Архитектура Intel 64

Содержание

1 Архитектура Intel® 64…………………………………………………………………………... 3

2 Kentsfield…………………………………………………………………………………………. 4

3 Yorkfield………………………………………………………………………………………….. 5

4 Технологии………………………………………………………………………………………. 6

5 Технические характеристики ………………………………………………………………….. 6

6 Функции и преимущества……………………………………………………………………… 9

7 Вывод……………………………………………………………………………………………. 12

   Литература……………………………………………………………………………………… 13































Intel Core 2 Quad — семейство четырёхъядерных процессоров, где Intel встроила в единый корпус два кристалла Core 2 Duo. Модели на двух кристаллах Conroe (технология 65 нм) имеют кодовое название Kentsfield и маркировку Core 2 Quad Q6xxx, модели на кристаллах Wolfdale (технология 45 нм) имеют кодовое название Yorkfield и маркировку Core 2 Quad Q7xxx, Q8xxx и Q9xxx.

Во всех процессорах Intel® Core™2 Quad используются следующие технологии: 

Четырехъядерная технология Intel®

Усовершенствованная технология Intel SpeedStep®◊

Архитектура Intel® 64

Архитектура Intel® 64 в сочетании с соответствующим программным обеспечением поддерживает работу 64-разрядных приложений на серверах, рабочих станциях, настольных ПК и ноутбуках.¹ Архитектура Intel® 64 обеспечивает повышение производительности, за счет чего вычислительные системы могут использовать более 4 ГБ виртуальной и физической памяти.

Архитектура Intel® 64 поддерживает следующие возможности:

64-разрядное сплошное пространство виртуальных адресов

64-разрядные указатели

64-разрядные регистры общего назначения

64-разрядная поддержка вычислений с целыми числами

До 1 ТБ адресного пространства платформы

Первый в мире четырёхъядерный процессор появился в январе 2007 года, он был основан на дизайне ядер Kentsfield и носил имя Intel Core 2 Quad Q6600. Затем, в июле 2007 года, вышел процессор Intel Core 2 Quad Q6700, который отличался лишь повышенной с 2400 до 2667 МГц частотой. Но техпроцесс 65 нм недостаточен для четырёхъядерных процессоров, поэтому процессоры на ядре Kentsfield не получили распространения. Картина изменилась лишь в марте 2008 года, когда в продажу поступили процессоры на основе дизайна ядер Yorkfield. Ядро Yorkfield производится с соблюдением норм 45-нм технологического процесса изготовления, поэтому энергопотребление процессоров на основе этого дизайна значительно ниже, что позволило значительно расширить ассортимент семейства Intel Core 2 Quad. Уже во втором квартале 2008 года чипы Kentsfield перестали сходить с конвейера Intel. Чипы Yorkfield производятся и по сей день, однако это последнее решение в исполнении LGA775.

Kentsfield

Kentsfield — дизайн ядер, лёгший в основу первых в мире четырёхъядерных процессоров. Он был анонсирован 2 ноября 2006 года. Анонс прошёл всего через пару месяцев после анонса дизайна Conroe в связи с тем, что разработка этих дизайнов шла одновременно. Основная модель на основе дизайна Kentsfield — Intel Core 2 Quad Q6600, он поступил в продажу 8 января 2007 года по цене 851 долл. Это была единственная модель вплоть до 22 июля 2007 года, когда поступили в продажу модели Intel Core 2 Quad Q6700 и Intel Core 2 Extreme QX6850 по цене 530 и 999 долл. соответственно. Модель Intel Core 2 Extreme QX6850 была основана на дизайне Kentsfield XE. В дальнейшем цена на Intel Core 2 Quad Q6600 была снижена до 266 долл., что сделало процессор общедоступным.

Kentsfield XE — модернизированный дизайн ядер Kentsfield, который имеет незначительные отличия от оригинала, а именно более эффективную стойкость[уточнить] при высоких частотах и свободный коэффициент умножения. Данный дизайн использовался в процессорах Intel Core 2 Extreme QX6700, QX6800 и QX6850.

Дизайн ядер Kentsfield имеет площадь 286 мм² и 582 млн транзисторов. Объём кеш-памяти первого уровня составляет 32 Кб для инструкций и 32 Кб для данных на каждое ядро. Объём общей кеш-памяти второго уровня составляет 8 Мб. Для производства дизайна используют нормы 65-нм полупроводникового технологического процесса изготовления. Энергопотребление составляет 95—105 у Kentsfield и 130 Вт у Kentsfield XE. Максимальное напряжение питания — 1,350 В. Последний степинг — G0.

Yorkfield

Yorkfield — аналогичный Kentsfield дизайн ядер, состоящий из двух чипов, но здесь используются 45-нм чипы Wolfdale, которые основаны на новой архитектуре Intel Penryn, однако они не несут существенных архитектурных изменений по сравнению с 65-нм чипами Conroe, основанных на архитектуре Intel Core. Изначально планировалось, что чипы Yorkfield поступят в продажу в январе 2008 года, однако дату пришлось перенести на март из-за обнаруженной ошибки в дизайне. Первые модели — Intel Core 2 Quad Q9300 и Q9450, которые имели частоты 2500 и 2667 МГц и продавались по цене 266 и 316 долл. соответственно. В апреле появилась модель Intel Core 2 Quad Q9550 с частотой 2833 МГц, которая стоила 530 долл.

Yorkfield XE — дизайн, который лег в основу процессоров Intel Core 2 Extreme QX9650, QX9770, QX9775. Раньше всех — 11 ноября 2007 года, то есть еще раньше, чем вышел основной дизайн Yorkfield — поступил в продажу Intel Core 2 Extreme QX9650. Данный дизайн совместим с серверным сокетом LGA771. Также особенностью дизайна можно назвать свободный коэффициент умножения, что является естественной характеристикой линейки Intel Core 2 Extreme.

Yorkfield-6M — дизайн ядер, в основу которого вошла пара чипов Wolfdale-3M, использующиеся в дешёвых моделях Intel Core 2 Duo E7xxx. Дизайн Yorkfield-6M использовался в моделях Intel Core 2 Quad Q9x00 в которых 6 Мб кеша второго уровня, Q8xxx, в которых 4 Мб кеша второго уровня и в моделях Q7xxx, в которых 2 Мб кеша второго уровня. Количество транзисторов в этом дизайне сократилось до 548 млн штук, а площадь уменьшилась до 162 мм².

Дизайн ядер Yorkfield имеет площадь 214 мм² и 820 млн транзисторов. Объём кеш-памяти первого уровня составляет 32 Кб для инструкций и 32 Кб для данных на каждое ядро. Объём общей кеш-памяти второго уровня составляет 12 Мб. Для производства дизайна используются нормы 45-нм полупроводникового технологического процесса изготовления. Энергопотребление составляет 65—95 Вт у Yorkfield и Yorkfield 6M и 130 Вт у Yorkfield XE. Максимальное напряжение питания — 1,200 В. Последний степинг — R0.

Технологии

Технологии, поддерживаемые процессорами Intel Core 2 Quad:

Intel Virtualization Technology (VT)

Intel Streaming SIMD Extensions 4.1 (SSE 4.1) (только у 45-нм Yorkfield)

Intel Enhanced Virus Protection или Execute Disable Bit (EVP)

Intel Extended Memory 64 Technology (EM64T)

Enhanced Intel SpeedStep Technology

Enhanced Halt State (C1E)

Intel Thermal Monitor 2

Разъём: LGA775

Технические характеристики 

Модель

Частота, МГц

Множитель

Частота FSB, МГц

Кеш L2, Мб

TDP[2], Вт

Дизайн ядер

45-нанометровая технология (ядро Yorkfield)

Q7500

2600

13

800

2

65

Yorkfield-6M

Q7600

2700

13,5

800

2

65

Yorkfield-6M

Q8200

2333

7

1333

4

95

Yorkfield-6M

Q8200s

2333

7

1333

4

65

Yorkfield-6M

Q8300

2500

7,5

1333

4

95

Yorkfield-6M

Q8400

2667

8

1333

4

95

Yorkfield-6M

Q9300

2500

7,5

1333

6

95

Yorkfield-6M

Q9400

2667

8

1333

6

95

Yorkfield-6M

Q9400s

2667

8

1333

6

65

Yorkfield-6M

Q9450

2667

8

1333

12

95

Yorkfield

Q9500

2833

8,5

1333

6

95

Yorkfield-6M

Q9505

2833

8,5

1333

6

95

Yorkfield-6M

Q9550

2833

8,5

1333

12

95

Yorkfield

Q9550s

2833

8,5

1333

12

65

Yorkfield

Q9650

3000

9

1333

12

95

Yorkfield

QX9650

3000

9

1333

12

130

Yorkfield XE

QX9770

3200

8

1600

12

130

Yorkfield XE

QX9775

3200

8

1600

12

130

Yorkfield XE

65-нанометровая технология (ядро Kentsfield)

Q6600

2400

9

1066

8

95

Kentsfield

Q6700

2667

10

1066

8

105

Kentsfield

QX6700

2667

10

1066

8

130

Kentsfield XE

QX6800

2933

11

1066

8

130

Kentsfield XE

QX6850

3000

9

1333

8

130

Kentsfield XE

Свойство

Yorkfield

Название ядра

Yorkfield

Официальное название

Core 2 Quad Q9хx0, Core 2 Quad Q8х00, Core2 Extreme QX9хх0

Технологический процесс, мкм

0.045

Год начала производства

2007

Количество транзисторов, млн

410 x2

Типа разъёма

Socket LGA775

Площадь ядра, мм²

107 x2

Тактовые частоты, Мгц

2660-3330

Частоты системной шины, Мгц

1333-1600

Разрядность системной шины, бит

64

Пропускная способность шины процессор-чипсет

10.664-12.8 ГБ/сек

Тепловыделение, Вт

130

Напряжение питания ядра, В

0.85–1.3625

Максимальная рабочая температура ядра, С

64.5

Разрядность внутренних регистров, бит

32/64

Размер кэша L1, Кб

64 х4

Размер внутреннего кэша L2, Кб

6144 х2

Ширина шины L2 кеша, бит

256 (двунаправленная)

Размер внешнего кэша L2/L3, Кб

Нет

Частота работы внешнего кэша, Мгц

Нет

Количество ступеней конвейера

14

Максимальное количество инструкций за такт

4 x4

Количество исполнительных модулей для целочисленных операций

3 х4

AGU (устройства вычисления адреса, Address Generation Unit)

2 x4

Количество исполнительных модулей для операций с плавающей точкой

4 х4

Количество исполнительных модулей для SIMD операций

3 (128-bit) х4

Поддержка набора команд Enchanced MMX

Нет

Поддержка набора команд SSE

Да

Поддержка набора команд SSE2

Да

Поддержка набора команд SSE3

Да

Поддержка набора команд SSE4

4.1

Поддержка набора команд 3DNow!

Нет

Поддержка набора команд Enhanced 3DNow!

Нет

Поддержка набора команд IA64

Нет

Поддержка набора команд AMD64 (x86-64, Intel EM64T)

Да

Поддержка технологии виртуализации

Да (кроме Q8200 и Q8300)

Поддержка многопроцессорности (максимальное число процессоров в системе)

Нет

Типы поддерживаемой памяти

Нет

Поддерживаемые частоты шины памяти

Нет

Максимальный поддерживаемый объём памяти

Нет

Максимальное поддерживаемое количество слотов под память

Нет

Поддержка ECC

Нет







Функции и преимущества

Функции

Преимущества

Технология Intel Wide Dynamic execution 

Повышает скорость и эффективность исполнения программ, позволяя обрабатывать больше инструкций за один такт работы процессора. Каждое ядро может выполнять до четырех полных инструкций одновременно. 

Технология Intel Smart Memory Access 

Оптимизирует использование пропускной способности подсистемы памяти для ускорения выполнения команд с изменением их очередности. Переработанный механизм упреждающей выборки сокращает время, в течение которого исполняемые инструкции должны ожидать завершения обмена данными. Новые алгоритмы упреждающей выборки перемещают данные из системной памяти в быструю кэш-память второго уровня до исполнения инструкций, Эти функции позволяют более интенсивно загрузить конвейер, повышая скорость обработки инструкций и производительность. 

Технология Intel Advanced Smart Cache 

Совместно используемая кэш-память второго уровня выделяется динамически для каждого ядра в зависимости от его рабочей нагрузки. Данная технология, оптимизированная для двухъядерной системы, повышает вероятность того, что любое из ядер сможет получить доступ к данным, находящимся в кэш-памяти, а это значительно сокращает время ожидания для часто используемых данных и повышает производительность. 

Технология Intel Advanced Digital Media Boost 

Ускоряет выполнение целого ряда приложений, включая приложения обработки видео, речи, изображений и фотоснимков, шифрования, а также финансовые, технические и научные приложения. Новые процессоры, изготовленные на базе 45-нанометровой производственной технологии, поддерживают Intel HD Boost и новые инструкции SSE4, что обеспечивает повышенную производительность мультимедийных приложений. 

Технология Intel Visualization (Intel VT) 

Технология Intel VT позволяет одной аппаратной платформе функционировать как несколько "виртуальных". Благодаря технологии Intel VT компании получают улучшенную управляемость, ограничение простоев и поддержку продуктивности сотрудников, изолируя вычислительную деятельность в различных разделах. 

Технология Intel extended Memory 64 (Intel EM64T) 

Усовершенствование 32-разрядной архитектуры Intel, позволяющее процессору обращаться к большему объему памяти. При наличии соответствующего оборудования и программного обеспечения, поддерживающего 64-разрядные вычисления, платформы на базе процессоров с поддержкой технологии Intel EM64T позволяют использовать дополнительную виртуальную и физическую память. 

Технология Execute Disable Bit 

Обеспечивает расширенные возможности защиты от вирусов при использовании с соответствующей операционной системой. Технология Execute Disable Bit дает возможность помечать отдельные области памяти как "выполнимые" и "невыполнимые", что позволяет процессору сообщать операционной системе об ошибке, если вредоносный код попытается запустить программу, находящуюся в "невыполнимой" области памяти, тем самым будет предотвращена попытка инфицирования системы. 

Разработанное Intel тепловое решение для процессоров в штучной упаковке 

Включает 4-контактный разъем, позволяющий контролировать скорость вращения вентилятора и свести к минимуму уровень акустического шума, производимого вентилятором при работе на более высокой скорости. Технология контроля скорости вращения вентилятора основывается на измерении реальной температуры процессора и уровня использования электроэнергии. 

Акустические преимущества 

Процессоры Intel Core2 Quad снабжены цифровым температурным датчиком (DTS), позволяющим эффективно контролировать тепловой режим процессора и платформы, Температурные датчики, расположенные внутри процессора, измеряют максимальный уровень температуры на кристалле в любой момент времени. Технология Inter Quiet System, поддерживаемая семейством микросхем Inter 4X Express, использует датчик DTS для регулировки скорости вращения вентиляторов системы и процессора. Акустические преимущества мониторинга температуры обеспечиваются тем, что вентиляторы системы вращаются с оптимальной скоростью, достаточной для охлаждения системы - чем ниже скорость вращения вентилятора, тем ниже уровень шума. 

Поддержка платформы 

Платформа на базе микросхем семейства Intel 4X Express и оптимизированной модели памяти, призванная повысить производительность системы, рекомендуется компанией Intel как оптимальное дополнение процессора Intel Core2 Quad. Новые передовые технологии в области синтеза изображения, звука и управляемости обеспечивают широкие возможности. Подобное сочетание возможностей процессора и набора микросхем позволяет добиться высокой производительности настольной системы.



Номер процессора

VT

TXT

EIST

Intel 64

XD

Q9650

+

+

+

+

+

Q9550

+

+

+

+

+

Q9450

+

+

+

+

+

Q9400

+

+

+

+

+

Q9300

+

+

+

+

+

Q6700

+

-

+

+

+

Q6600

+

-

+

+

+























Год появления и фирма изготовитель

2007, Intel

Тип процессора

Универсальный

архитектура

Intel® 64

Разрядность регистров

64

Разрядность внешних шин данных

64

Разрядность шин  адреса

64

Адресуемая память

264 байт

Частота

2333-3200 ГГц

Количество команд за такт

16

Технология

45 нм

Количество транзисторов

820 млн

Потребляемая мощность 

65-130 Вт

КЭШ память

L1-64Кб, L2-256Кб-12Мб, L3-0-12Мб

Особенности

Разъём: LGA775

Вывод

























Литература

1 www.intel.ru

2 http://www.parallel.ru/russia/MSU-Intel/Core_2_Quad.html

3 http://ru.wikipedia.org

4 http://www.nix.ru/support/compare_tables_builder.html?item[0]=851

























2