Готовясь к чтению репортажей с IDF, я ожидал услышать новые подробности о будущих 32 нм процессорах, основанных на микроархитектуре Nehalem. Да-да, именно о тех CPU, что известны под собирательным названием Westmere. Собственно, мои ожидания отчасти оправдались. Кое-что из информационного потока, изрыгаемого обозревателями, работающими на форуме, почерпнуть удалось. Разбирая всю эту груду информации, я взялся сохранять слайды про Westmere, которые, возможно, могут пригодиться впоследствии. А потом вдруг решил – поотнимаю-ка я хлеб у новостников и поделюсь собранной информацией с общественностью. Надеюсь, решил так не зря, и кому-то эта заметка всё-таки покажется интересной.

Итак, поехали…

Согласно идеологии «Тик-Так», проповедуемой Intel в течение нескольких последних лет, Westmere должен стать аналогом Nehalem, для производства которого будет применяться новая 32 нм технология. На IDF Intel подтвердил, что с 32 нм производственным процессом у них всё более чем в порядке: процесс сертифицирован и первые полупроводниковые пластины уже сходят с конвейера. В течение четвёртого квартала будет запущено и массовое производство. Первые же серийные продукты, в основе которых будут лежать 32 нм ядра, согласно имеющемуся плану, должны появятся в продаже в самом начале 2010 года. Причём, на этот раз Intel решил в первую очередь сосредоточиться на продвижении десктопных и мобильных процессоров средней ценовой категории с кодовыми именами Clarkdale и Arrandale.

В этом коротком виртуальном репортаже я хочу сосредоточиться на Clarkdale, но Arrandale будет предлагать примерно такие же возможности, но для мобильного сегмента.

Итак, приход 32 нм технологии в настольные компьютеры начнётся с общеупотребительных предложений, а не с решений верхней ценовой категории, где появления шестиядерных 32 нм процессоров Gulftown придётся ждать ещё почти полгода. Первый же дизайн 32 нм полупроводникового кристалла Westmere будет предполагать наличие только двух процессорных ядер, правда, с поддержкой технологии Hyper-Threading. То есть операционные системы будут видеть Clarkdale и Arrandale как CPU с четырьмя вычислительными ядрами. Вот таким образом выглядит процессорный кристалл Clarkdale/Arrandale:

Кэша, как видите, тут не так уж и много по сравнению с размером остальной части. Не удивляетесь, L3 кэш-память в процессорах Westmere первого поколения с двумя вычислительными ядрами имеет объём всего лишь 4 Мбайта. Зато новая производственная технология позволяет увеличить тактовые частоты: старший из Clarkdale будет работать на частоте 3.46 ГГц — а это выше частоты любых современных десктопных процессоров. В сумме высокие тактовые частоты и технология Hyper-Threading дадут возможность процессорам Clarkdale играть на том же поле, где сейчас обосновались четырёхъядерные Yorkfield и даже Lynnfield. Хотя полностью процессоры Lynnfield вытеснены новинками не будут, так что те, кто поспешил купить новые Core i7-800 и Core i5-700 – отнюдь не прогадали.

Иными словами, 32 нм Gulftown и Clarkdale достаточно продолжительное время после своего анонса будут сосуществовать с 45 нм предшественниками.

И произойдет это отчасти потому, что Clarkdale (и Arrandale) – не просто двухъядерный процессор. Это – первый и единственный в своём роде двухъядерный процессор со встроенной графикой.

Но графическое ядро всё-таки не будет встроено в сам процессорный кристалл. Два кристалла – процессор и графический ускоритель – будут просто соседствовать на одной процессорной плате.

При этом только процессорный кристалл будет выпускаться с использованием 32 нм технологического процесса. Графика же будет производиться по зрелой 45 нм технологии. Но не надо думать, что объединённый на одной плате процессор и графический ускоритель сосуществуют отдельно друг от друга. Всё-таки некоторое взаимодействие между ними инженеры Intel собираются реализовать. Самая интересная часть этого взаимодействия – графически-процессорная технология Turbo Boost, которая позволит графическому ядру ускоряться в те моменты, когда процессор не загружен работой. Учитывая, что в такой двухкристальной конструкции Westmere графика и процессор охлаждаются одним кулером, данное решение выглядит довольно изящно. Впрочем, графический Turbo Boost пока что планируется ввести лишь в перспективных мобильных процессорах Arrandale.

Наличие в одной упаковке с процессором графического ядра повлечёт за собой полное изменение архитектуры системы по сравнению с существующими предложениями, использующими интегрированную графику. С выходом платформы LGA1156 набор логики уже стал одночиповым, и вся система стала включать две главные микросхемы вместо традиционных трёх – процессор и южный мост. Северный же мост ушёл в небытиё. Появление в процессоре графической части не изменит этой структуры. Процессоры Clarkdale будут совместимы с существующим LGA1156 гнездом, и для создания систем на их основе снова не будет требоваться северный мост.

Для работы интегрированной графики в южный мост будет добавлен лишь KVM-Switch, а видеосигнал в цифровом виде будет гнаться от процессора до южного моста по специальной шине Intel Flexible Display Interface. В остальном – никаких изменений. Как и в Lynnfield, в процессорах Westmere будет встроен контроллер памяти и контроллер PCIE, именно поэтому северный мост не потребуется. Кстати, как раз благодаря контроллеру PCIE системы, основанные на Clarkdale, смогут использовать не только встроенную графику, но и дискретные графические карты.

Собственно, в использовании внешней графики есть вполне реальный практический смысл. То графическое ядро, что будет располагаться рядом с процессорным кристаллом в Clarkdale, – это не высокопроизводительная видеокарта, а всего-навсего прямой наследник Intel GMA. То есть тех GPU, которые встраиваются в интеловские чипсеты.

Правда, в новом GPU будут сделаны довольно серьёзные усовершенствования. Во-первых, движок Intel Clear Video сможет аппаратно декодировать два видеопотока высокого разрешения одновременно. Это свойство может быть использовано для воспроизведения Blu-Ray с поддержкой функции «картинка в картинке» с минимальной нагрузкой на CPU.

Что же касается 3D части, то число шейдерных процессоров возрастёт до 12 (в Intel G45 их — 10), а частоты их работы составят 733–900 МГц (в Intel G45 – 800 МГц). При этом размер видеопамяти, которую GPU сможет «отжирать» от системной, также будет увеличен до 1.7 Гбайт. В целом, Intel обещает, что графика в Clarkdale будет работать быстрее, чем в системах с чипсетом Intel G45, примерно в 1.4 – 1.5 раза.

Возвращаясь же к процессорному ядру, необходимо отметить, что в нём будет наличествовать единственное заметное микроархитектурное изменение по сравнению с 45 нм Nehalem. А именно, в Westmere Intel введёт поддержку нового набора инструкций AESNI. Это – набор из шести утилитарных команд, ориентированных на одно – ускорять работу шифровального алгоритма AES.

Intel утверждает, что поддержка новых инструкций уже реализована в Windows 7, и эта операционная система сразу после появления Clarkdale начнёт использовать новые команды для всех своих криптографических алгоритмов. Кроме того, они смогут быть задействованы во всякого рода программном обеспечении, но, конечно, только после его перекомпиляции под новые команды. В качестве примера Intel приводит перспективную версию WiZip. При сжатии с шифрованием на процессорах с поддержкой AESNI скорость работы этой утилиты сможет увеличиться примерно в полтора раза.

Итак, в целом, базовые характеристики процессоров с кодовым именем Clarkdale выглядят так:

Intel пока что стесняется говорить о конкретных значениях частот, но я могу по секрету сказать, что процессоры Clarkdale будут работать на частотах от 2.8 до 3.46 ГГц. Причём, они будут предлагаться как в рамках серии Core i5, так и под торговыми марками Core i3 и Pentium. На данный момент ожидается, что модельный ряд будет таким:

Ну и напоследок – о быстродействии. Intel так и не дал на IDF протестировать обозревателям систему, построенную на базе Clarkdale, своими руками. Так что пока что я могу поделиться лишь теми скудными цифрами, которые сообщил сам производитель.

Согласно тесту SPEC CPU2006, производительность Clarkdale, работающего на частоте 3.33 ГГц оказывается близка к производительности процессора Q9400. Как видим, несмотря на то, что Clarkdale – это двухъядерный процессор, он выступает на уровне четырёхъядерного процессора прошлого поколения, работающего на частоте 2.66 ГГц. При сравнении же с двухъядерным CPU с частотой 3.0 ГГц, его скорость оказывается почти в полтора раза выше.

PCMark Vantage оценивает Clarkdale гораздо более оптимистично. Здесь Clarkdale можно, видимо, будет сравнивать со старшими четырёхъядерными процессорами семейства Yorkfield.

А вот числа, по которым можно сделать выводы о производительности встроенного графического ядра (тесты проводились в системах, использующих интегрированную графику). 3DMark Vantage недвусмысленно намекает нам на то, что GPU в Clarkdale действительно работает в полтора раза быстрее, чем графика в наборе логики Intel G45. Что же касается процессорной производительности, то двухъядерный Clarkdale вновь выступает наравне с четырёхъядерным Yorkfield.