Nehalem: рожденный побеждать

6 ноября 2008 года корпорация Intel официально представила Core i7 – первые процессоры архитектуры Nehalem. Новая линейка CPU принимает эстафету у суперуспешной разработки Intel Core. Оба поколения процессоров будут продаваться параллельно, вплоть до анонса двухъядерников Havendale, использующих микроархитектуру Intel Nehalem и разъем LGA1160.

Платформа LGA1366

Жизнеспособность процессоров линейки Core i7 обеспечивают соответствующие материнские платы на базе чипсета Intel X58 Express (Tylersburg). Упомянутый набор логики, в свою очередь, состоит из северного моста X58 IOH и южного моста ICH10(R), знакомого по актуальным предложениям на 775-м сокете.

Структурная схема чипсета Intel X58

Официально Core i7 рекомендуется использовать с планками DDR3-1066 (8,5 Гбит/с), однако существуют достоверные сведения об успешной работе на платах Intel X58 модулей памяти номиналом 1600 МГц и выше. В расчете на трехканальные комплекты оперативной памяти предусматривается, как правило, 3 или 6 слотов RAM; максимальный объем устанавливаемой DDR3 – 4 ГБ на один слот. На всякий случай отметим, что материнские платы LGA1366 под DDR2 выпускаться не будут, т.к. поддержка второго поколения DDR не реализована на уровне контроллера.

Графическая подсистема включает в себя от 2 до 4 слотов PCI-Express 2.0 (всего 36 линий, с возможностью расширения), совместимых с конфигурацией ATI CrossFireX и опционально с NVIDIA SLI. Производители материнских плат могут выбирать между программным и аппаратным способом реализации SLI. Впрочем, оба пути сопряжены с существенными материальными затратами, поэтому тандем видеокарт GeForce мы, скорее всего, увидим только на флагманских изделиях.

В качестве наглядного примера приведем эталонную материнскую плату производства Intel Corporation:

Intel DX58SO

Как вы уже успели заметить, Core i7 использует новый, 1366-контактный процессорный разъем, и, кроме того, индивидуальный socket backplate толщиной 2,5 мм. Разъем LGA1366 имеет выраженную прямоугольную форму и отличное от LGA775 расстояние между отверстиями крепления кулера. Площадь ядра первых процессоров Nehalem по сравнению с Penryn выросла незначительно, поэтому в охлаждении новых CPU могут использоваться прежние кулеры, установленные при помощи переходника (LGA1366 mounting kit).

Модельный ряд Core i7, энергопотребление и производительность

17 ноября 2008 года – официальный старт продаж процессоров Intel Core i7. В общей сложности, на прилавках магазинов появятся три модели Core i7 номиналом 3,20, 2,93 и 2,66 ГГц. Результирующая частота дебютных четырехъядерников Nehalem формируется путем произведения опорной частоты шины QPI (133 МГц) на процессорный множитель – полное соответствие современной платформе AMD.

Процессор Core i7 и сокет LGA1366

В состав коробочных версий Core i7, как и раньше, входит сам процессор, стоковый кулер и инструкция по эксплуатации CPU. Каких-либо радикальных новшеств в дизайне охладителя не предусмотрено – увеличены лишь его размеры и расстояние между креплениями к печатной плате.

Приятно отметить, что фактическое энергопотребление Core i7 в нагрузке не превышает TDP процессоров Core 2 Extreme с 12 MB кэша. В режиме простоя «аппетит» Bloomfield и того ниже, благодаря ряду нововведений, которым мы посвятим несколько последующих абзацев.

Относительная экономичность Core i7 обусловлена низким рабочим напряжением (1,20 В), обновленной иерархией структур кэш-памяти и размещением в теле процессора специального микроконтроллера Power Control Unit (PCU). В функциональные обязанности последнего входит мониторинг и регуляция показателей напряжения, силы тока и температуры ядер. Среди прочего, PCU способен полностью отключать одно или несколько ядер от энергоснабжения.

Power Control Unit

Другим интересным новшеством является технология Turbo Mode, сочетающая в себе функции энергосбережения и автоматического разгона процессора. Активация режима Turbo Mode связана с двумя обязательными условиями: уровень энергопотребления должен быть ниже порогового значения (точная цифра не сообщается), выполняющееся приложение должно быть слабо оптимизировано под многопотоковые вычисления. Приведем наглядный пример:

Пример работы технологии Turbo Mode

Слева изображена работа процессорных ядер без участия Turbo Mode: все 4 ядра работают с одинаковой нагрузкой. Справа Turbo Mode уже активирован: два ядра полностью отключены, а другая пара ядер функционирует в режиме небольшого разгона путем поднятия коэффициента умножения процессора на 1 или 2 пункта.

По аналогичной схеме осуществляется автоматический разгон процессора в случае его 100%-ной загрузки:

Пример работы технологии Turbo Mode

По последней информации, Turbo Mode не влияет на общую стабильность системы при разгоне CPU. В любом случае, данную технологию легко отключить через BIOS материнской платы.

В заключение перечислим основные категории приложений, в которых процессоры Core i7 демонстрируют особую эффективность по сравнению с поколением Penryn. Во-первых, это любое программное обеспечение, оптимизированное под многопоточную обработку данных (см. выше). Во-вторых, Core i7 благоволит к большинству других программ, как-то архиваторы, приложения для работы с графикой, аудио, видео, базами данных и т.п. Практически единственное и, в то же время, весьма неприятное исключение из правил – производительность в играх. Показатели эффективности Core i7 подробно рассмотрены в одном из следующих материалов.

Выводы

Выпуск Intel Core i7 (Bloomfield) – безусловно, менее яркое событие, чем сенсационное пришествие процессоров Core 2 в 2006-м году. Однако не стоит недооценивать новичка. В лице Core i7 на рынок выходит продукт высшего разряда, как в плане производительности, так и с точки зрения технологического исполнения. Компания Intel впервые применила встроенный контроллер памяти, причем, сразу же трехканальный, и отказалась от использования шины FSB. Внедрение новых энергосберегающих функций и технологий позволят, как снизит нагрев, так и повысить быстродействие при выполнении однопоточных приложений. Кроме того, была возвращена технология Hyper-Threading, которая использовалась в процессорах Pentium 4. Несмотря на серверную архитектуру, новые CPU имеют все шансы стать именно настольными после внедрения многопоточной обработки в обычные и игровые приложения, которые поднимут эффективность данных процессоров.

С другой стороны, молодую архитектуру Nehalem могут также преследовать различные «болезни роста», а это воистину подходящий момент для реванша со стороны AMD. Воспользуется ли Advanced Micro Devices шансом максимально приблизиться к вычислительному потенциалу Core i7, мы узнаем с январским анонсом Phenom X4 на ядре Deneb. Правда, во второй половине 2009 г. Intel всерьез рассчитывает закрепить доминирующее положение на рынке топовых CPU после релиза Westmere – 32-нм процессоров с высокими таковыми частотами, сниженным энергопотреблением, увеличенным объемом кэша и новой ревизией контроллера памяти. Ждем с нетерпением!