta versiyasi: GT1, GT2, GT3 va GT3e, bunda GT3 versiyasida 40 ta ijro birligi (EU) mavjud. Haswelldan oldingi Ivy Bridge maksimal 16 EIga ega. GT3e versiyasi 40 ta EI va 128 MB paketga ega Crystalwell deb nomlangan oʻrnatilgan DRAM (eDRAM) faqat mobil SKU va desktop (faqat BGA) R-SKUʼlarda mavjud. Samarali, bu eDRAM 4-darajali keshdir; u oʻrnatilgan GPU va CPU oʻrtasida dinamik ravishda taqsimlanadi va protsessorning 3-darajali keshiga qurbon keshi sifatida xizmat qiladi.

Server protsessorlarining xususiyatlari 

 Haswell-EP varianti, 2014-yil sentabr oyida chiqarilgan, 18 tagacha yadroli va Xeon E5-1600 v3 va Xeon E5-2600 v3 seriyalari sifatida sotiladi.
 Haswell-EX varianti, 2015-yil may oyida chiqarilgan, 18 yadroli va TSX ishlaydi.
 Yangi kesh dizayni.
 35 MB gacha Haswell-EP va Haswell-EX uchun 40 MB jami birlashtirilgan kesh (oxirgi darajadagi kesh, LLC).
 LGA 2011-v3 soket Haswell EP uchun LGA 2011 oʻrnini egallaydi; yangi soketda bir xil miqdordagi pinlar mavjud, ammo elektr mos kelmasligi tufayli u boshqacha kalitlangan.
 Allaqachon ishga tushirilgan Xeon E3 v3 Haswells 2014-yilning bahorida yangilanadi, yangilangan Intel C220 seriyali PCH chipsetlari bilan birga.
 TDP 160 gacha Haswell-EP uchun W.
 Oʻn va undan ortiq yadroli Haswell-EP modellari klasterni (COD) ishlash rejimida qoʻllab-quvvatlaydi, protsessorning bir nechta yadro ustunlari va oxirgi darajadagi kesh (LLC) boʻlaklarini mantiqiy ravishda ikkita bir xil boʻlmagan xotiraga boʻlish imkonini beradi. Maʼlumotlar va koʻrsatmalarni ularni qayta ishlayotgan protsessorning “boʻlimi” uchun mahalliy saqlash, shuning uchun LLCga kirishning kechikishini kamaytirish orqali COD NUMA-dan xabardor operatsion tizimlar va ilovalarning ishlashini yaxshilaydi.

Haswell yangilash 
Taxminan 2014-yil oʻrtalarida Intel Haswell yangilanishini chiqardi, uni oddiygina Haswell Refresh deb nomlangan. Haswell protsessorlarining asl toʻplami bilan solishtirganda, Haswell Refresh protsessorlari odatda 100 MHz chastotali chastotalarda oddiy oʻsishni taklif qiladi. Haswell Refresh protsessorlari Intelning 9 seriyali chipsetlari (Z97 va H97, Wildcat Point kod nomi) tomonidan qoʻllab-quvvatlanadi, 8 seriyali chipsetli (kod nomi Lynx Point) boʻlgan elektron platalar esa Haswell Refresh protsessorlarini qoʻllab-quvvatlash uchun odatda BIOS yangilanishini talab qiladi.

Haswell protsessorlari roʻyxati

Desktop protsessorlari 

 Barcha modellar qoʻllab-quvvatlaydi: MMX, SSE, SSE2, SSE3, SSSE3, SSE4.1, SSE4.2, F16C, Enhanced Intel SpeedStep Technology (EIST), Intel 64, XD bit (NX bit ilovasi), Intel VT-x va Smart kesh.
 Core i3, i5 va i7 AVX, AVX2, BMI1, BMI2, FMA3 va AES-NI ni qoʻllab-quvvatlaydi.
 Core i3 va i7, shuningdek Core i5-4570T va i5-4570TE Hyper-Threading (HT)ni qoʻllab-quvvatlaydi.
 Core i5 va i7 Turbo Boost 2.0 ni qo'llab-quvvatlaydi.
 Dastlab u tanlangan modellarda qoʻllab-quvvatlangan boʻlsa-da, 2014-yil avgust oyidan boshlab desktop variantlari uni amalga oshirishda aniqlangan xato tufayli TSXʼni qoʻllab-quvvatlamaydi; vaqtinchalik yechim sifatida mikrokod yangilanishi TSX xususiyatini oʻchirib qoʻydi.
 45xx dan past boʻlgan SKU’lar, shuningdek, R-seriyali va K-seriyali SKU’lar Trusted Execution Technology yoki vPro’ni qoʻllab-quvvatlamaydi.
 Intelning IOMMU boʻlgan Intel VT-d, i5-4670K va i7-4770Kdan tashqari barcha i5 va i7 SKU-larida qoʻllab-quvvatlanadi. VT-d-ni qoʻllab-quvvatlash chipset va elektron kartaning VT-d-ni ham qoʻllab-quvvatlashini talab qiladi.
 I5-4690K va i7-4790K modellari, kod nomi Devil's Canyon, issiqlikning chiqishiga yordam berish uchun yaxshiroq ichki termal moyga va overclock kabi vaziyatlarda toza quvvatni yetkazib berishga yordam beradigan yaxshilangan ichki kuchlanish regulyatoriga (“FIVR”) ega.
 Transistorlar: 1,4 milliard
 Oʻlchami : 177 mm 2
 Intel HD va Iris Graphics quyidagi variantlarda:
 R-seriyali desktop protsessorlari Intel Iris Pro 5200 grafik (GT3e) bilan jihozlangan.
 Hozirda maʼlum boʻlgan boshqa barcha i3, i5 va i7 desktop protsessorlari Intel HD 4600 grafikasini (GT2) oʻz ichiga oladi.
 Istisnolar 41xxx protsessorlari boʻlib, ular HD 4400 grafikasini (GT2) oʻz ichiga oladi.
 Celeron va Pentium protsessorlarida Intel HD Graphics (GT1) mavjud.
 Pentium G3258, shuningdek, Pentium Anniversary Edition sifatida ham tanilgan, qulfdan chiqarilgan multiplikatorga ega. Uning chiqarilishi “Pentium” brendining 20 yilligini nishonlaydi.

Server protsessorlari 
 

 Barcha modellar qoʻllab-quvvatlaydi: MMX, SSE, SSE2, SSE3, SSSE3, SSE4.1, SSE4.2, AVX (Kengaytirilgan vektor kengaytmalari), AVX2, FMA3, F16C, BMI (Bit Manipulation Instructions 1)+BMI2, Enhanced Technology (Intel SpeedSte) EIST), Intel 64, XD bit (NX bit ilovasi), TXT, Intel vPro, Intel VT-x, Intel VT-d, giper-threading (E3-1220 v3 va E3-1225 v3 dan tashqari), Turbo Boost 2.0, AES-NI va Smart Cache.
 Haswell-EX modellari (E7-48xx/88xx v3) TSX ni qoʻllab-quvvatlaydi, Haswell-E, Haswell-WS (E3-12xx v3) va Haswell-EP (E5-16xx/26xx v3) modellari uchun u mikrokodni yangilash orqali oʻchirib qoʻyilgan. Bu 2014-yil avgust oyida TSXni amalga oshirishda aniqlangan xato tufayli amalga oshirilgan.
 Transistorlar: 5,56 milliard
 Oʻlchami: 661 mm 2

Manbalar