Procesorji Intel Core i7 (kodno ime arhitekture je Nehalem) so ena najbolj pričakovanih tehnoloških novosti tega leta. Arhitektura je zasnovana s ciljem zadovoljiti potrebe najzahtevnejših kupcev, ne glede na to, ali gre za podjetja, domače uporabnike ali računalniške entuziaste, igričarje ali navijalce. Tako kot smo ob prehodu z arhitekture Netburst na Core govorili o velikih spremembah, se te kažejo tokrat.
Procesor še vedno temeljiti na 45 nm procesu izdelave. V 730 milijonov tranzistorjev, kolikor jih vsebujejo procesorji Core i7, je kar nekaj sprememb. Verjetno najpomembnejša je vključitev integriranega pomnilniškega krmilnika, sledita pa ji sprememba dela s predpomnilnikom L3 in zmožnost izvrševanja več niti sočasno znotraj vsakega jedra. Izdatne prenove je bilo deležno tudi vodilo, imenovano QuickPath Interconnect (QPI), ki nadomešča zastarel koncept prednjega vodila (povezava med procesorjem in severnim mostom).
Ob primerjavi procesorjev aktualne generacije Core 2 (jedro Kentsfield) in novinca Core i7 (jedro Bloomfield) opazimo, da je slednji precej večji od predhodnika. K temu sta pripomogla večje število nožic, hkrati pa tudi povečanje skupnega predpomnilnika (zdaj ima vsako jedro manj svojega pomnilnika, a hkrati omogoča komunikacijo med jedri). Procesorji Core i7 so zdaj podobne velikosti kot AMD-jevi Phenomi.
DROBNOGLED
Vključitev integriranega pomnilniškega krmilnika DDR3 močno zmanjša zakasnitve in latence pri delu s pomnilnikom, hkrati pa drastično dvigne pomnilniško prepustnost. Poleg tega je Intel šel še korak dlje in kot prvi uvedel trikanalni pomnilniški krmilnik. To pomeni, da imamo za doseganje optimalnih rezultatov na voljo tri pomnilniške banke (reže) in bomo v primeru, da so vse tri polne, dosegli največjo pomnilniško prepustnost sistema (25,6 GB/s, kar je približno podvojena vrednost Core 2). Nehalem podpira le DDR3 1066, 1333 in 1600 MHz, različic in platform z DDR2 trenutno ni načrtovanih (a če bo recesija močna in dolga, se utegne tudi to že v naslednjem četrtletju spremeniti). Opozorimo še na eno posebnost pri podpori DDR3 – Intel se je odločil, da podpre module DDR3 z najvišjo napetostjo 1,65 V, ob tem pa ne pozabimo, da se trenutno prodajani pomnilniki DDR3 navadno gibljejo okoli vrednosti 1,8 V! Proizvajalci pomnilnika so že začeli ponujati trojne komplete uparjenega pomnilnika, s tem pa se bo količina pomnilnika gibala v lihih vrednosti med 3 in 12 GB … Seveda že ob prehodu na 2 GB module in skupnem pomnilniku 6 GB za izkoristek potrebujemo 64-bitni operacijski sistem in tu veliko obljublja Windows 7 (mimogrede, opazite kakšno podobnost med imeni novega Windows in novega Intelovega procesorja?). Seveda, leto 2009 bo očitno v znamenju sedmice!
Intel Core i7 je pravi štirijedrni procesor, kar pomeni, da se je dosedanji pristop z »lepljenjem« dveh dvojedrnih procesorjev znotraj enega ohišja končal. Zato ne preseneča nova ureditev predpomnilnika. V procesorju je tako 4 x 64 KB (32 KB za ukaze, 32 KB za podatke) najhitrejšega predpomnilnika L1, ter še dodatnih 4 x 256 KB predpomnilnika L2. Tako ima vsako jedro zase precejšen del hitrega predpomnilnika in hkrati skupen dostop do deljenega 8 MB velikega predpomnilnika L3, ki se v glavnem uporablja za »odlaganje« podatkov, ko se jedro prestavi v energijsko varčen način – spanje. Prav to in vdelani pomnilniški krmilnik sta »novosti«, za kateri AMD-jevi privrženci trdijo, da ju je Intel preprosto prekopiral.
Intel je prav tako spet vklopil navidezno izvajanje dveh niti (ukazov) sočasno znotraj vsakega jedra posebej – načelo, ki nam je znano še iz časov Pentiuma 4 (jedro Northwood) in se še vedno imenuje HyperThreading. Čeprav so vsi Core i7 štirijedrniki, pa zaradi HyperThreadinga v upravljalniku opravil vidimo kar osem procesnih enot! Cilj je čim bolj izkoristiti vsako jedro, in vse kaže, da je nova mikroarhitektura primernejša za to rešitev. Predvsem pa se bodo prednosti pokazale pri aplikacijah in igrah, ki so pisane tako, da izkoristijo večnitnost, česar trenutno ne moremo reči niti za najbolj priljubljene igre (Crysis, FarCry 2).
Vodilo QPI, ki nadomešča koncept prednjega vodila, odpravlja ozko grlo med procesorjem in pomnilnikom. Hitra zaporedna dvosmerna povezava zdaj zmore pretočnost približno 12,8 GB/s v obe smeri hkrati, medtem ko je najhitrejši procesor Core 2 v najboljšem primeru dosegel 12,8 GB/s bodisi
Spremembe so seveda doživeli tudi izvrševalni mehanizmi procesorja, predvsem bralni in dekodirni ukazi ter mehanizmi predvidevanja. Nov je tudi SSE 4.2, ki že v Penrynu predstavljenemu SSE 4.1 dodaja sedem novih ukazov, predvsem za virtualizacijo in hitrejšo obdelavo znakovnih polj ter zaznavanje in tekočo odpravo napak.
Tudi energijska varčnost iz bistveno izboljšana glede na arhitekturo Core 2, saj procesorji Core i7 zdaj vsebujejo namensko krmilno enoto, ki stalno spremlja temperaturo in porabo energije posameznih jeder, poleg tega pa jih lahko ob neuporabi povsem izklopi. S to tehnologijo se poraba energije za neaktivno jedro zniža na nič, kar pred Nehalemom ni bilo možno, saj se je energija izgubljala zaradi uhajanja.
TURBO!
Ta sistem dinamičnega prilagajanja frekvenc je Intel (posrečeno ali ne) poimenovali turbo način. Ta pa lahko v primerjavi z dosedanjimi načini nižanja frekvenc jeder in s tem manjše energijske porabe hitrost jeder tudi poveča nad nazivno. A ker krmilna enota meri vse podatke, bo slednje dovolila le, če je procesor zadovoljivo hlajen. Ta samodejni dvig hitrosti procesorja pod obremenitvijo se v določenih scenarijih lahko približa 10 odstotkom! Hkrati pri slabem hlajenju sistem zniža največjo hitrost procesorja na še varno raven. S to potezo se je Intel v hipu priljubil izdelovalcem hladilnikov!
ZAHTEVE
A preden si pogledamo podrobne prednosti novosti, poglejmo, kaj novi procesor zahteva za delovanje. Znano je namreč, da Intel zelo rad menja platforme in da je treba za vsak malce spremenjen ali hitrejši procesor kupiti novo matično ploščo, pogosto pa menjati tudi pomnilnik. Glede slednjega tokrat ne bo večjih težav, saj Core i7 še naprej gradi na pomnilniku DDR3, katerega cenovna premija na še vedno najbolj prodajani DDR2 je zgolj 20 %. Za nižjo energijsko porabo, hladnejše delovanje in predvsem višje delovne hitrosti je to povsem sprejemljivo. Hkrati naj spomnimo, da gre za trikanalni pomnilniški krmilnik, kar pomeni, da bomo potrebovali tri ploščice pomnilnika – in če nadgrajujemo sistem in imamo zdaj le dve, svetujemo nakup uparjenega trojnega kompleta, ne le dokup (podobne) tretje ploščice. Pomnilnik mora namreč biti identičen. (Mimogrede, če ne verjamete v to, naj navedemo, da se statistično izmerjeno največ težav pojavlja v dvokanalnih navezah pomnilnika, medtem ko pri enem samem modulu sistem deluje najstabilneje, kar s pridom izkoriščajo tudi navijalci, ki prav take sisteme privedejo do najboljših rezultatov). Poleg tega bodite pozorni na največjo napetost pomnilnika, saj stari pomnilnik DDR3, ki deluje pri 1,8 V ni primeren za Nehalem (ta zahteva največ 1,65 V)!
Pri matični plošči seveda ne gre drugače kot z popolnoma novo platformo. V ta namen je Intel predstavil nov vezni nabor X58, in prve matične plošče na njem v teh dneh že prihajajo od vseh proizvajalcev (Asus, Foxconn, Gigabyte …). Plošča se od predhodnic razlikuje predvsem po vmesniku, saj ima Core i7 kar 1366 nožic oz. kontaktov in zatorej ne bi nikakor sedel v vmesnik trenutnih generacij LGA775. Novi vmesnik se imenuje LGA Socket 1366, da pa bi bila mera nezadovoljstva polna, namerava Intel s predstavitvijo cenejših dvojedrnih procesorjev nove arhitekture v prvi polovici drugega leta uvesti še en dodatni vmesnik, LGA 1160. Tako plošče X58 ne bodo združljive s temi in takrat bodo na voljo nove matične plošče. Drugih novih zahtev Core i7 ne prinaša, je pa res, da v sebi skriva nekaj tehnoloških presenečenj, ki jih bomo v celoti izrabili samo v računalniku z dobrim napajalnikom in predvsem odličnim hlajenjem (procesorja, ohišja). S tem je Intel šel na roko proizvajalcem hladilnikov, ventilatorjev in alternativnih sistemov hlajenja procesorja in komponent. O čem govorim? V mislih imam posebnost Core i7, in to je turbo način delovanja.
VEZNI NABOR X58
Do zdaj smo lahko na Intelovi platformi (z Intelovimi veznimi nabori) izkoristili le ATI-jevo grafično navezo dveh grafik CrossFire. Z izdajo X58 se to spreminja, saj je Nvidia privolila v podporo svoje grafične naveze SLI znotraj Intelovih novih veznih naborov. Vendar je posebnost ta, da mora proizvajalec matične plošče Nvidii plačati licenčnino in Intel za svoje matične plošče te ni plačal (kar pomeni, da na matičnih ploščah proizvajalca Intel, konkretno tudi na preizkušeni plošči DX-58S0 s kodnim imenom SmackOver, SLI ne bo deloval), medtem ko so partnerji, kot sta Gigabyte in ASUS, to sprejeli in njihove X58 plošče tako podpirajo oba – CrossFire in SLI.
Intel DX-58S0 je sicer klasična Intelova plošča, ki ji standardnih funkcij ne manjka, a dodatkov bomo očitno deležni šele pri drugih proizvajalcih. Pograjati velja, da se sistem od X48 ne razlikuje veliko – še vedno uporablja le okrnjen severni most ICH10R …
TEST
Preizkusili smo dva nova procesorja. Core i7 920 in Core i7 965 EE (Extreme Edition). Prvi deluje pri 2,67 GHz, interno vodilo pa utripa pri 133 MHz, z množilnikom v rangu 12–20; drugi pri 3,2 GHz. Matična plošča je bila že omenjena Intel DX58S0, sistem pa smo opremili še z 3x 1 GB moduli DDR3-1066 podjetja Qimonda in Intelovim že znanim 80 GB SSD-diskom. Uporabili smo ThermalRightov veliki hladilnik Ultra-120 eXtreme z 12 cm ventilatorjem, testni sistem je bila 32-bitna Vista Ultimate.
Medtem ko je novi sistem v igrah dosegal mešane rezultate (kar kaže, da igre ne izkoriščajo najbolje večjedrnih procesorjev), pa se je odlično odrezal v procesno in pomnilniško zahtevnih programih, kot so test Cinebench R10, ker je dosegel skoraj 40 % boljši rezultat od trenutno najmočnejšega štirijedrnika Intel QX9770. Tudi v testu 3Dmark Vantage je v meritvah CPU dosegel odličen rezultat, a upoštevati velja, da je Vantage pisan tako, da izrabi večprocesno okolje zelo optimalno in do konca.
| Test | Intel Core i7 920 | Intel Core i7 965EE | Intel Q9300 | Intel E8400 | AMD Black Edition Phenom 9850 | AMD Phenom X3 8650 |
| 3Dmark2006 (CPU) | 4591 | 5549 | 3842 | 2887 | 3426 | 2633 |
Tabela 1: Rezultat sintetičnih testov Futuremark 3Dmark 2006, rezultat je indeksni, večja številka pomeni boljši rezultat.
| Test | Intel Core i7 920 | Intel Core i7 965EE | Intel Core 2 Extreme QX9770 | Intel Core 2 Quad Q6600 | Intel Core 2 Duo E8400 | AMD Black Edition Phenom 9850 | AMD Phenom X3 8650 |
| 3DmarkVantage (CPU) | 16530 | 19048 | 13239 | 8895 | 6188 | 9330 | 5501 |
Tabela 2: Rezultati (sintetičnih) testov Futuremark 3Dmark Vantage. Rezultati testov so indeksni, večja številka pomeni boljši rezultat.
SKLEP
Vse kaže, da bo Core i7 uspešen in priljubljen tudi med navijalci, saj je prostora kar nekaj. Frekvenco testnega procesorja 920 smo dvignili s 133 na 200 MHz in mnogokratnik spustili na 19x. S tem smo dosegli 3,8 GHz, in to z običajnim zračnim hlajenjem. Vse kaže, da bo Core i7 920 prevzel krono najboljšega navijalskega procesorja od modela Core 2 Duo E8600. Tako procesorji kot platforma X58 delujejo stabilno in predvsem hladno – in prav za to je treba pri navijanju poskrbeti, saj so procesorji omejeni na porabo 130 W! Core i7 v povprečju pri istem taktu dosega okoli 10–15 odstotkov boljše rezultate, največ pri intenzivnih večprocesnih aplikacijah, najmanj pri običajnem delu in igrah. Zato se ne moremo strinjati z Intelovo izjavo, da je Nehalem idealen za vse, ki se gredo video, igre in glasbo. A vseeno so spremembe pozitivne, hkrati pa manjše, kot so bile tiste pri prehodu Pentiumov 4 na Core2. Vprašanje je tudi, ali bodo v času recesije množice pripravljene na nadgradnjo celotnega sistema – matične plošče, pomnilnika in procesorja … Morda AMD-jev načrt (AMD trenutno precej zaostaja), da z januarsko predstavitvijo namiznih procesorjev Deneb ponudi preprosto poceni nadgradnjo, ni neumen.
Moj mikro, December 2008 | Jaka Mele |
