• Помощь
• Журнал "Компьютерный Мир"
• Журнал "Компьютерный Мир", Декабрь 2008

Процессор Intel Core i7

Функциональные возможности компьютера зависят от слаженной и эффективной работы всех его компонентов. Но главную роль в этом оркестре играет центральный процессор (ЦП). Именно этот элемент выполняет команды системных и прикладных программ. От скорости их обработки, определяющей производительность ЦП, в значительной степени зависят возможности всей системы.

Долгое время производительность ЦП наращивалась исключительно за счет роста тактовой частоты его полупроводникового ядра. Но как выяснилось, ее увеличение не может продолжаться бесконечно из-за роста энергопотребления и теплообразования. Поэтому дальнейшее повышение производительности уже несколько лет осуществляется в основном за счет увеличения числа ядер и, самое главное, за счет совершенствования их внутренней архитектуры.
Именно по этому пути пошла корпорация Intel®, крупнейший мировой производитель ЦП. Несколько лет назад компания представила концепцию регулярного обновления полупроводниковых технологий и процессорных микроархитектур, которая получила наименование Tick-Tock. Она предусматривает переход на новые технологии по нечетным и на новые микроархитектуры по четным годам, то есть каждые два года. Каждая микроархитектура перед запуском в массовое производство сначала отрабатывается на текущем техпроцессе, а потом уже новый техпроцесс отлаживается на зрелой микроархитектуре процессорных ядер.
В соответствии с данной стратегией в 2007 году компания Intel® представила процессоры с кодовым наименованием Penryn. Эти ЦП выполнены по технологии 45 нм с применением новых материалов. Они представляют собой обновленные ЦП двухъядерных Intel® Core™ 2 Duo и четырехъядерных Intel® Core™ 2 Quad. Модели подтвердили свои высокие показатели производительности и энергоэффективности, превышающие аналогичные параметры предыдущих моделей, созданных по технологии 65 нм. Однако внутренняя организация системы, несмотря на весь потенциал микроархитектуры Core™, уже исчерпала ресурс дальнейшего роста производительности.
В результате, как и было запланировано в концепции Tick-Tock, в нынешнем году компания Intel® решила существенно модифицировать архитектуру процессора и на основе проделанной работы выпустить новые ЦП. Данным процессорам для настольных ПК, ранее известным под кодовым именем Nehalem, дано официальное наименование Intel® Core™ i7.

В процессорах на базе архитектуры Intel® Core™ (Nehalem) реализована функция автоматического включения и выключения ядер по запросу

Внутренняя архитектура Intel® Core™ i7 получила ряд перспективных нововведений. Среди них прежде всего необходимо отметить интегрированный в процессор контроллер памяти, а также новую процессорную шину.
Интегрированный контроллер памяти позволяет за счет сокращения расстояния между процессором и подсистемой памяти повысить частоты и уменьшить задержки, связанные с передачей информации. Уже для первых Intel® Core™ i7 предусмотрено три канала памяти, каждый из которых может работать с двумя модулями памяти DDR3 SDRAM. Это позволяет резко повысить производительность подсистемы памяти, а через нее и всего компьютера.
Существенный рост производительности обеспечивает и новая процессорная шина, связывающая процессор с остальными компонентами компьютерной системы через чипсет.
Эта шина, имеющая топологию точка-точка, получила наименование Quick Path Interconnect (QPI). Поэтому для новых процессоров больше не применима такая характеристика, как FSB.
Подверглись ряду изменений и другие элементы внутренней структуры ядер и процессора. Так например, в ЦП Intel® Core™ i7 в добавление к традиционным кэш-памяти первого (L1) и второго (L2) уровней появился еще один уровень — третий (L3). Новая кэш-память объединяет ядра между собой. В отличие от кэш-памяти второго уровня объемом 4×256 Кбайт, она является разделяемой и имеет объем 8 Мбайт. Такое решение обеспечивает оптимальное перераспределение информационных потоков и ускоренный доступ к данным, особенно это касается многоядерных моделей.
Кстати, необходимо напомнить, что уже первые модели Intel® Core™ i7, массовый выпуск которых начался в ноябре текущего года, имеют четыре физических ядра архитектуры Intel® Core™ (Nehalem), выполненных по технологии 45 нм. Процессоры состоят из 731 млн транзисторов, распределенных на площади полупроводникового кристалла в 263 мм2.

Уточнение «физических» не случайно. Дело в том, что конструкторы решили в моделях Intel® Core™ i7 реанимировать технологию многопоточной обработки данных, известную как Hyper-Threading еще со времен процессора Intel® Pentium 4. Улучшенный вариант многопоточной технологии Simultaneous Multi-Threading, SMT, — аналога Hyper-Threading — позволяет одновременно исполнять два потока на каждом ядре. В результате системные и пользовательские программы «видят» удвоенное количество виртуальных вычислительных ядер. Это означает, что четырехъядерные Intel® Core™ i7 работают как восьмиядерные. Таким образом, приложения, оптимизированные для многопоточного выполнения, получают дополнительные преимущества.
Из аппаратных особенностей новой архитектуры необходимо отметить реализацию автоматической настройки внутренних цепей Intel® Core™ i7 на одноядерное или многоядерное выполнение приложений. Это достигнуто благодаря наличию во всех ядрах ЦП специального режима Turbo Boost. В случае, если загрузка ядер не является 100%-ной и система охлаждения способна отводить дополнительное тепло, то частота одного-двух и даже четырех ядер может быть поднята в автоматическом режиме. Этот процесс незаметен для пользователя, но позволяет повысить производительность всех выполняемых на Intel® Core™ i7 приложений. При этом максимальное энергопотребление ЦП и его тепловыделение остаются на довольно низких уровнях, недоступных их предшественникам.
В процессорах на базе архитектуры Intel® Core™ (Nehalem) также реализована функция автоматического включения и выключения ядер по запросу с помощью специальных внутренних схем. Это делается для экономии энергопотребления.
Еще одно нововведение — поддержка новых команд SSE4.2, обеспечивающих не только поддержку потоковой обработки команд и данных, но и ряда дополнительных операций, ориентированных на выполнение прикладных задач. Дополнительной оптимизации подвергся механизм предсказания переходов, повышена скорость работы подсистемы кэш-памяти, ускорена работа арифметико-логических цепей.
Все это способствует не только росту производительности Intel® Core™ i7, но и повышению энергоэффективности процессора, что выражается в пониженных уровнях энергопитания и теплообразования.
Первые представители новой линейки процессоров — модели Intel® Core™ i7 965 Extreme Edition, Intel® Core™ i7 940, Intel® Core™ i7 920. Их основные параметры приведены в таблице 1.

Таблица 1. Основные параметры первых моделей Intel® Core™ i7

Оценивая преимущества новой архитектуры Intel® Core™ (Nehalem), отметим, что Intel® Core™ i7 требуют соответствующей инфраструктуры. То есть при переходе на новые ЦП потребуется смена ряда комплектующих.
Прежде всего сказанное касается выбора новой материнской платы. И это связано не только с новым процессорным разъемом LGA1336 и с соответствующим процессорным кулером с иной конструкцией крепления. Изменились и требования на электропитание ЦП.
Кроме того, ЦП Intel® Core™ i7 рассчитан исключительно на модули DDR3 SDRAM, что означает окончательный отказ от привычных модулей DDR2 SDRAM в мощных домашних ПК.
Для поддержки новых процессоров компания Intel® выпустила соответствующий набор микросхем системной логики (чипсет) — Intel® X58 Express. На основе этого чипсета Intel®, а также все основные производители материнских плат, выпустили изделия, поддерживающие ЦП Intel® Core™ i7. Переход на новые комплектующие неизбежен, без него невозможно реализовать все нововведения и преимущества Intel® Core™ i7.
Что же касается производительности новых процессоров, она оценивается с помощью тестов.
На диаграммах 1 и 2 приведены результаты выполнения стандартных тестов, учитывающих особенности стандартных прикладных программ, а также ряда популярных игр. В тестах участвовали старшие четырехъядерные модели Intel® Core™ i7 и Intel® Core™ 2.
Как видно из результатов тестирования, новые процессоры значительно превосходят своих предшественников по производительности. Следовательно, с их использованием можно создавать более мощные домашние ПК.

Домашние МФУ от HP Компания HP представила линейку МФУ для семейного использования. Новинки оптимизированы для фотопечати — снабжены большими цветными дисплеями, специальными лотками для подачи фотобумаги, слотами для карт памяти, позволяющими загружать и редактировать фотографии без ПК. Модель Photosmart C4583 оборудована цветным дисплеем диагональю 3,8 см. Для устройства предусмотрена дополнительная шестицветная система с расширенным диапазоном, позволяющая получать более четкие снимки с плавными переходами. Модели Photosmart C5383 и C6383 оснащены новой пятицветной системой печати. За счет применения технологии двойного размера капель формируются капли объемом всего 1,3 пл, в результате фотографии имеют плавные цветовые переходы и сниженную зернистость.

Full HD-дисплей диагональю 25,5 дюйма Ассортимент мониторов компании HP пополнила интересная модель. Новинка под названием w2558hc выполнена на базе матрицы с нестандартной диагональю — 25,5 дюйма, разрешение которой даже превышет формат Full HD (1920×1200 пикселей); яркость панели равна 400 кд/м2, контрастность — 3000:1, время отклика — 3 мс. Монитор оснащен входом HDMI, стереодинамиками, картридером с поддержкой 15-ти форматов, USB-разветвителем и даже 2-Мп веб-камерой.