Bevezető

Az Intel a 2004-es év folyamán kénytelen volt belátni, hogy az eredetileg rendkívül magas órajelek elérésére kifejlesztett NetBurst architektúra napjai meg vannak számlálva, a szivárgási áram olyan gondokat okozott (magas fogyasztás és hőtermelés), melyekkel még a világ legnagyobb chipgyártója sem volt képes megbirkózni. Szerencsénkre ez a fordulat egyben a többmagos központi egységek eljövetelét is jelentette, hiszen mindkét processzorgyártó úgy vélte, hogy a jövő a párhuzamos adatfeldolgozásé. Az Intel először egy gyorsan összedobott Pentium D-vel (Smithfield) rukkolt ki (ekkortájt még az volt a központi kérdés, hogy az AMD vagy az Intel fog hamarabb kétmagos processzort bemutatni), melyben két Pentium 4-es core volt "összedrótozva", majd később a Presler kódnéven ismert újabb kiadású Pentium D-ben az ötlet továbbfejlesztése volt megtalálható, ezúttal a tok alá két különálló processzormagot zsúfoltak be (egyszerűbb és költséghatékonyabb gyártás). Ugyanakkor a Presler egyben a 2000-ben megjelent NetBurstre épülő processzorok utolsó zászlóvivője is lett, hiszen az Intel már gőzerővel egy új mikroarchitektúra bevezetésének utolsó simításait végezte, ami végül a Core nevet kapta.

Az Intel Core egy teljesen új fejlesztése az Intel-architektúrákon alapuló asztali, mobil és szerver multi-core processzoroknak. Ez a több magra optimalizált, energiahatékony felépítésű architektúra a megnövelt teljesítmény, illetve teljesítmény per fogyasztás jegyében született. Elődjének a mobilplatformra kifejlesztett Pentium M tekinthető, azt persze rengeteg újítással és továbbfejlesztéssel megfűszerezve.

Érdekes módon most, hogy az Intel egy teljesen új felépítésű CPU-családot vezet be, kiemelkedő fontosságú tényezővé lép elő a processzor, illetve a rendszer fogyasztása, és a fejlesztők dokumentumok tucatjain keresztül magyarázzák mindenféle csili-vili képlettel kiegészítve, hogy a teljesítmény nem csak az órajeltől, hanem az órajelenként végrehajtott utasítások számától is függ. Emlékezzünk csak vissza, ugyanez az Intel 2000-től 2005-ig, a kétmagos processzorok megjelenéséig azt állította, hogy csakis a megahertzek számítanak, vegyünk minél magasabb órajelű processzort, annál jobb lesz nekünk, mindeközben a Pentium 4 processzorok fogyasztása 130 watt fölé emelkedett; ez persze akkor nem volt lényeges kérdés... Micsoda fordulat!

Conroe (balra az óriási L2 cache)

Az Intel szerint az új képlet mostantól: teljesítmény = órajel x órajelenként végrehajtott utasítások (IPC) száma. Az AMD már az Athlonok megjelenését követően erre az álláspontra jutott, mégsem vették komolyan a kisebb processzorgyártót, mert az Intel sokkal nagyobb befolyással bír. Ez a képlet végeredményben a MIPS (million instructions per second) értékének meghatározása, tehát kimondhatjuk, hogy az Intel ismét feltalálta a spanyolviaszt... Azonban napjaink egyre fejlettebb processzorai esetében ez a képlet már nem állja meg a helyét, mert a teljesítmény másképpen is fokozható, mint az órajel vagy az IPC növelése. Vannak még különböző módszerek, mellyekkel ugyanez a "hatás" érhető el, gondolunk itt arra, hogy például bizonyos módszerekkel csökkenthetjük a végrehajtandó utasítások számát, így végeredményben nő az egységnyi idő alatt végrehajtott utasítások száma (lényegében ugyanoda lyukadunk ki), ezt hivatottak elősegíteni a Single Instruction Multiple Data (SIMD) utasításkészletek is, mint amilyen az 1996-ban bevezetett MMX-technológia, vagy a később bevezetésre kerülő SSE, SSE2, SSE3, 3DNow!, 3DNow!+ is, és ugyanezt a nemes feladatot látja el a Pentium M-ben debütáló Micro-Ops Fusion, avagy mikroutasítások fúziója is. Erről később még szó lesz.

A teljesítmény kifejezésére már van egy képletünk, azonban ez még nem elegendő, mert ezúttal a rendszer fogyasztása is központi szerepet tölt be, így ezt is meg kell határozni valamilyen módon. Az Intel szerint a képlet: fogyasztás = áramköri elemek száma x feszültség x feszültség x órajel. Mindez mit is jelent? Ahhoz, hogy processzorunk minél kevesebbet fogyasszon, meg kell próbálni a felvett feszültséget csökkenteni (hiszen a feszültségtől négyzetesen függ a fogyasztás), a processzor órajelét meg kell próbálni alacsonyan tartani (ami persze nem olyan egyszerű, hiszen az alacsonyabb órajel egyet jelent az alacsonyabb teljesítménnyel is), és meg kell próbálni – amennyire csak lehet – leszorítani a működő alkatrészek számát, ami szintén nem egy szimpla feladat, elvégre napjaink csúcsprocesszoraiban (pl. Pentium EE 965) már 300 milliónál is több tranzisztor található.

A lecke fel van adva, lássuk, hogy az Intel fejlesztőmérnökeinek hogyan sikerült válaszolniuk a kihívásokra.

A cikk még nem ért véget, kérlek, lapozz!