Demózta következő generációs processzorát az Intel

Az Intel eddig két és fél év alatt több mint 400 millió darabot szállított le 45 és 32 nanométeres félvezetőgyártási eljáráson készült chipjeiből, amelyek mind új fémötvözetű tranzisztorkapukat  használnak, mondta el a pekingi Intel Developer Forum nyitó beszédében David \"Dadi\" Perlmutter, az Intel architektúrákért felelős csoport vezetője és a cég alelnöke. Ilyen, úgynevezett magas k együtthatójú fémes kapuszigetelőanyagot és fém kapuvezetőt kereskedelmi tömegtermelésben még egyetlen más cég sem használ, tette hozzá, és a riválisok  csak 2010 végén kezdik meg annak bevezetését a 32 és 28 nanométeres generációkon. Nyitóbeszédében Perlmutter a 32 nanométeres eljárás már ismert lehetőségei mellett hosszasan taglalta az Intel által nemrég piacra dobott új termékeket is.

Sandy Bridge 2011-re

Ezt követően az alelnök rátért az Intel következő x86 processzorgenerációját meghajtó, Sandy Bridge kódnéven ismert mikroarchitektúrára. Perlmutter egy 300 milliméteres szilíciumszeletet prezentált a színpadon, amely az első Sandy Bridge chipek struktúráit tartalmazta. A Sandy Bridge első példányai a jelek szerint négymagosak lesznek, és grafikus magot is integrálnak a processzorral közös szilíciumra - a jelenlegi Westmere termékek két chipet tartalmaznak tokon belül. Később természetesen sok változatban megjelenik majd a Sandy bridge, készül kétmagos, hatmagos és nyolcmagos változat is, amelyek mind foglalat kompatibilisek lesznek a jelenlegi termékekkel.

A termelés a negyedik negyedévben indul be a tervek szerint, közölte Perlmutter, amiből valószínűsíthető, hogy a piaci terítéshez szükséges idő miatt legkorábban a 2011-es CES-en jelenti be a cég az új chipeket, ami egyébként régi szokása. Bizonyítandó, milyen jól áll a fejlesztés, egy működő notebookban demonstrálta a Sandy Bridge teljesítményét az Intel. Az első működő Sandy Bridge chipek valószínűleg már legkésőbb tavaly őszre elkészültek.

A Sandy Bridge ugyanazt a 32 nanométeres gyártástechnológiát alkalmazza, mint amelyen a jelenlegi két- és hatmagos Westmere termékek készülnek, ugyanakkor a mérnököknek több idejük állt rendelkezésre az elektronikai optimalizációra. Ezt tetézi, hogy Perlmutter szerint a Sandy Bridge fejlettebb energiagazdálkodási képességekkel rendelkezik mint a Westmere, vagyis egyértelműnek látszik, hogy működése sokkal energiahatékonyabb lesz a jelenlegi termékekénél, ami elsősorban a notebookok számára bír jelentőséggel.

Továbbfejlesztett mikroarchitektúra

A mikroarchitekturális részletekről nagy vonalakban mesélt csak Perlmutter, ugyanakkor sejthető, hogy a Sandy Bridge magjai a Nehalem/Westmere továbbfejlesztett, optimalizált változatát implementálják. A prezentáció szerint a Sandy Bridge órajelenként több utasítás végrehajtására lesz képes, ez azonban túlságosan semmitmondó kijelentés ahhoz, hogy érdemben értékelni lehessen. A jelek szerint a Sandy Bridge tervezői a processzormagok és a grafikus mag közti adatmegosztás és kommunikáció kidolgozására fordították idejüket. Az legérdekesebb részlet, hogy a processzorok és grafikus magok megosztott cache-t használnak, ami minden bizonnyal azt jelenti, hogy az utolsó szintű, L3 gyorstárhoz férnek hozzá közösen. Ez rendkívüli mértékben felgyorsítja a processzorok és grafikus mag közti kommunikációt.

Ha az Intel megtartja jelenlegi inkluzív L3 adattárolási politikáját, akkor a processzormagok által végzett adatmanipulációk és számítások eredményei automatikusan megjelennek az L3 tárban is, ahonnan a grafikus mag anélkül tudja kiolvasni őket, hogy a processzormagok lelki békéjét meg kellene zavarni. Az Intel megnövelte a belső kommunikációs sebességet is, csökkentve a késleltetéseket, hogy ez mit jelent azonban, arról csak találgatni lehet. Egy 4+1 magos felépítés egy sokportos, nagy sebességű belső switch meglétét indokolná, pletykák szerint azonban az Intel körbuszt használ a Sandy Bridge chipekben.

Ez ésszerű lehet annak fényében, hogy készülnek 8 magos Sandy Bridge chipek is, így lényegében egyetlen skálázható megoldást alkalmazhatnak a mérnökök, ami drasztikusan felgyorsítja és olcsóbbá teszi a tervezést, és rövidíti a termékek piacra kerüléséhez szükséges időt. Az Intel ráadásul már kidolgozott egy ilyen belső körbusz rendszert, méghozzá a friss nyolcmagos Nehalem-EX chip számára. Emiatt valószínűsíthető az is, hogy a közös L3 SRAM tár is több szegmensre bontott, és fizikailag egy-egy maghoz tartozik, és ezek a szegmensek saját állomást kaptak a körbuszon.

A chip továbbfejlesztett grafikus architektúrát hoz magával, legalábbis erre utal, hogy a Sandy Bridge az Intel szerint jelentős fejlődést jelent a médialejátszás és 3D-s grafika területein - elképzelhető ugyanakkor, hogy egyszerűen a szoros integráció és a 32 nanométeres eljárás révén megemelhető órajelek együttes hatásáról van szó.

Új utasítások zöme

A szilíciumon integrált grafikán kívül a Sandy Bridge legnagyobb újítása az utasításkészlet-architektúra további kiterjesztése vektorizált feldolgozással. Az Advanced Vector Extension, avagy AVX egy olyan rugalmas, később bővíthető kiterjesztés, amely lehetővé teszi, hogy a jövőben az Intel chipek 256-1024 bites szélességű vektor (SIMD) végrehajtóegységeket kínáljanak a szoftverek felé. A Sandy Bridge 256 bit szélességű AVX egységekkel érkezik majd, vagyis a nyers számítási kapacitása valószínűleg megduplázódik a jelenlegi megoldásokhoz képest.

Az SSE-vel visszafelé kompatibilis AVX rengeteg új utasítást hoz magával, amelyek különféle adatmanipulációs és matematikai műveleteket írnak le, hardveresen gyorsítva a megfelelően felkészített számításintenzív alkalmazások futását. Az Intel azt ígéri, hogy az AVX révén a meglévő SSE-kódok is gyorsíthatóak, a kód portolása 256 bites feldolgozásra pedig triviális feladat lesz, és végeredményben az AVX nagyobb rugalmasságot ad a programozók kezébe, mert kezeli például már az elágazásokat, és lazítottak a memóriacímzés megszorításain is. Az AVX-szel az Intel célja nyilvánvalóan az, hogy csökkentse az NVIDIA és AMD ATI chipek vonzerejét az olyan területeken, mint a videoszerkesztés, a 3D vizualizáció, a fizikai szimulációk vagy a statisztika elemzések.