네할렘 (마이크로아키텍처)

네할렘 마이크로아키텍처()는 인텔의 코어 마이크로아키텍처를 잇는 9세대 x86/x64 마이크로아키텍처의 이름이다.Intel Details Upcoming New Processor Generations

네할렘 마아크로아키텍처 기반의 CPU는 데스크톱의 하이엔드급에서 인텔 코어 i7 프로세서라는 이름으로 2008년 11월 18일에 처음으로 출시되었고, 서버에서는 대한민국에서 2009년 3월 31일에 인텔 제온 5500 프로세서 계열이라는 이름으로 출시되었다. 이후 데스크톱용 보급형 프로세서인 코어 i5, 코어 i3와 노트북용으로는 2009년 9월에 출시되었다. 처음으로 네할렘 마이크로아키텍처 기반 제온프로세서를 사용한 컴퓨터는 애플 맥 프로 워크스테이션이였으며 2009년 3월3일에 발표되었다. 대형 서버용 네할렘 마이크로아키텍처 기반의 제온 프로세서는 인텔 제온 7500 계열 프로세서의 이름으로 2010년 3월 31일에 출시되었다.

네할렘 기반 프로세서는 펜린과 같은 45 nm 공정 기술을 사용한다. 인텔의 연구소가 위치한 미국의 오리건주에 있는 도시 이름인 네헤일럼시에서 따왔으며, 이 이름은 미국 원주민 부족의 이름이기도 하다.인텔, 중국 R&D 부문 확장에 더딘 행보 :: 네이버 뉴스 처음 이 프로젝트 이름은 넷버스트 마이크로아키텍처기반의 CPU의  개발 코드명이었지만 라인업상 앞에 있던 CPU의 코드명인 테자스가 취소되면서 같이 취소되었다가 후에는 전혀 다른 마이크로아키텍처 이름으로 다시 사용되었다. right|섬네일|네할렘 마이크로아키텍처의 내부 구조
네할렘 마이크로아키텍처는 이전의 전혀 새로운 마이크로아키텍처로 코어 마이크로아키텍처보다 33%가량 더 많은 Micro-ops를 실행할 수 있고 높은 클록과 더 높은 에너지 효율성을 제공한다.

 개요 
기존 인텔의 쿼드코어의 경우에는 하나의 CPU에 두 개의 다이가 존재했지만, 네할렘의 경우에는 모놀리딕으로 설계되어 하나의 다이에 4개의 코어가 집적되게 된다. 또한 이전의 넷버스트 마이크로아키텍처에서 사용하던 스레드를 2배로 처리하는 하이퍼스레딩 기술이 네할렘에 다시 적용되어 4개의 코어가 하나의 CPU에 집적된 쿼드코어의 경우에는 운영체제 상에서는 옥타코어인 것처럼 최대 8개의 스레드를 동시에 처리할 수 있게 되어 멀티스레딩 환경에서 코어 마이크로아키텍처와 비교해 성능이 월등히 향상되었다.케이벤치-하이퍼쓰레딩 인텔 네할렘으로 돌아온다

특히 가장 커다란 성능 향상에 기여를 하는 변화는 메모리 컨트롤러 내장과 퀵패스 인터커넥트 기술이다. 멀티 코어로 진입하면서 병목현상이 발생하는 주요 지점이었던 메모리 부분을 메모리 컨트롤러를 CPU 내에 내장하고 퀵패스 인터커넥트 기술로 통신을 하게 되어, 메모리 대역폭이 향상되고 병목 현상이 획기적으로 줄었다. DDR3 SDRAM을 사용하는 2~4채널 메모리 컨트롤러가 CPU 내에 집적되었으며, 이에 맞게 FSB를 대신할 퀵패스 인터커넥트라는 새로운 전송 프로토콜을 개발하여 사용하였다. 이러한 플랫폼 아키텍처의 혁신으로 기존 코어 마이크로아키텍처와 비교했을 때 메모리 읽기 속도의 경우에는 최대 약 4배의 속도 향상을 보여준다.

 기술 
네할렘 마이크로아키텍처는 다양한 용도에 따라 자유롭게 제품을 만들 수 있도록 확장성이 뛰어나도록 설계가 되어, 인텔이 1995년에 선보인 펜티엄 프로에서의 변화만큼이나 의미가 있다.

네할렘의 제원 :
 듀얼코어, 쿼드코어 또는 옥타코어로써, 모든 코어를 하나의 다이에 집적시킴.
 쿼드코어 기준 7억 3천 백만 개의 트랜지스터 집적
 45 나노미터 공정 기술로 시작하여 나중 웨스트미어 마이크로아키텍처에서 32 나노미터로 전환
 CPU 내에 노트북과 데스트탑 에서는 2개, 서버에서는 최대 3개 채널의 DDR3 SDRAM을 지원하는 메모리 콘트롤러 내장
 GPU 통합 (클락데일)
 기존의 프론트 사이드 버스를 대체하는 새로운 퀵패스 인터커넥트 기술
 PCI 익스프레스 및 DMI 버스를 CPU에 내장
 코어당 2개의 스레드 처리가 가능한 하이퍼스레딩 기술 지원
 인텔 스마트 캐시 기술
 32 KiB 코어당 독립 L1 명령어 캐시, 32 KiB 코어당 독립 L1 데이터 캐시
 256 KiB의 코어당 독립 L2 캐시. 이전 코어 마이크로아키텍처 대비 추가되었음
 4-12 MiB 공유 L3 캐시
 프로세서의 소비 전력이 열 설계 전력(TDP) 이내일 때 코어의 동작 주파수를 기준 클럭보다도 높게 증가시킴으로써 성능을 향상시키는 인텔 터보 부스트 기술()
 콘로보다 33% 더 많은 micro-ops 실행
 2차 분기 예측 및 2차 변환 색인 버퍼(TLB, Translation Lookaside Buffer)
 CPU 코어 및 L3 캐시등을 쉽게 추가 및 변경하고 서버 및 데스크톱, 노트북등 다양한 제품 개발을 위한 모듈화 블록 설계.

 성능 및 소비전력 향상 
네할렘은 에너지 효율성을 극대화하면서 성능 향상을 목표로 계발되었다. 펜린 대비 네할렘의 특징은 다음과 같다.
 동일한 소비전력에서 싱글 스레드 애플리케이션인 경우 1.1배에서 1.25배, 멀티 스레드 애플리케이션인 경우 1.2배에서 2배 이상의 성능 향상
 30% 낮은 소비전력으로 동일 성능 발휘
 코어만의 성능을 비교할 때 동일 클럭대비 15%-20% 성능 향상 제공
 AnandTech에 의하면 “10% 소비전력 증가로 20–30% 전반적인 성능 향상이 예상”된다고 함.
네할렘 마이크로아키텍처 기반 제온 프로세서는 인텔 제온 X5365 프로세서 3.0GHz와 비교시 SPECint_rate2006에서 1.6배, SPECfp_rate_2006에서 2.4배의 높은 성능을 보인다고 PC Watch는 전한다.
7개의 새로운 SIMD 명령어가 추가된 SSE 4.2를 지원하는 첫 프로세서이다. SSE 4.2는 코어 2 계열부터 지원된다.

 웨스트미어 
웨스트미어()는 네할렘의 후속 프로세서로서 공정 기술을 45 nm에서 32 nm로 축소시켰다. 그렇지만 동일한 네할렘 마이크로아키텍처를 사용한다. 첫 웨스트미어 기반 프로세서는 2010년 1월 7일에 출시된 코어 i3, 코어 i5와 듀얼코어 모바일 코어 i7 계열 프로세서이다.

웨스트미어의 기능과 향상된 것들은 다음과 같다.
 6 코어 프로세서
 3배 이상의 AES(Advanced Encryption Standard) 암호화/복호화 성능을 제공하는 새로운 명령어 집합, AES-NI(Advanced Encryption Standard-New Instructions)
 7개의 새로운 AES 명령어 집합(AES-NI)를 제공. AES알고리즘 처리에 사용됨. 이 명령어들은 프로세서가 하드웨어적으로 암호화의 수행을 가속하여 더 빠른 실행을 할 뿐만 아니라 소프트웨어적인 공격으로부터 보호를 하게 된다.
 노트북, 데스크톱용 프로세서는 그래픽 처리 엔진을 내장
 가상화 대기시간을 줄임으로써 가상화 성능 향상
 새로운 가상화 기능: “VMX 비제한 모드 지원”. 이것은 16비트 게스트 OS가 실행되도록 허용(real mode and big real mode)
 1GiB 크기의 아주 커다란 페이지 지원

 코드 이름 
네할렘은 코어 마이크로아키텍처때와 같이 각 시장에 맞게 하나의 시장 세그먼트에 하나씩 총 네개의 각기 다른 프로세서 패키지가 있다. 8개 코어가 있는 하이엔드급의 프로세서는 MP 서버에만 있으며 나머지는 최소 두개의 다른 패키지가 있다.

엔터프라이즈 MP는 Expandable(EX)로, 또 Volume DP는 Efficient Performance (EP)로, Entry UP는 Entry(EN)로 불리게 된다.

  모바일  데스크톱UP 서버  DP 서버  MP 서버 8-코어 45 nm4-채널    벡톤80604 4-코어 45 nm3-채널  블룸필드80601  게인스타운80602  4-코어 45 nm2-채널, PCIe 클락데일80607  린필드80605  제스퍼 포레스트80612  듀얼 코어 45 nm2-채널, PCIe, 그래픽 코어 Auburndalecanceled  Havendalecanceled   10-코어 32 nm4-채널웨스트미어-EX 10 core CPUs announced by Intel at IDF    웨스트미어-EX80615 6-코어 32 nm3-채널  걸프타운80613  웨스트미어-EP80614  듀얼 코어 32 nm2-채널, PCIe, 그래픽 코어 애런데일80617  클락데일80616  

 데스크톱 및 서버 프로세서 
 출시된 프로세서는 굵은 글씨로 표시되었음
 익스트림 프로세서는 클럭 배수 제한을 해제
 모든 프로세서는 133 MHz 기준 클럭을 사용

 45 nm 
 린필드 프로세서는 PCIe 1 x16 또는 2 x8 내장
 1 서버용 제온 프로세서 6500 계열은 2 소켓까지, 7500 계열은 최대 4-8 소켓까지 확장 가능함.
 코드명 시장 코어수 /스레드수 소켓 프로세서브랜드 이름 CPU클럭 터보 TDP 인터페이스 L3캐시 출시일 1000개당가격 칩셋 메모리 벡톤1 MP 서버 /DP 서버 8 (16) LGA1567 제온 X7560 2.26 GHz rowspan=9  130 W 4× QPI 6.4 GT/s DDR3-800 /1066(최대 4 채널) 24 MiB 2010-03-30 $3692 X7550 2.0 GHz 18 MiB $2837 X6550 $2461 L7555 1.86 GHz 95 W 4× QPI 5.86 GT/s 24 MiB $3157 6 (12) E7540 2.0 GHz 105 W 4× QPI 6.4 GT/s 18 MiB $1980 E6540 12 MiB $1712 E7530 1.86 GHz 4× QPI 5.86 GT/s $1391 L7545 18 MiB $2087 6 (6) X7542 2.66 GHz 130 W $1980 4 (8) E7520 1.86 GHz rowspan=2  105 W 4× QPI 4.8 GT/s $856 E6510 1.73 GHz 12 MiB $744 게인스타운 DP 서버 4 (8) LGA1366 제온 W5590 3.33 GHz rowspan=11  130 W 2× QPI 6.4 GT/s 3× DDR3-13331 8 MiB 2009-08-09 $1600 W5580 3.2 GHz 2009-03-29 $1500 X5570 2.93 GHz 95 W $1286 X5560 2.8 GHz $1072 X5550 2.66 GHz $858 E5540 2.53 GHz 80 W 2× 5.86 GT/s 3× DDR3-10661 $744 E5530 2.4 GHz $530 E5520 2.26 GHz $373 L5530 2.4 GHz 60 W 2009-08-09 $744 L5520 2.26 GHz 2009-03-30 $530 L5518 2.13 GHz $ 4 (4) E5507 2.26 GHz rowspan=4  80 W 2× 4.8 GT/s 3× DDR3-8001 4 MiB 2010-03-16 $266 E5506 2.13 GHz 2009-03-29 $266 L5506 2.13 GHz 60 W $423 E5504 2.0 GHz 80 W $224 2 (4) L5508 2.0 GHz   38 W 2× 5.86 GT/s 3× DDR3-1066 8 MiB $ 2 (2) E5503 2.0 GHz rowspan=2  80 W 2× 4.8 GT/s 3× DDR3-800 4 MiB 2010-03-16 $224 E5502 1.86 GHz 2009-03-29 $188 블룸필드 UP 서버 4 (8) 제온 W3580 3.33 GHz rowspan=7  130 W 1× QPI 6.4 GT/s 3× DDR3-1333 8 MiB 2009-08-09 $999 W3570 3.2 GHz 2009-03-29 $999 W3565 3.2 GHz 1× QPI 4.8 GT/s 3× DDR3-1066 2009-11-01 $562 W3550 3.06 GHz 2009-08-09 $562 W3540 2.93 GHz 2009-03-29 $562 W3530 2.8 GHz 2010-03-16 $294 W3520 2.66 GHz 2009-03-29 $284 2(2) W3505 2.53 GHz rowspan=2  4 MiB $ W3503 2.4 GHz $린필드 4 (8)LGA1156 X3480 3.06 GHz rowspan=7 95 WDMI2× DDR3-1333 8 MiB 2010-05-30 $612 X3470 2.93 GHz 2009-09-08 $589 X3460 2.8 GHz $316 X3450 2.66 GHz $241 X3440 2.53 GHz $215 L3426 1.86 GHz 45 W $284 4 (4) X3430 2.4 GHz 95 W $189 블룸필드 Enthusiast데스크톱 4 (8) LGA1366 코어 i7익스트림 975 3.33 GHz rowspan=7  130 W 1× QPI 6.4 GT/s 3× DDR3-1066 8 MiB 2009-05-31 $999 965 3.2 GHz 2008-11-17 $999 코어 i7 960 3.2 GHz 1× QPI 4.8 GT/s 2009-10-20 $562 950 3.06 GHz 2009-05-31 $562 940 2.93 GHz 2008-11-17 $562 930 2.8 GHz 2010-02-28 $294 920 2.66 GHz 2008-11-17 $284 린필드 퍼포먼스데스크톱 4 (8) LGA1156 880 3.06 GHz rowspan=9  95 W DMI 2× DDR3-1333 8 MiB 2010-05-30 $583 875K 2.93 GHz $342 870 2009-09-08 $562 870S 2.66 GHz 82 W 2010-07-19 $351 860 2.8 GHz 95 W 2009-09-08 $284 860S 2.53 GHz 82 W 2010-01-07 $337 4 (4) 코어 i5 760 2.8 GHz 95 W 2010-07-17 $209 750 2.66 GHz 95 W 2009-09-08 $196 750S 2.4 GHz 82 W 2010-01-07 $259
 벡톤(네할렘-EX)는 2011년 상반기에 32 nm로 발전될 예정이다. 코드명은 웨스트미어-EX이다. 클럭의 커다란 향상은 없을것으로 예상되나 코어 수, 캐시 용량이 증가하고 보안을 위한 기술들(AES-NI, TXT)이 지원될 예정이다. 에너지 효율성도 개선될 것으로 예상된다.

 32 nm 
 CPU 열 설계 전력(TDP)값은 GPU 값도 포함됨.
 클락데일 프로세서는 PCIe 1 x16 내장됨
 코드명 시장 코어수 /스레드수 소켓 프로세서브랜드 이름 클럭 터보 TDP 인터페이스 L3캐시 출시일 1000개당가격 코어 GPU 칩셋 메모리 웨스트미어-EX MP 서버 10 (20) LGA1567 제온 n/a n/a 2011-Q2 걸프타운 /웨스트미어-EP DP 서버 6 (12) LGA1366 제온 X5690 3.46 GHz n/a rowspan=15  130 W 2× QPI 6.4 GT/s 3× DDR3-1333 12 MiB ?? ?? X5680 3.33 GHz 2010-03-16 $1663 X5670 2.93 GHz 95 W $1440 X5660 2.8 GHz $1219 X5650 2.66 GHz $996 E5645 2.4 GHz 80 W 2× QPI 5.86 GT/s $958 L5640 2.26 GHz 60 W $996 L5638 2.0 GHz $958 4 (8) X5677 3.46 GHz 130 W 2× QPI 6.4 GT/s $1663 X5667 3.06 GHz 95 W $1440 E5640 2.66 GHz 80 W 2× QPI 5.86 GT/s 3× DDR3-1066 $774 E5630 2.53 GHz $551 E5620 2.4 GHz $387 L5630 2.13 GHz 40 W $551 L5618 1.86 GHz $530 4 (4) L5609 1.86 GHz  2× QPI 4.8 GT/s $440 UP 서버 6 (12) 제온 W3680 3.33 GHz n/a rowspan=5  130 W 1× QPI 6.4 GT/s 3× DDR3-1333 12 MiB 2010-03-16 $999 W3670 3.20 GHz 1× QPI 4.8 GT/s 3× DDR3-1066 2010-08-29 $885익스트림 /퍼포먼스 데스크톱코어 i7익스트림 990X 3.46 GHz 1× QPI 6.4 GT/s 3× DDR3-1066 2011-Q1 $999 980X 3.33 GHz 2010-03-16 코어 i7 970 3.2 GHz 1× QPI 4.8 GT/s 2010-07-17 $885  클럭데일   UP 서버 2 (4) LGA1156 제온 L3406 2.26 GHz n/a rowspan=7  30 W DMI 2× DDR3-1066 4 MiB 2010-03-16 $189 L3403 2.0 GHz 2010-10 $ 메인스트림 /밸류데스크톱 코어 i5 680 3.6 GHz 733 MHz 73 W 2× DDR3-1333 2010-04-18 $294 670 3.46 GHz 2010-01-07 $284 661 3.33 GHz 900 MHz 87 W $196 660 733 MHz 73 W 650 3.2 GHz $176 코어 i3 560 3.33 GHz rowspan=6  2010-08-29 $138 550 3.20 GHz 2010-05-30 $138 540 3.06 GHz 2010-01-07 $133 530 2.93 GHz $113 2 (2) 펜티엄 G6950 2.8 GHz 533 MHz 2× DDR3-1066 3 MiB $87 셀러론 G1101 2.26 GHz 2 MiB OEM
 클럭데일 과 앨런데일은 32 nm 듀얼 코어 프로세서 Hillel 과 45 nm 통합그래픽 디바이스 Ironlake가 있으며 바꿀 수 있는 그래픽스를 지원함

 모바일 프로세서 
 출시된 프로세서는 볼드체로 표시되었음.
 익스트림 프로세서는 클럭 배수 제한을 해제. CPU 열 설계 전력(TDP)값은 통합된 GPU 값 포함된
 모든 프로세서는 133 MHz 기준 클럭을 사용

 45 nm 클럭필드 
 모두 4-코어 모델(8 스레드수). 하이퍼 스레딩과 터보 부스트 기술 지원.
 지원하는 인터페이스 :
 DMI
 2x DDR3-1333
 PCIe 1 x16 / 2 x8

 시장 소켓 프로세서브랜드 이름 Core클럭 터보 TDP L3캐시 출시일 1000개당가격 익스트림 /퍼포먼스모바일 µPGA988 코어 i7익스트림 940XM 2.13 GHz rowspan=6  55 W 8 MiB 2010-06-21 $1096 920XM 2.0 GHz 2009-09-23 $1054 코어 i7 840QM 1.86 GHz 45 W 2010-06-21 $568 820QM  1.73 GHz 2009-09-23 $546 740QM  6 MiB 2010-06-21 $378 720QM 1.6 GHz 2009-09-23 $364

 32 nm 애런데일 
 사용되는 소켓은 µPGA-988 또는 BGA-1288.
 지원되는 인터페이스:
 DMI
 PCIe 1 x16
 시장 코어수 /스레드수 프로세서브랜드 이름 클럭 터보 TDP 메모리 L3캐시 출시일 1000개당가격 Core GPU 메인스트림 /
밸류
모바일 2 (4) 코어 i7 640M 2.8 GHz 766 MHz rowspan=22  35 W 2× DDR3-1066 4 MiB 2010-09-26 $346 620M 2.66 GHz 2010-01-07 $332 610E 2.53 GHz OEM 660LM 2.26 GHz 566 MHz 25 W 2010-09-26 $346 640LM 2.13 GHz 2010-01-07 $332 620LM / 620LE 2.0 GHz $300 680UM 1.46 GHz 500 MHz 18 W 2× DDR3-800 2010-09-26 $317 660UM 1.33 GHz 2010-05-25 $289 640UM 1.2 GHz 2010-01-07 $305 620UM / 620UE 1.06 GHz $278 코어 i5 580M 2.66 GHz 766 MHz 35 W 2× DDR3-1066 3 MiB 2010-09-26 $266 560M 2.66 GHz $260 540M 2.53 GHz 2010-01-07 $257 520M / 520E 2.4 GHz $225 560UM 1.33 GHz 500 MHz 18 W 2× DDR3-800 2010-09-26 $250 540UM 1.2 GHz 2010-05-25 $250 520UM 1.06 GHz 2010-01-07 $241 460M 2.53 GHz 766 MHz 35 W 2× DDR3-1066 2010-09-26 OEM 450M 2.4 GHz 2010-06-26 430M 2.26 GHz 2010-01-07 470UM 1.33 GHz 500 MHz 18 W 2× DDR3-800 2010-10-01 430UM 1.2 GHz 2010-05-25 코어 i3 380M 2.54 GHz 667 MHz rowspan=13  35 W 2× DDR3-1066 2010-09-26 370M 2.4 GHz 2010-06-20 350M 2.26 GHz 2010-01-07 330M / 330E 2.13 GHz 380UM 1.33 GHz 500 MHz 18 W 2× DDR3-800 2010-10-01 330UM 1.2 GHz 2010-05-25 2 (2) 펜티엄 P6200 2.13 GHz 667 MHz 35 W 2× DDR3-1066 2010-09-26 P6100 2.00 GHz P6000 1.86 GHz 2010-06-20 U5400 1.20 GHz 500 MHz 18 W 2× DDR3-800 2010-05-25 셀러론 P4600 2.00 GHz 667 MHz 35 W 2× DDR3-1066 2 MiB 2010-09-26 $86 P4500 / P4505 1.86 GHz 2010-03-28 $86 / OEM U3400 / U3405 1.06 GHz 500 MHz 18 W 2× DDR3-800 / 1066 2010-05-25 $134 / OEM
 클럭데일 과 앨런데일은 32 nm 듀얼 코어 프로세서 Hillel 과 45 nm 통합그래픽 디바이스 Ironlake가 있으며 바꿀 수 있는 그래픽스를 지원함

 출시될 프로세서 
네할렘과 웨스트미어의 후속 마이크로아키텍처는 샌디 브리지 마이크로아키텍처이다.
800px|center|섬네일|넷버스트에서 해스웰까지 인텔 CPU 코어 로드맵''

 같이 보기 
 인텔 코어 i7 프로세서
 마이크로아키텍처
 코어 마이크로아키텍처
 넷버스트 마이크로아키텍처
 인텔 CPU 마이크로아키텍처 목록

 각주 

 외부 링크 
  인텔의 네할렘 마이크로아키텍처 소개 웹페이지

분류:인텔 마이크로아키텍처
분류:인텔의 마이크로프로세서