Core i7: la nuova generazione di intel

Le CPU Core i7 di Intel sono in dirittura di arrivo. Questi processori costituiscono un salto di generazione dal punto di vista della microarchitettura rispetto a quella Core usata dalle precedenti CPU. Le novità  introdotte non sono tantissime, ma sicuramente radicali: non si tratta cioè di un adattamento di una precedente architettura.

Oltre ai processori, come accade sempre nel caso di un salto di generazione, Intel ha provveduto anche realizzare un chipset adeguato alle caratteristiche dei nuovi processori, e una scheda madre in modo da poter fornire una soluzione completa per una immediata implementazione.I primi tre modelli disponibili sono siglati Core i7-920, Core i7-940 e Core i7 965 Extreme Edition, con frequenze di clock rispettivamente di 2,66 GHz, 2,93 GHz e 3,2 GHz. Dal punto di vista dei prezzi i tre processori sono venduti rispettivamente a 284, 562 e 999 dollari. In prezzi sono, come sempre, quelli per singola unità  riferiti a acquisti in lotti da 1000 pezzi.

[tit:Il processore]
Delle CPU Core i7 e dell'architettura Nehalem, alla base di questi processori, si parla ormai da tempo. Intel ha rispettato perfettamente la roadmap e ha introdotto queste CPU nei tempi previsti.Il modello di sviluppo di Intel prevede l'alternarsi di una nuova microarchitettura, con l'introduzione di un nuovo processo produttivo. I processori Core i7 costituiscono il salto di generazione in termini di microarchitettura, mentre il processo produttivo resta quello a 45 nanometri usato per le precedenti CPU Core 2 Duo. I processori dispongono di 731 milioni di transistor e la superficie del Die di silicio è di 263 mm2. Il TDP è di 130 W per tutti e tre i modelli.

Anche queste CPU proseguono sulla strada, introdotta nella precedente generazione, di incrementare l'efficienza eseguendo più istruzioni per ciclo di clock piuttosto che aumentare l prestazioni elevando le frequenze di clockUna delle novità  più evidenti dell'architettura Core i7 consiste nell'integrazione del controller per la memoria all'interno della CPU, anzichà© nel chipset. Il controller supporta fino a tre canali di memoria di tipo DDR3 . L'integrazione del controller nel processore è una soluzione adottata da molto tempo da AMD e il vantaggio principale è che si possono avere prestazioni nettamente migliori rispetto all'uso di componenti esterni grazie a una minore latenza, mentre lo svantaggio maggiore è che il processore è strettamente legato al tipo di memorie supportato dal controller integrato al suo interno.

Questa soluzione fa parte della tecnologia chiamata QuickPath Interconnect (QPI) che di fatto sostituisce il vecchio Front Side Bus.Oltre che dai processori Core i7, QuickPath Interconnect sarà  usata anche per i processori per server chiamati in codice Tukwila. Di fatto l'architettura QuickPath permette di collegare processori con i componenti esterni in modo più veloce e efficiente. Per la velocità  dell'interfaccia QPI nei modelli Core i7 940 e 920 è di 4,8 GT/s, mentre per il modello di punta, il Core i7 965 Extreme Edition sale a 6,4 GT/s. I vantaggi doverebbero essere ancora più evidenti nel caso di implementazioni di sistemi con due e quattro socket.In questa pagina  trovate un approfondimento con ulteriori dettagli sull'architettura QuickPath Interconnect.

[tit:I dettagli dell'architettura]
A parte le rilevanti differenze citate prima, l'architettura dei Core i7 non è sostanzialmente molto dissimile da quella dei predecessori Core 2 Duo, anche se presenta numerosi miglioramenti.

Tra le innovazioni in termini di architettura va citata la gestione dinamica di core, thread, cache,interfacce e sistemi di controllo dei consumi.Un altro elemento è la gestione per il Simultaneous multi-threading (SMT) per migliorare l'efficienza dal punto di vista dei consumi di energia. Una ulteriore aggiunta è quella delle Streaming SIMD Extensions 4 (SSE4). Tra gli altri elementi in termini di architettura,i processori Core i7 dispongono di 8 MByte di cache al terzo livello. La cache la primo livello, invece, è come per la precedente architettura di 32 KByte per le istruzioni e di 32 Kbyte per i dati. La cache la secondo livello è di 256 KByte per ogni core e ospita sia dati che istruzioni.
L'architettura prevede un incremento del parallelismo, con la possibilità  di eseguire un maggiore numero di istruzioni "out of order" cosa che ha comportato l'incremento delle dimensioni di alcuni buffer nel core per evitare che limitassero le prestazioni. Sono inoltre stati migliorati anche alcuni algoritmi per ridurre le perdite di performance legate a stalli nell'esecuzione delle istruzioni, come per esempio quelli legati alla gestione delle previsioni dei flussi di esecuzione delle istruzioni. Sono stati migliorate anche le sezioni hardware dedicate al prefetch e quelle per lo scheduling delle operazioni di load e store. C'è anche un nuovo Branch Target Buffer (BTB) al secondo livello per migliorare le previsioni di flusso con applicazioni con codice particolarmente ampi come i database. Il nuovo Renamed Return Stack Buffer (RSB), invece, permette un ulteriore miglioramento di prestazioni.I Core i7 dispongono inoltre della tecnologia Hyper Threading, che raddoppia il numero di core logici rispetto a quelli fisicamente presenti, in modo da poter gestire 8 thread complessivamente sui 4 core. Altra tecnologia presente, infine, è quella chiamata Turbo Boost.

[tit:Il chipset]
Per far funzionare adeguatamente le nuove CPU serve anche un nuovo chipset. In questo caso il nuovo componente è siglato X58 Express a cui si aggiunge l'ICH10R per collegamenti con hard disk e device USB.

All'X58 si collegano direttamente i moduli di memoria. Ci sono tre canali per moduli con DDR3 che offrono una larghezza di banda di 8,5 Gbit/s. Il processore si collega all'X58 tramite il canale con il collegamento QPI (il chipset supporta configurazione del QPI a 6,4 oppure 4,8 GT/s), mentre l'ICH10 usa un collegamento DMI con larghezza di banda di 2 GByte/sL'X58 supporta anche 36 linee con un bus PCI Express che permette di implementare configurazioni con due schede grafiche che usano slot x16 oppure con quattro x8. Altri sei linee PCI sono disponibili dall'ICH10.Questo secondo componente del chipset permette di connettere le periferiche di I/O e sono presenti sei porte SATA 1,5 e 3 Gbps e l'Intel Matrix Storage Technology permette di implementare i livelli RAID 0, 5, e 10.

àˆ previsto anche il supporto per external SATA (eSATA). Due controller separati all'interno dell'ICH mettono a disposizione 12 porte USB 2.0. Il chipset offre inoltre l'Intel high definition audio.àˆ presente anche la tecnologia Intel Turbo Memory che permette di usare memorie NAND per migliorare la risposta delle applicazioni e i tempi di caricamento.Sia le porte SATA che quelle USB sono escludibili in modo da potenziare la sicurezza di sistemi e prevenire attacchi tramite device inseriti in queste porte.