PostHeaderIcon Особенности архитектуры Intel Sandy Bridge


Особенности архитектуры Intel Sandy Bridge

Микроархитектура процессоров Sandy Bridge была анонсирована корпорацией Intel 3 января 2011 года. В ней можно рассмотреть как новые, так и немного подзабытые решения корпорации Intel, которые уже применялись в процессорах ее производства, такие как, например, известная еще со времен архитектуры NetBurst, технология Hyper-Threading.

Дизайн чипов созданных на основе новой архитектуры представляет собой сочетание процессора с частотой до 3,4 ГГц, который содержит в себе от 2-х до 4-х процессорных ядер, и графического процессора с тактовой частотой до 1,35 ГГц. Помимо этого в чипы, выполненные по архитектуре Sandy Bridge, также интегрирован северный мост набора системной логики, а именно: двухканальный контроллер памяти DDR3 и контроллер PCI Express 2.0. Процессор размещается на кремниевой подложке площадью в 216 мм2.
Чипы на базе архитектуры Sandy Bridge выполняются по 32-нм технологическому процессу и являются 64-битными, с изменяемой последовательностью выполнения команд, поддерживают обработку одним ядром двух потоков данных (технология Hyper-Threading), и обрабатывают за такт четыре команды. Помимо этого в процессорах, выполненных на основе архитектуры Sandy Bridge, присутствуют технологии: AES (Advanced Encryption Standart) и VMX (Virtualization Machine Extensions), а также расширенный 256-битный набор векторных команд AVX (Advanced Vector Extensions), который призван дополнить расширения SSE. По мнению корпорации Intel новые инструкции AVX способны поднять скорость исполнения некоторых алгоритмов на величину около 90%.

Особенности архитектуры Intel Sandy Bridge

Также одним из заметных новшеств, примененных Intel в архитектуре Sandy Bridge, является кеш декодированных микроопераций (кеш инструкций L0) объемом 6 Кб, (может вместить 1536 микроопераций). Он позволяет увеличить производительность и энергоэффективность. Это достигается с помощью буферизации всех микроопераций, полученных после преобразования x86 инструкций, поэтому в случае совпадения входного потока команд с декодированным ранее, результаты работы декодера загружаются сразу из этой кеш-памяти. При этом происходит отключение цепей декодеров, являющихся сложной и достаточно сильно энергопотребляющей частью x86 процессоров. По утверждениям Intel степень попадания в L0 составляет около 80%.

Объем кеш-памяти первого уровня (L1) не изменился по сравнению с предшественниками, и составляет 32+32Кб, но была увеличена его пропускная способность и размеры буферов записи/чтения.
Также, не лишним будет упомянуть о том, что в новой архитектуре Intel отказалась от перекрестной топологии, в которой каждое ядро имело собственное подключение к общей для всех ядер кеш-памяти третьего уровня (L3), в пользу новой кольцевой межкомпонентной шины, которая в новой архитектуре также заменяет и QPI которая использовалась в предшественниках Arrandale/Clarkdale для связи с графикой, и контроллером памяти и являлась своеобразным ограничителем производительности. Теперь же, в архитектуре Sandy Bridge, для связи всех компонентов используется высокоскоростная кольцевая шина. Это решение позволило значительно улучшить возможности масштабирования архитектуры и упростить разводку. Для того, чтобы понять уровень производительности, применяемой в Sandy Bridge кольцевой шины, достаточно сказать что на частоте 3 ГГц производительность кольцевой шины на одно соединение приблизительно равна 96 ГБ/с, а благодаря тому, что при пересылке данных по новой шине всегда выбирается самый кратчайший маршрут, новая шина также обладает и меньшими задержками при выполнении операций.

Не менее важные изменения получила и кеш-память третьего уровня (L3), которая теперь, с легкой руки Intel, носит название Last Level Cache (LLC). В отличие от своих предшественников он функционирует на частоте процессорных ядер и не является частью блока Uncore. Еще одним отличием этого блока от предшественников является то, что кеш разбит на равные сегменты объемом 2Мб. Каждый из сегментов закреплен за своим ядром, которое может обращаться к нему как напрямую, так и через кольцевую шину, а в случае необходимости сегменты могут отключаться. Подобное деление L3 кеша на сегменты позволяет увечить скоростные характеристики.

Интересной в архитектуре Sandy Bridge является и интеграция графического ядра Intel HD Graphics 2000/3000 (6 и 12 вычислительных блоков соответственно). Благодаря использованию новой быстрой кольцевой шины данных графический процессор получил возможность использовать процессорную кеш-память LLC. Это нововведение должно в какой-то степени нивелировать сравнительно невысокую скорость ОЗУ, которая используется в качестве кадрового буфера.

Статья предоставлена сайтом Razgonu.ru – Свежие новости компьютерного мира.

Оставить комментарий

*

моддинг новости
Поиск
QR Code Business Card