Процессоры десятого поколения

Первые процессоры десятого поколения были разработаны фирмой Intel в конце 2008 г. Это были процессоры Intel Core i7, реализованные на основе микроархитектуры Nehalem и выполненные на базе технологической нормы 45 нм с числом транзисторов не менее 731 млн. Они стали логичным развитием процессоров Intel Core, в них использовалась та же базовая архитектура ядра процессора, но вместе с тем был внедрен и целый ряд инноваций, основными из которых стали:

• • встроенный контроллер памяти, поддерживающий несколько каналов для передачи данных;
• • новая усовершенствованная высокоскоростная шина для обмена данными;
• • наличие (у некоторых моделей) графического процессора;
• • модульная структура, позволяющая конструировать на одном кристалле процессорные ядра разной конфигурации;
• • 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, процессоры десятого поколения Nehalem стали существенным шагом вперед, благодаря которому 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 Westmere и выпускались в течение всего 2010 г.

У фирмы AMD процессорами десятого поколения 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.

Процессоры одиннадцатого поколения

Одиннадцатое поколение процессоров, созданных фирмой Intel, реализовано на основе новой микроархитектуры Sandy Bridge. Эта микроархитектура — дальнейшее развитие микроархитектуры Nehalem. Процессоры выполняются по технологии 32 нм. Количество ядер у различных модификаций процессоров может колебаться от 1 до 8. Как и Nehalem, Sandy Bridge имеет три уровня кэш-памяти, причем объем кэшпамяти третьего уровня у разных поредставителей может колебаться от 1−1,5 Мбайта (у простейших одноядерных процессоров Celeron) до 20 Мбайт (8-ядерные процессоры для серверов). Процессоры имеют интегрированные усовершенствованные двухканальный контроллер памяти, контроллер системной шины (образуют встроенный в чип так называемый северный мост набора системной логики) и графический контроллер.

Все элементы процессора (ядра, графический контроллер, кэш 3 уровня) объединены с помощью 256-битной межкомпонентной кольцевой шины. Шина состоит из четырех.

32-байтных колец: шины данных, шины запросов, шины мониторинга состояния и шины подтверждения. Производительность кольцевой шины достигает 96 Гбайт в секунду на соединение при тактовой частоте 3 ГГц, что фактически в четыре раза превышает показатели процессоров предыдущего поколения.

В процессорах реализован новый расширенный набор векторных команд AVX (Advanced Vector Extension), который обеспечивает более высокое быстродействие в мультимедийных задачах и операциях с плавающей точкой. В процессорное ядро добавлена кэш-память инструкций нулевого уровня, которая содержит до 1500 декодированных микроопераций. Если обнаруживается, что выполняемая микрооперация в декодированном виде имеется в кэше, она берется оттуда. Это приводит к дополнительной экономии энергии и улучшает пропускную способность инструкций.

В целом процессоры Sandy Bridge имеют вдвое большую производительность, чем их предшественники Nehalem (при равной тактовой частоте).

На основе микроархитектуры Sandy Bridge также разработаны процессоры Ivy Bridge, которые имеют точно такую же структуру, но выполняются по технологии 22 нм.

У фирмы AMD представителем одиннадцатого поколения стал процессор Bulldozer. Он имеет полностью переработанную архитектуру по сравнению с предыдущими поколениями процессоров AMD, до 16 ядер, увеличенный объем кэш-памяти третьего уровня. Как и процессоры Sandy Bridge, они поддерживают набор команд AVX и имеют интегрированное в кристалл графическое ядро. В процессорах введена улучшенная технология передачи данных на основе четырехканальной шины HyperTransport 3.0.