Kitekintés 2005-re: jönnek a kétmagos processzorok

Intel
Az év minden bizonnyal legnagyobb érdeklődéssel várt processzora a kétmagos Intel szerverprocesszor: a Montecito, amely 2005-ben a legnagyobb teljesítményű (2000+ SPECint_2000 és 3500+ SPECfp_2000) és legbonyolultabb lapka lesz a piacon. Emellett az Intel a mobilszegmensben bevezeti a Yonah lapkát, az asztali szegmensben a Smithfield lapkát, a munkaállomás- és szerverszegmensben a Tulsa lapkát, a "high-end" DP szegmensben a Montecito alapú Millington lapkát. Induljunk el a kisebbektől a nagyobbak felé, és tekintsük át az ez évben érkező kétmagos lapkák már ismert - részben hivatalos - részleteit.

Mobil: Yonah
Az Intel 2005 végén bocsátja ki az első kétmagos mobillapkát, amely ma Yonah néven ismert. A lapka érdekessége, hogy két teljes Dothan processzort tartalmaz 2x2 (összesen: 4) MB integrált L2 gyorsítótárral. Ez lesz az első mobil lapka, amely a 2005 közepén bevezetésre kerülő nagyon fejlett 65 nm-es technológiával készül, és több mint 300 millió tranzisztort tartalmaz. A Yonah sebessége a továbbfejlesztett energiatakarékos jellemzőknek köszönhetően 2 GHz fölött lesz, és ennek ellenére energiafelvétele talán maximum 50 százalékkal haladja meg a Dothan lapkáét.

A Yonah lapka a Centrino platform harmadik generációs változatának - "Napa" - része lesz az új ’Calistoga’ lapkakészlettel és a ’Golan’ WLAN vezeték nélküli adapterrel együtt. Az utóbbi a WiMAX és 3G támogatással is rendelkezik. A Calistoga az Alviso lapkakészlet továbbfejlesztett változata.

Az Intel a Yonah lapka tömeggyártását azonban csak 2006 elején kezdi, és az első Yonah alapú noteszgépek szintén ebben az időben kerülnek piacra.

Asztali: Smithfield
Az első kétmagos Intel lapka az asztali Smithfield lesz, amely 2005 közepén "lát napvilágot". A Smithfield két teljes Prescott magot tartalmat, 2x1 MB integrált L2 memóriával. A lapka első változata 90 nm-es technológiával készül, de 2006 elején kapható lesz a 65 nm-es változat is.

A Smithfield számos új jellemzővel rendelkezik. Ezek között a legérdekesebb a fejlett energiatakarékossági jellemző, amely az egymagos Prescott lapkához képest jelentő mértékben csökkenti az új lapka energiafelvételét.

Az Intel elsődleges célja a kétmagos Smithfield lapka fejlesztésénél a teljesítmény növelése volt, de a korábbiaktól elétérően nem a frekvencia mindenáron történő fokozásával, hanem a párhuzamosság növelésével. Más szavakkal: az Intel Smithfield lapka egy óraciklus alatt több mint kétszer több munkát vlgez, mint az egymagos Prescott. A lapka energiafelvételét nem csak az energiafelvételt szabályozó jellemzőkkel, hanem az alacsonyabb órajellel is csökkentik. Azaz ezt a lapkát a leggyorsabb Prescott lapkáknál alacsonyabb órajellel hajtják. Az első Smithfield lapka jelölése jelenleg X20, X30 és X40. Ezek a lapkák az előbbieknek megfelelő sorrendben: 3,0, 3,2 és 3,4 GHz. A leggyorsabb Prescott lapka jelenleg 3,8 GHz-es órajellel dolgozik.

A közel 300 millió tranzisztort és 2x1 MB integrált L2 gyorsítótárat tartalmazó Smithfield lapka maximális energiafelvétele - a becslések szerint - 80 és 90 watt között lesz, amely jóval alacsonyabb, mint a Prescott lapka közel 100 wattja. A Smithfield magába foglalja az Intel 64 bites kiterjesztést - EM64T - is.

Kis és közepes szerver: Irwindale, Tulsa
Az Intel 2005-ben a kétprocesszoros szerverekhez és munkaállomásokhoz bevezeti az Irwindale, a négy- és többprocesszoros szerverekhez a Tulsa lapkát. Erről a két lapkáról ma még keveset lehet tudni. Az Intel a két lapkának hivatalosan még semmiféle részletét nem fedte fel, de ilyen még csak ki sem szivárgott. Egyelőre csak találgatások folynak, hogy milyenek is lesznek az új lapkák.

Az Intel a kétmagos asztali processzorhoz bevezeti a Glenwood (955X Express), valamint a Lakeport G (945G) és Lakeport P (945P) lapkakészleteket. A 955X Express a második negyedévben lesz kapható.

Mind a két lapka két nagy teljesítményű Xeon (Pentium 4) magot tartalmaz, és magukba foglalják a többszálú technológiát (HT), valamint az Intel 64 bites kiterjesztés (EM64T) technológiát..

A kétprocesszoros munkaállomásokhoz és szerverekhez használható Irwindale 2x1 MB vagy 2x2 MB integrált L2 gyorsítótárat tartalmaz. Valószínűleg hasonló sebességfokozatokban és sávszélességű busszal - 800, 1066 MHz - lesz kapható, mint a Smithfield

A négy- és többprocesszoros szerverekben használható Tulsa lapka - ipari források szerint - 2x4 vagy 2x8 MB integrált L3 gyorsítótárat tartalmaz. Ez a lapka valószínűleg 65 nm-es technológiával készül, 400-600 millió tranzisztort tartalmaz és sebessége 3 GHz fölött lesz.

Nagy teljesítményű szerverek: Montecito
A nagy teljesítményű szerverekhez bevezetésre kerülő új, kétmagos lapka a Montecito a rekordok processzora lesz. A lapka rekordszámú - 1,72 milliárd - tranzisztort - tartalmaz, és rekordszintű teljesítményre lesz képes, valamint új rekordot jelentő ár/teljesítmény/watt mutatóval rendelkezik.

Az Itanium család következő generációs tagja a Montecitó lapka 90 nm-es, 7 fémretgű technológiával készül. A lapka két továbbfejlesztett Itanium 2 Madison 9M magot tartalmaz. Egy mag 16KB L1 adatgyorsító tárat, 16KB L1 utasítás-gyorsító tárat, 256KB L2 adatgyorsító tárat, 1MB L2 utasításgyorsító tárat és 12MB közös L3 gyorsítótárat foglal magába.

Az Itanium 2 Montecito lapka funkcionális egységekből is bőséges készleteket foglal magába.. Egy CPU mag 3 elágaztató egységet, 4 fixpontos memória egységet, 2 lebegőpontos egységet (1-1 SMD FMAC egyswéggel), elágaztató és előrejelző regiszterkészletet, valamint 18 kapus 128x82 bites lebegőpontos és 22 kapus 128x65 bites fixpontos regiszterkészletet tartalmaz.

Egy-egy mag saját rendszer-határfelülethez csatlakozik, amely az ún. "Arbiter" (döntéshozó) buszon keresztül kapcsolódnak a külvilághoz, illetve a külső rendszerbuszhoz. Ez a rendszerbusz az első változatnál 400 MHz-es, a 2006 elején érkező második változatnál 667 MHz-es lesz.

A Montecito az első Itanium processzor, amelymagába foglalja a "Multithreading" (többszálú technológiát, ami a Xeon és a Pentium 4 processzorokban használt "Hyper Threading" (többszálú) technológia továbbfejlesztett - "durva szemcséjű" változata. A Montecito Multithreading (MT) nagyobb hatásfokkal dolgozik, mint a Hyper Threading (HT), ami részben az Itanium EPIC architektúrának is köszönhető. Az MT hatásfokára jellemző, hogy a Montecito processzorban minimálisra (szinte nullára) csökken a "buborék", illetve az állásidő, vagyis az az idő, amikor a processzor tétlen. Egy mag egyidejűleg két programszálat képesek kezelni, illetve két virtuális processzorra osztható. A Montecito lapka két fizikai processzort, illetve négy virtuális processzort tartalmaz.

A Montecito lapka sebessége a becslések szerint - az Intel hivatalosan egy májusi prezentációban 2 GHz-ben jelölte meg - 2,0 és 2,6 GHz között lesz. Ezt az értéket két - Bull és SGI - hivatalosan bejelentett Montecitó alapú szerver adataiból - processzorszám és teljesítmény - számították ki.

Amikor a két mag teljes sebességgel fut, a lapka 100 W energiát "fogyaszt". Ez a "Foxton" technológiának köszönhető, amely a Montecito lapkán maximalizálja a teljesítményt, ugyanakkor bizonyos határon belül minimalizálja a lapka energiafelvételét és hőmérsékletét. Az új technológia a teljesítmény és az energiafelvétel szabályozását a frekvencia és a feszültség változtatásával éri el. A rendszer a feszültség és a frekvencia méréséhez a lapka integrált érzékelőket és beágyazott mikrovezérlőt használ. A Montecito még magába foglalja a Pellston (a megbízhatóságot növelő) és Silvervale (virtualizációs ) technológiát.

Az L3 gyorsítótár 24MB SRAM (statikus RAM, 6 tranzisztoros tároló cellákkal), amely 1,2 milliárd tranzisztorból épül fel. Az L3 gyorsító-tár ECC hibafelismerő és javító kódot tartalmaz.