Sandy Bridge – o noua arhitectura Intel – Partea I

Scris de: , in categoria: Procesoare & Chipseturi, in 3 January, 2011.


Lasand insa toate aceste detalii de suprafata la o parte, sa vedem mai exact cum arata Sandy Bridge la interior si sa punem lupa pe detaliile care nu se vad in foaia de specificatii tehnice. Inainte de asta, trebuie sa stim ca Sandy Bridge nu e chiar un urmas al lui Nehalem asa cum s-ar putea crede, ci mai degraba o evolutie destul de radicala a ramurii Core 2 Duo. Desi Nehalem e o arhitectura foarte puternica si inteligenta, uneori ne inspira sentimentul de elefant intr-un magazin cu portelanuri, fiind o arhitectura gandita in primul rand pentru paralelism si eficienta maxima in medii server. Ei bine, Core 2 Duo la vremea lui venise din directia opusa, pastrand ceva din eficienta stramosului Dothan destinat platformelor mobile, dar avand dezavantajul scalarii modeste in zona sistemelor multiprocesor. Sandy Bridge ajunge astazi ca o solutie ce imbina avantajele ambelor concepte de arhitectura, reusind sa imbine cumva eficienta si puterea bruta, fiind o masinarie foarte rafinata si rapida. Cum reuseste ?

Mai sus avem o schema generala a arhitecturii unui nucleu dintr-un procesor Sandy Bridge. Partea de sus, ce include Instruction Cache, Pre-decode, Instruction Queue, Decoders, uOP cache si Branch Predictor se numeste Front End si are ca rol traducerea sirului de date ce curge catre procesor in micro-operatii. In prima parte a front-end-ului nu au aparut mari diferente fata de Conroe sau Nehalem: aceiasi 32K Instruction cache, aceleasi 4 decodoare (1 complex, 3 simple), micro-fusion, macro-fusion. Ce a disparut e insa Loop Stream Detector-ul, inlocuit acum de un cache de micro-ops, ce in esenta are acelasi rol: opreste partea de decodare atunci cand detecteaza o instructiune care a fost deja decodata si rezultatul se afla in cache, economisind astfel destul de multa energie; are un hit-rate de aproximativ 80%. Cea mai mare schimbare din front end e insa zona de Branch Prediciton, care a fost reconstruita de la zero. Daca la Nehalem fusese introdus un al 2-lea nivel, mai lent dar mai incapator decat primul, ce ajuta mult in lucrul cu baze de date si informatii voluminoase in general, in Sandy Bridge s-a renuntat la acest al 2-lea nivel dubland insa numarul de tinte urmarite.

Dupa decodarea din front end si pregatirea micro-ops, acestea ajung in zona out-of-order, care se ocupa cu alocarea lor catre unitatile de executie in ordinea optima. Aici avem iarasi o inovatie importanta fata de arhitecturile anterioare, si anume folosirea unui registru fizic pentru operanzi, acestia nemaifiind alaturati micro-ops; acest registru fizic e important pentru performanta AVX, unde operanzii au dimensiuni mari si faptul ca nu mai insotesc micro-ops pe tot traseul permite o economie importanta de energie, precum si o imbunatatire a performantei.

Pentru ca operanzii AVX pot avea 256 biti si stack-ul SIMD Floating Point are doar 128 biti,  solutia folosita in Sandy Bridge este aceea de a permite utilizarea celor 128 biti ai stack-ului SIMD Integer la nevoie, permitand astfel si o eficienta energetica foarte buna.

O ultima imbunatarire a nucleului din Sandy Bridge e la nivelul lucrului cu memoria; daca Nehalem avea 3 port-uri, Load, Store Address si Store Data, in Sandy Bridge rolurile se schimba putin, doua dintre port-uri pot face acum fie Load fie Store Address, al 3-lea pastrandu-si rolul in Store Data.

Comentarii

17 comentarii la: Sandy Bridge – o noua arhitectura Intel – Partea I

  1. Allexmaster a scris pe:

    Felicitari!!! Superb articol

  2. Tudor Heredea a scris pe:

    Buna interesant ca apare acest articol chiar in aceeasi zi cu cel full de pe http://www.tomshardware.com/reviews/sandy-bridge-core-i7-2600k-core-i5-2500k,2833.html
    Tom`s Hardware un articol intra-adevar de cea mai buna calitate (cel american ma refer…..)

  3. Monstru a scris pe:

    Draga Tudor,

    se numeste Non Disclosure Agreement (simplificat NDA) si este un act prin care publicatia se obliga sa nu dea informatii despre testele realizate cu o anumita componenta pana intr-o anumita zi la o anumita ora. Ziua si ora respective sunt aceleasi pentru toate tarile, tinandu-se cont de diferenta de fus orar. Deci nu vad ce este atat de nteresant in faptul ca articolul nostru a aparut in acelasi timp cu celelalte 50 de articole despre Sandy Bridge, inclusiv cel de pe Tom Hardware.

    Interesant este faptul ca noi ne consideram un site premium, nu unul adresat “boborului” cum este Tom’s, prin urmare cele 4 articole ale noastre sunt mult mai cuprinzatoare, mai vaste si mai complicate decat ceea ce au realizat omologii nostrii americani, si prin urmare vor fi publicate in zile diferite. Exceptie face desigur primul articol, cel despre arhitectura, unde atat noi cat si alte publicatii am avut la dispozitie xact aceleasi informati de la IDF si celelalte conferinte pe aceasta tema unde am fost invitati. Sa ne auzim atunci cand vom publica si noi articolele “full” 😉

  4. endluzerul a scris pe:

    bobor = Tudorica :)))). Doamne, inteleg ca mai exista oameni care n-au inteles cum e cu o lansare mondiala, dar cum de-au dat de lab501? :))))

  5. ameky a scris pe:

    intel a fost mereu peste amd

  6. sorin a scris pe:

    Superb articolul:)…Cat despre NDA…razboaie intre branduri si procesoare…alta poveste, alta batalie:)

  7. g3lu06 a scris pe:

    Felicitari pentru articol. E un sal important care il face intel. Va mai felicit si pentru recordul obtinut in 3dmark2005 si 2006 cu gigabyte 460 SOC. Ma bucur ca chiar sunteti o echipa pe cinste cu un potential mare.

  8. Treninguri Originale a scris pe:

    Impresionant articolul. Eu sunt un fan al lui Intel. Recent am vazut o analiza intre Intel si AMD, din care reiesea fatup ca AMD acum a atins performantele lui Intel de la sfarsitul lui 2009.

  9. marian57 a scris pe:

    De fiecare data citest cu placere articolele voastre,si astept cu nerabdare viitoarele articole.

  10. xtremage a scris pe:

    In sfarsit apar si procesoarele, ca de mult pusesera in vanzare noile placi de baza dar procesoarele lipseau, ati explicat foarte bine arhitectura

  11. bijuterii a scris pe:

    Gamerii nu cred ca vor cumpara prea curand procesoare cu video integrat 🙂

  12. sandking a scris pe:

    Doar pentru ca scrieti despre acelasi lucru in 4 editii sau mai multe, cate o fi, nu va face neaparat un site premium…un site premium nu ar folosi o platforma de blogging(wordpress) ci macar un drupal sau ceva….ca sa fim tot in area “open source”…orice informatie despre orice lucru se poate prezenta in feluri infinite, voua va place sa scrieti mult (ca asa-i romanaul) iar altii(americanii de la tom, care is primii la nivel mondial), o prezinta intr-o forma mai succinta, comprimata unde regasesti esenta lor. Ramane la indemana cititorilor sa decida daca sunt cititori de romane sau cauta esenta lucrurilor…eu, sunt din ultima categorie! recunosc insa, ca si publicatie de genul acesta, sunteti totusi foarte buni!

  13. Micutzu Post author a scris pe:

    Multumim de feedback si de aprecieri ! Nu stiu daca ai apucat sa urmaresti articolele publicate pana acum despre Sandy Bridge, dar fiecare dintre ele se refera la ceva diferit (detalierea arhitecturii, performanta, grafica integrata, si vor mai urma si altele), in fiecare din acestea incercand sa acoperim cat mai bine subiectul tratat. Bineinteles ca fiecare isi poate alege ce sa urmareasca, nu am pretins niciodata ca tot ceea ce scriem e usor de parcurs, unii doresc sa citeasca 3 paragrafe si sa isi faca o idee despre produs si altii vor sa stie fiecare lucru posibil despre urmatorul produs pe care vor sa il cumpere de exemplu.

  14. Adidasi Adidas a scris pe:

    Foarte ingenioasa arhitectura produsa de Intel. Cred ca vor avea mare succes cu noile procesoare. Poti sa cumperi si placa video integrata, dar montezi inca vreo 2 GB de memorie RAM, daca placa mai absoarbe.

  15. Gicu a scris pe:

    Nu-mi inspira incredere grafica in procesor. Din cate stiu eu da caldura.

  16. ionut a scris pe:

    Buna ziua,

    Sunt intr-un mare impas si nu prea stiu ce as putea face.
    As vrea sa imi cumpar un sistem desktop, dar cand vine vorba de alegerea procesorului simt ca innebunesc. Pur si simplu nu stiu ce sa aleg, INTEL sau AMD cu noua tehnologie Sandy Bridge…chiar nu stiu….
    Daca a-ti putea, va rog mult de tot, sa imi dati un sfat. As alege intre:
    1) INTEL CORE I3 540, LGA1156, 3.06GHz, 4MB CACHE, 32NM, 73W, DUAL CORE, BOX
    2) AMD AM3 PhenomII X4 955, 3200Mhz, Cache 8MB, 125W, QUAD CORE, BOX, BLACK EDITION
    -sunt deschis si la alte sugestii
    Mentionez restul componentelor: placa video Ati Radeon HD 6950 2GB DDR5 800/5000 Mhz 256 biti, 4 GB DDR3 1600 Mhz, sursa 550W.
    Daca puteti sa ma ajutati si pe mine cu un sfat, stiu ca va pricepeti de minune la hardwere. Chiar de aceea am apelat la dumneavostra in speranta unui sfat de la profesionisti.
    Va multumesc anticipat!

  17. severin a scris pe:

    Salut, am o problema cu un laptop Asus K54RH care are un procesor i3-2370M care are itegrat un chipset video Intel HD gRAPHIC 3000 ,SI O PLACA VIDEO DEDICATA (RADEON-7470m)Problema : nu pot activa chipsetul video din procesor ,nu-l vede nici in device manager .ce e de facut ?
    Multumesc anticipat pentru eventualele raspunsuri

Lasa-ne un comentariu: