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Gigabyte EX58-UD3R e DDR3 Corsair Dominator: alla scoperta di Intel Nehalem [Parte 1] - 2) Intel Nehalem: l'architettura [Parte 1]
Scritto da Administrator   
Mercoledì 10 Giugno 2009 08:00
Indice
Gigabyte EX58-UD3R e DDR3 Corsair Dominator: alla scoperta di Intel Nehalem [Parte 1]
1) Introduzione
2) Intel Nehalem: l'architettura [Parte 1]
3) Intel Nehalem: l'architettura [Parte 2]
4) Overclock di Core i7
5) Gigabyte EX58-UD3R: caratteristiche tecniche [Parte 1]
6) Gigabyte EX58-UD3R: caratteristiche tecniche [Parte 2]
7) La scheda madre da vicino [Parte 1]
8) La scheda madre da vicino [Parte 2]
Tutte le pagine

Con Nehalem, Intel continua a mantenere fede al modello di sviluppo "Tick Tock", che prevede un'alternanza tra nuovo processo produttivo (dimensione dei transistor in nanometri, sempre inferiore) e nuova architettura.

Dopo il raggiungimento dei 45 nanometri (fase di Tick) con Penryn, Intel ha sviluppato Nehalem basandosi su tale processo produttivo ma adottando un'architettura completamente nuova (fase di Tock).

Intel Nehalem Core i7 920

Nehalem è la più recente microarchitettura per processori Intel. Altamente scalabile, permette di migliorare l'efficienza energetica e le performance. Si tratta di un'architettura altamente scalabile: le attuali CPU Nehalem sono Quad Core, ma "a breve" saranno introdotti ulteriori modelli dotati da un minimo di 2 fino ad un massimo di 8 core, dotati di Simultaneous Multi-Threading (il che si traduce in un numero di core logici variabile tra 4 e 16).

Gli attuali Nehalem appartengono alla sottofamiglia Bloomfield, top di gamma, che offre 4 core ed 8 thread, una memoria cache L3 condivisa da 8MB, memorie DDR3 in Triple Channel, compatibilità con socket LGA 1366 e TDP pari a 130W. Non integrano una GPU e si basano su chipset Tylersburg in accoppiata con southbridge ICH10.

Intel Nehalem Core i7 920

Nehalem è il codename dell'architettura; il nome commerciale "ufficiale" è invece Core i7. Gli attuali modelli sono identificati da numeri a tre cifre del tipo 9xx. Con 731 milioni di transistor, fino a 8 MB di cache L3 e alta scalabilità, Nehalem gode di nuove istruzioni SSE 4.2 e gestione energetica avanzata. Molteplici le migliorie all'architettura.

Intel Nehalem Core i7 920

Com'è fatto Nehalem? Il nuovo die Quad Core, monolitico, integra quattro nuclei elaborativi ed una seconda parte, chiamata Uncore, ovvero "tutto ciò che non è core". Dell'Uncore fanno parte il controller di memoria DDR3 integrato e l'interfaccia QPI che si connette all'Input/Output Hub.

Intel Nehalem Core i7 920
 
Controller memoria integrato: Intel in linea con AMD

Il controller della memoria è integrato, per la prima volta, direttamente all'interno della CPU Intel. L'MCH (Memory Controller Host), finora collocato da Intel nel northbridge, supporta ore tre canali di DDR3 @ 192bit, mentre il bus opera a 25,6 GB/s. Le nuove CPU Intel riescono a garantire una memory bandwidth fino a quattro volte superiore rispetto alla precedente generazione di CPU Intel Xeon ad elevate performance.

Integrando il controller di memoria nel silicio del die, Nehalem consente di ridurre notevolmente le latenze nell'acceso alla memoria (riducendo i ritardi nelle comunicazioni durante il trasferimento dei dati da e verso le memoria) rispetto al tradizionale accesso alla memoria tramite interfaccia di bus dedicata. La bandwidth della memoria disponibile è scalabile in funzione del numero di processori presenti nel sistema.

 

Un nuovo concetto di BUS: nasce QPI

Intel ha continuamente incrementato le performance dell'FSB aumentando la frequenza (velocità) del bus ed aggiungendo FSB multipli per sistema. Per non creare colli di bottiglia sul BUS, Intel ha inoltre utilizzato memorie cache particolarmente capienti nelle sue CPU. Per esempio le CPU Penryn a 45 nanometri includono il 50% in più di cache L2 rispetto alla precedente generazione a 65 nm, con un alto grado di associatività, per migliorare ulteriormente le prestazioni ed utilizzare il meno possibile l'FSB per accedere alla RAM per il prelievo di istruzioni. 

A partire da Nehalem Intel ha voluto rivoluzionare radicalmente il concetto di BUS sviluppandone uno completamente nuovo. L'architettura Intel Quick Path Interconnect è una nuova connessione ad elevata velocità (fino a 25,6 GB/s) che ha rimpiazzato il classico BUS e che connette la CPU con le memorie DDR3 e presente anche tra CPU e I/O hub (alias northbridge).

Uno dei più importanti miglioramenti riguarda l'implementazione di memoria condivisa scalabile. Invece di usare un unico pool condiviso per connettere la memoria a tutti i processori attraverso l'FSB e l'MCH, ogni processore ha ora una propria porzione di memoria dedicata alla quale può accedere direttamente tramite il memory controller integrato. Qualora un processore richiedesse l'accesso alla memoria dedicata di un'altra CPU, può realizzare la sua richiesta attraverso il bus QPI che collega tutte le CPU.

Un enorme vantaggio del QPI consiste nel fatto di essere di tipo point-to-point, in sostituzione di un unico bus usato contemporaneamente da tutti i processori e da essi conteso per raggiungere la memoria e le interfacce di I/O.

Di seguito due schemi raffiguranti le principali differenze tra architettura QPI e il classico BUS. Da notare come il memory controller integrato in Nehalem fornisce alla CPU accesso diretto alle memorie in configurazione Triple Channel, senza la necessità di dover interpellare per ogni accesso alla memoria il northbridge.

Intel Nehalem Core i7 920
 
 
Intel Nehalem Core i7 920



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