Многоядерные модульные процессоры первого поколения

Следующее за семейством Intel Core поколение должно было бы стать десятым по счету поколением процессоров Intel. При проектировании этих процессоров был применен принцип модульности микроархитектуры процессора, заключающийся в том, что процессорное ядро собирается из типовых узлов — модулей, идентичных для разных ядер. Кроме модулей, из которых формируется процессорное ядро, есть модули узлов общего использования, таких как общий кэш, интерфейсные узлы, графический процессор. Для взаимосвязи узлов в процессоре применяются общие шины. Многоядерный процессор стал компоноваться из готовых модулей. Исключая и включая те или иные модули, появилась возможность формирования целой линейки процессоров, отличающихся количеством ядер, производительностью, энергопотреблением, сферой применения — от мобильных систем до серверов. Новая микроархитектура Nehalem стала первой модульной микроархитектурой процессоров. В дальнейшем с появлением новых микроархитектур процессоров фирма Intel стала обозначать процессоры, выполненные на основе микроархитектуры Nehalem, как первое поколение Intel Core. Первые многоядерные процессоры, выполненные на базе этой микроархитектуры, появились в конце 2008 г. Это были процессоры Intel Core il, выполненные на базе технологической нормы 45 нм с числом транзисторов не менее 731 млн. Необходимо отметить также, что количество транзисторов в процессоре перестало быть определяющим фактором, характеризующим его инновационность, так как простое тиражирование количества ядер в процессоре естественным образом приводит к росту общего количества транзисторов в кристалле.

Микроархитектура Nehalem стала логичным развитием процессоров Intel Core, в ней при формировании процессорного ядра были использованы многие базовые принципы организации вычислительных процессов Intel Core, но вместе с тем были разработаны и внедрены новые принципы построения и функционирования многоядерного процессора как вычислительной системы. Кроме уже отмеченной модульности структуры в этих процессорах были внедрены следующие инновационные решения:

• • встроенный контроллер памяти, поддерживающий несколько каналов для передачи данных;
• • новая усовершенствованная высокоскоростная шина для обмена данными;
• • наличие (у некоторых моделей) графического процессора;
• • усовершенствованная технология управления питанием, обеспечивающая эффективное энергосбережение;
• • расширенный набор команд, ориентированный на широкий круг задач;
• • наличие кэш третьего уровня;
• • возможность реализации двух логических ядер на одном физическом.

В целом, благодаря микроархитектуре Nehalem фирма Intel вновь стала занимать лидирующее положение в области разработки процессоров.

Следующим шагом в области совершенствования своих процессоров у Intel стал переход на новую технологическую норму 32 нм. Эти процессоры получили новое название Westmerc и выпускались в течение всего 2010 г.

У фирмы AMD процессорами первого поколения многоядерных процессоров, аналогичного первому поколению Intel Core, стало семейство Phenom II, первые представители которого появились в самом начале 2009 г. Это были четырехъядерные процессоры, выполненные по технологическому процессу 45 нм, Phenom II ХА (цифра 4 указывает на число ядер).

Процессоры используют вновь разработанное ядро Deneb {Shanghai), которое относят к микроархитектуре К-10.5. Процессор Phenom II ХА состоит из 758 млн транзисторов и имеет увеличенную кэш-память третьего уровня (2."6 Мбайт).

За счет оптимизации архитектуры и перехода на технологическую норму 45 нм фирме AMD удалось повысить тактовую частоту своих процессоров до 3 ГГц, обеспечив при этом более низкое энергопотребление, что позволило приблизиться к характеристикам процессоров Intel в части цены, производительности и энергосбережения.