Subscribe via RSS Feed Connect with me on LinkedIn Connect with me on Flickr

A patra generaţie de procesoare Core, cu nume de cod Haswell…

arhitectura-intel-haswell

În primul rând, ce este un procesor? Pe scurt, un procesor este componenta care prelucrează informaţia introduse de noi, controlând activităţile sistemului în care este încorporat. De-a lungul timpului procesoarele au evoluat foarte mult din toate punctele de vedere, de la consum şi căldura degajată, pâna la puterea de procesare care comparativ cu primul microprocesor lansat pe piaţă, şi anume Intel 4004 este de aproximativ 365,000 de ori mai mare, deci o diferenţă enormă.

Din ce este făcut un microprocesor? Practic, un procesor este făcut din nisip, cum puteţi vedea şi în acest video de pe canalul Intel.

Teoretic, un procesor este compus din două principale componente şi anume: unitatea aritmetică logică (UAL) care are rolul de a efectua operaţii aritmetice şi logice complexe prin oscilarea voltajului de curent eletric şi unitatea de control (UL) care practic „dirijează” componentele calculatorului şi care extrage informaţiile din memorie pe care le decodează şi le execută apelând la UAL când este nevoie. Astfel, tehnologia ne permite să creăm procesoare din ce în ce mai puternice cu ajutorul unor arhitecturi mai complexe formate din milioane de tranzistori.

Modul în care sunt aranjate microprocesoarele depinde de anul în care este fabricat procesorul (nu putem compara un processor Intel 4004 cu un procesor contemporan, deşi ele îndeplinesc teoretic aceleaşi funcţii).Complexitatea aranjării componentelor este dată de numărul de tranzistori folosiţi (pentru acest motiv se doreşte o tehnologie de fabricaţie cât mai mică, pentru ca un procesor să folosească cât mai mulţi tranzistori şi a efectua operaţii cât mai complexe).

b_598_372_16777215_00_media_2013_06-Iunie_20_arhitectura-haswell_z80-arhitecture

Primele procesoare erau construite pe 4 biţi sau 8 biţi (bitul este unitatea de măsură pentru cantitatea de informaţie, un bit reduce incertitudinea la jumătate, un exemplu elocvent puteti găsi chiar pe wikipedia (zarul are 6 valori, dacă cineva spune că numărul este mai mic decât 4, atunci poţi avea 3 variante posibile, deci cantitatea de informaţie este 1 bit, nu intrăm în aplicaţii mai complexe deoarece nu are rost). În zilele noastre procesoarele au ajuns să fie construite pe 64 biţi.

Memoria Cache este folosită de unitatea centrală de prelucrare pentru a reduce timpul de acces la memorie. Ea stochează informaţia din cele mai folosite părţi ale memoriei principale.

O diagramă despre cum sunt folosite mai multe nivele ale memorie Cache puteţi vedea mai jos

cache

Performanţele procesoarelor au crescut foarte mult în ultimii 50 ani, dar în 1990 s-a dorit ceva nou, o putere de procesare mai mare de la un singur microprocesor, astfel a fost creat design-ul simetric de la “multiprocesoare” (SMP).

O scurta diagramă despre cum sunt folosite nucleele, cache-ul şi celelalte componente.

smp

Un procesor multi-core aduce într-un singur procesor performanţe superioare, astfel căldura disipată este mai mică, consumul redus, iar necesitatea unui nou sistem pentru a avea o putere de procesare mai mare este redusă.

Primul computer personal având un procesor dual-core a fost creat în 2005, de-a lungul anilor tehnologia aceasta progresând foarte mult. (Procesoare Intel Xeon / AMD Opteron care pot ajunge a avea până la 16 nuclee, tehnologia Intel HyperThreading adăugând încă un fir de execuţie pentru fiecare nucleu).

Să spunem şi câteva lucruri despre frecvenţe

Frecvenţa (de ceas) reprezintă timpul în care un procesor realizează cea mai simplă operaţie de calcul. Ea este măsurată în Hz (numărul de cicluri pe secundă efectuat de un sistem).

Frecvenţa este importantă în compararea procesoarelor deoarece atunci se poate vedea diferenţa între puterea de procesare a unui singur nucleu, de exemplu pe o platformă Haswell cu una Ivy Bridge / Sandy Bridge.

Frecvenţele nu reprezintă un factor definitoriu în compararea procesoarelor deoarece arhitectura unui procesor rămâne cel mai important aspect.

Eu zic ca aceste date sunt suficiente pentru a vă face o idee despre funcţionarea unui procesor. O concluzie scurtă ar fi că un procesor este un oscilator de curent foarte bun.

22nm-tri-gate-transistor

Tehnologia de fabricaţie este îmbunătăţită, astfel s-a ajuns la o tehnologie de 22 nm şi un consum mult mai mic faţă de seriile precedente. Diferenţa dintre tehnologiile de fabricaţie pe 22 nm şi 32 nm sunt redate în această poză unde se remarcă poziţionarea tranzistorilor schimbată pentru o răcire mai bună.

 

 

planar-vs-tri-gate-transistors

Structura tranzistoarelor planare (stânga) şi a celor Intel 3D Tri-Gate (dreapta) aşa cum se văd ele la microscop.

Un 3-D Tri-Gate tranzistor seamănă foarte mult cu tranzistor planar, dar cu o modificare fundamentală. În loc de a avea un strat de inversiune plan, Intel 3D Tri-Gate tranzistor creează un strat fin de trei laturi de siliciu, care se înfăşoară în jurul poarţii, creând un strat de inversiune, cu o suprafaţă mult mai mare de disipare a căldurii.

Este o tehnologie interesantă, aduce un mare plus în scăderea consumului şi TDP-ului, dar logic ar fi trebuit să fie şi posibilitatea de atingere a unor frecvenţe mai înalte, dar din păcate nu a fost aşa.

Arhitectura Haswell

Arhitectura Intel Haswell vine pe un socket 1150 nou şi cu alte noi chipset-uri pentru fiecare utilizator în parte. Arhitectura nu a adus nimic revoluţionar faţă de Ivy Bridge, ci doar o maturizarea a tehnologiei de fabricaţie pe 22 nm, consumul a fost redus, la fel şi TDP-ul (Thermal Design Power- reprezintă capacitatea maximă de disipare a căldurii pe care un sistem de răcire o poate prelua de la un CPU), dar cea mai mare îmbunătăţire vine la placa video integrata a procesorului despre care vom vorbi puţin mai târziu.

b_598_449_16777215_00_media_2013_06-Iunie_20_arhitectura-haswell_hsw_die_funct

Două diagrame făcute de Intel cu litografiile procesoarelor (litografie=metoda de reproducere pe hârtie a textelor prin utilizarea de negative, astfel este redată arhitectura prin litografie optică, mai multe detalii nu spun deoarece ne abatem de la subiect prea mult). Diferenţe majore nu sunt, au acelaşi număr de tranzistori, dar cei de la Intel au mărit pastila semiconductoare pentru posibilitatea unui overclock mai bun care din păcate nu a ajutat, chiar deloc.

sandy-bridge-vs-ivy-bridge

Seria Ivy Bridge a atins frecvenţe destul de mici la majoritatea reviziilor, motivele au fost destule, de la pasta IHS de proastă calitate, la reviziile care nu au adus niciun real progres.

Haswell, deşi cei de la Intel au spus ca va aduce o îmbunătăţire, nu a fost aşa. Primele revizii (procesorul abia a fost lansat, deci nu putem spune cum va fi la final) sunt destul de slabe, frecvenţele atinse atât cu ajutorul răcirii pe aer/apa, cât şi cele mai “extreme” şi anume azot lichid şi DICE. Schimbarea pastei IHS nu a adus nicio îmbunătăţire majoră faţă de seria Ivy Bridge când schimbarea pastei dintre IHS şi DIE a adus o oarecare îmbunătăţire. Cam atât despre acest capitol, oricum cine este pasionat de overclock cu adevărat cred că ştia deja aceste detalii.

Să trecem mai departe, la puterea de procesare unde Intel a adus per total un plus de 5%-10% faţă de seria precedentă Ivy Bridge, adică de cele mai multe ori, paşi mici, diferenţe de performanţe foarte mici între generaţii, nevoia de upgrade pentru viitor fiind atenuată destul de mult.

Cu ce chipset-uri a fost lansat procesorul?

El a fost lansat cu vreo 5 chipset-uri şi anume B85, Z87, H87, Q87 şi Q85.

B85 reprezintă cel mai ieftin chipset cu care sunt dotate plăcile de bază middle/low-end. Oferă suport nativ SATA 3 / USB 3.0, dar nu oferă nicio setare pentru procesoarele cu multiplicator deblocat. Per total este un chipset bun şi suficient pentru orice utilizator care nu doreşte să facă overclock sau să formeze o matrice RAID.

H87 este un fel de chipset B85, dar oferă posibilitatea creării matricelor RAID (configurarea HDD-urilor astfel încât posibilele erori, timpii de acces şi pierderea datelor să fie reduse), pretul fiind ceva mai ridicat.

Q87/Q85, chipset-urile “business”, destul de puţine plăci de bază lansate, oferă stabilitate sistemului, mai multe detalii nu cred că este nevoie să mentionez deoarece se găsesc relativ greu pe piaţă.

Z87, cel mai interesant chipset cred eu. El oferă toate dotările necesare, permite overclock (în funcţie de placa de baza mai mult sau mai puţin), permite formarea matricelor RAID şi sunt destul de stabile. În funcţie de producător şi de plăcile de bază, el oferă posibilităţi de OC bune sau chiar foarte bune.

Ce înseamnă iGPU?

iGPU = integrated graphics processing unit, adică exact placa video este integrată în pastila procesorului sau în placa de bază. Această placă video foloseşte memoria sistemului pentru a reda imaginile, astfel este nevoie de frecvenţe cât mai mari la RAM pentru a mări lăţimea de bandă şi o cantitate ceva mai mare, oricum, în acest caz APU-urile de la AMD au rămas cele mai performante procesoare cu plăci video integrate.

În acest caz (Intel HD Graphics), placa video integrată a fost pusă în pastila procesorului. Primele serii (GMA) au fost lansate cu placa video integrată în chipset-ul Northbridge de pe placa de bază.

Ce aduce nou Haswell în aceasta parte a procesorului?

b_598_413_16777215_00_media_2013_06-Iunie_20_arhitectura-haswell_intel-3dmark06

Păi destule pot zice eu, performanţele au fost îmbunătăţite simtitor, iar consumul nu a crescut chiar deloc faţă de seriile precedente. Procesoarele cu plăci video integrate ca de exemplu HD4600 din i7 şi i5 oferă performanţe mai mult decât decente pentru a putea juca la detalii medii pe rezoluţii chiar şi full HD.

Această îmbunătăţire de la Intel a fost destinată în special pentru soluţiile mobile, laptop-uri/ultrabook-uri etc deoarece se doreşte o performanţă cât mai bună la un consum cât mai redus, iar o placă video dedicată, fie şi cu un M la sfârşit, are un consum simţitor mai mare decât un procesor simplu.

b_598_443_16777215_00_media_2013_06-Iunie_20_arhitectura-haswell_desktop-graphics-performance

GT3e – performanţe foarte bune de la un GPU integrat

Pentru început aş vrea să vă arat un tabel făcut de Intel pentru a prezenta plăcile video care vor fi lansate şi nivelul lor de performanţe fiind puse sub forma GTx.

Cum Intel până acum nu s-a axat absolut deloc pe GPU, de acum încolo lucrurile încep sa se schimbe. Aşa cum AMD are Radeon, nVidia are seriile Geforce/Quadro, Intel va avea…Iris.

Procesoarele cu acest gen de placă video vor avea un R la sfârşit fiind tradus ca „high performance GPU” sau GPU de mare performanţă şi eu zic că îşi merită acest titlu deoarece cei de la Intel promit performanţe apropiate de GT650M (da, o placă video mainstream care pe un laptop poate reda jocuri la detalii mai mult decât decente).

Din păcate performanţele din procesoarele mobile, adică cele de pe laptop-uri nu vor atinge aceleaşi rezultate ca şi cele din procesoarele desktop, fapt pentru care un laptop cu o placă video integrată GT3e va fi mai slab decât un laptop cu GT640M/GT650M vorbind strict de performanţele plăcilor video. În schimb, consumul va fi destul de mult redus, iar acesta este doar începutul.

Cei de la Intel au mai introdus şi o tehnologie nouă, eDRAM (embedded DRAM), adică un mic condenstator integrat în pastila semiconductoare care este bazat pe nişte memorii dinamice. Mai multe detalii despre performanţele reale pe care aceaste plăci video integrate le vom vedea când vor fi lansate seriile de procesoare R şi laptop-urile cu acest gen de plăci video.

Concluzii

Ce pot spune ca şi concluzie este că Intel şi-a îndeplinit promisiunile şi scopul, grafica integrată a primit un upgrade simţitor, consumul de curent a fost redus, TDP-ul la fel, dar din păcate promisiunile cum că Haswell va avea performanţe foarte bune în overclock nu au fost pe deplin îndeplinite, cel puţin pentru primele revizii.

Maturitatea tehnologiei pe 22 nm se pare ca a ajuns la final, dar personal mă aşteptam la mai mult de la cei de la Intel, dar cum nu există o concurenţă directă pentru procesoarele high-end (şi aici ma refer la cei de la AMD care prin seria FX tot nu a reuşit să vină ca un adversar adevărat pentru i7).

Vedem ce va aduce la anul seria Broadwell care promite procesoare cu şi mai mulţi tranzistori (tehnologia de fabricaţie fiind pe 14 nm) şi de ce nu, ce va urma dupa ce siliciul îşi va atinge limitele.

Tags:

Category: Stiri IT & tehnologie

About the Author:

Leave a Reply

You must be logged in to post a comment.

Translate »