środa, kwiecień 16, 2014

Kompleksowa Obsługa Informatyczna                                           Centrum Serwisowe

  

Progress Systemy Komputerowe

Procesory Intel

Sandy Bridge-E to wykonane w wymiarze 32 nanometrów układy, będące rozwinięciem rodziny Sandy Bridge. To co kluczowe to fakt, że nie jest to żaden kolejny etap typowego dla Intela cyklu "Tick-Tock". Zgodnie z jego założeniami rozwój układów następuje w dwóch etapach, Tick to przeniesienie obecnej na rynku mikroarchitektury w nowy, niższy wymiar technologiczny (z niewielkimi usprawnieniami/nowościami), Tock z kolei to wprowadzenie nowej architektury. Premiera Sandy Bridge to właśnie cykl Tock, nowa architektura w wymiarze technologicznym już wykorzystywanym (pierwsze układy Intela wykonane w wymiarze 32 nanometrów to procesory Westmere dla podstawki LGA1156). Zgodnie z standardowym cyklem kolejnym etapem będzie przeniesienie architektury Sandy Bridge w niższy wymiar technologiczny - Tick będzie miał miejsce jednak w przyszłym roku, kiedy to na rynku zadebiutują układy Ivy Bridge (oraz Ivy Bridge-E) wykonane w wymiarze 22 nanometrów. Sandy Bridge-E wpisany jest więc w ten sam etap postępu co Sandy Bridge, nie jest to nowa ani usprawniona i wykonana w niższym wymiarze architektura a jedynie obecne na rynku rozwiązanie przystosowane do nieco innych zadań.

Jak wygląda owo "przystosowanie" Sandy Bridge do preferencji najbardziej wymagających użytkowników? Najkrócej można je opisać jako zwiększanie - zwiększono liczbę rdzeni, ilość pamięci podręcznej poziomu trzeciego (współdzielonej pomiędzy wszystkie rdzenie), liczbę obsługiwanych linii PCI-Express (procesory Sandy Bridge posiadają zintegrowany kontroler PCI-Express odpowiedzialny za obsługę złącz PCI-Express x16 i komunikację z chipsetem poprzez DMI) oraz liczbę równoległych kanałów obsługujących pamięć operacyjną. Sandy Bridge-E, podobnie jak Nehalem dla LGA1366, jest poniekąd efektem ubocznym wprowadzenia nowej architektury do rozwiązań serwerowych - na rynku zadebiutują niebawem układy z serii Xeon E5-2600, wyposażone w maksymalnie 8 rdzeni i 20MB pamięci podręcznej poziomu trzeciego i dedykowane podstawce LGA2011. Wprowadzone do sprzedaży procesory Core i7 dla nowej podstawki to nieco okrojone wersje Xeonów, pomost pomiędzy typowymi rozwiązaniami serwerowymi a komputerami domowymi.

O serwerowym rodowodzie procesorów Core i7 wykorzystujących rdzeń Sandy Bridge-E świadczy chociażby schemat ich struktury krzemowej widoczny powyżej. Zauważyć można, że znajduje się na nim łącznie osiem rdzeni, maksymalnie tylko sześć będzie jednak aktywnych w przypadku procesorów Core i7 dla LGA2011. Podobnie sytuacja wygląda w przypadku pamięci cache L3 - fizycznie układ Core i7-3960X posiada 20 MB pamięci podręcznej poziomu trzeciego, aktywne pozostaje jednak "tylko" 15 MB. Na schemacie Intel nie zaznaczał tego, wystarczy jednak porównać liczbę tranzystorów z jakich wykonany jest Core i7-3960X oraz powierzchnię jaką zajmuje. To najbardziej złożony procesor dla komputerów osobistych jaki pojawił się na rynku - zbudowany jest z ponad dwukrotnie większej liczby tranzystorów niż czterordzeniowe Sandy Bridge dla LGA1155 (2260 milionów w porównaniu do 996 milionów) i zajmuje przy tym dwukrotnie większą powierzchnię (435 mm^2, Sandy Bridge to 216 mm^2, Bulldozer od AMD - niespełna 320 mm^2). Względem układów Xeon (Sandy Bridge-EP) nieaktywne pozostają również łącza QPI (Quick Patch Interconnect) - w procesorach serwerowych wykorzystywane są one do komunikacji pomiędzy procesorami, Core i7 3960X pracować będzie mógł tylko w konfiguracjach jednoprocesorowych (a za komunikację z chipsetem odpowiada łącze DMI).

Układy Sandy Bridge-E po wersji serwerowej dziedziczą czterokanałowy kontroler pamięci DDR3 1600MHz (Sandy Bridge posiada zintegrowany dwukanałowy kontroler pamięci DDR3 1333MHz) oraz kontroler PCI-Express obsługujący dwukrotnie większą liczbę linii (40 w porównaniu do 20 w SB). Sam kontroler PCI-Express nie jest jednoznacznie określony pod względem szybkości działania - Intel w specyfikacji zaznacza, że "wierzy, iż niektóre urządzenia PCIe będą w stanie komunikować się z procesorem z prędkością 8 GT/s". To prędkość właściwa dla PCI-Express w standardzie 3.0 (PCI-E 2.0 oferuje maksymalną prędkość komunikacji równą 5 GT/s). Z jednej strony taki zapis można tłumaczyć brakiem obecności na rynku kart rozszerzeń zgodnych z nowy standardem a co za tym idzie, brakiem możliwości zweryfikowania czy osiągają one faktycznie taką prędkość podczas komunikacji. Z drugiej strony jednak nie wydaje się aby taki gigant jak Intel nie mógł zweryfikować obsługi standardu PCI-Express 3.0 w swoich produktach, w takiej sytuacji zapis ten świadczyć może o problemach z osiągnięciem pełnej prędkości komunikacji. To jak sytuacja faktycznie zweryfikuje czas, nie wydaje się jednak aby realna prędkość komunikacji miała w najbliższym czasie jakikolwiek wpływ na ocenę produktu (wielce wątpliwe jest, że PCI-Express 3.0 zapewni jakikolwiek zauważalny wzrost wydajności kart rozszerzeń względem standardu PCI-Express 2.0).

Pozostałe cechy układu pokrywają się z tym co oferuje Sandy Bridge dla LGA1155 - mamy tą samą architekturę, ten sam wymiar technologiczny 32 nanometrów oraz obsługę tych samych zestawów instrukcji (AES-NI, AVX, SSE4.2) oraz technologii (Hyper-Threading, Turbo Boost 2.0).

LGA2011 I X79 EXPRESS

Z myślą o procesorach Sandy Bridge-EP (rozwiązania serwerowe) zaprojektowana została nowa podstawka, LGA2011. Z oczywistych względów ta sama podstawka wykorzystywana jest w przypadku układów Sandy Bridge-E. Sama podstawka jest zdecydowanie większa aniżeli dotychczas stosowane przez Intela (LGA775, 1155, 1156 i 1366) i różni się od nich zarówno systemem mocowania procesora jak i samego chłodzenia.

Podstawka LGA2011 w porównaniu z poprzednimi rozwiązaniami Intela wyposażona jest w podwójny mechanizm blokady - na dwóch bokach znajdziemy dwie dźwignie zwalniające/blokujące górną część podstawki, na której oznaczono pierwszą z dźwigni, którą należy otworzyć lub też zamknąć. Ponadto podstawka ze względu na swoje rozmiary posiada metalową płytkę usztywniającą całą konstrukcję umieszczoną z drugiej strony PCB - analogicznie jak w przypadku LGA 1155, 1156 i 1366. Nowością jest jednak fakt, że płytka ta (backplate) została jednocześnie wyposażona w gwintowane otwory, które umożliwiają montaż chłodzenia. Koniec więc z plastikowymi kołkami wciskanymi w otwory montażowe w PCB płyty głównej, każde chłodzenie dla LGA2011 jest przykręcane do konstrukcji podstawki. Takie rozwiązanie ma wiele plusów - po pierwsze zapewnia dobry docisk w praktycznie każdej sytuacji, nawet po wielu cyklach montażu i demontażu chłodzenia (plastikowe kołki czesto się po prostu wyrabiały). Po drugie jest to rozwiązanie bezpieczniejsze i zarazem wygodniejsze (zarówno w porównaniu do standardowego zapięcia znanego z poprzednich podstawek jak i w przypadku układów chłodzących firm trzecich - tu backplate jest już bowiem na stałe przytwierdzony do płyty).

Nowa podstawka okazuje się jednocześnie wymagająca względem producentów płyt głównych, którzy płytom pod LGA2011 muszą poświęcić więcej uwagi przy projektowaniu, głównie ze względu na jej rozmiary oraz obecność czterokanałowego kontrolera pamięci. Procesory Sandy Bridge-E obsługują maksymalne osiem gniazd pamięci, po dwa na każdy z kanałów kontrolera pamięci DDR3. Płyty wyposażone będą więc przeważnie w taką właśnie liczbę gniazd - to z kolei wymaga rozmieszczenia ich po obu stronach podstawki i w konsekwencji utrudnia życie producentom płyt głównych. W takiej konfiguracji z lewej strony podstawki brak jest bowiem miejsca na sekcję zasilania (która tam zwyczajowo się znajduje), do wykorzystania pozostaje więc jedynie ograniczona ilość miejsca nad i pod podstawką LGA2011. Jako, że Sandy Bridge-E do układów konsumujących niewielkie ilości energii nie należy (ponad dwukrotnie większa liczba tranzystorów w porównaniu z Sandy Bridge musi pobierać wyraźnie więcej energii) to sama sekcja zasilania musi być odpowiednio rozbudowana. To jednak przeszkody, jakim stawić czoła muszą producenci - dla końcowych użytkowników ma to niewielkie znaczenie.

   Schemat blokowy układu X79 Express (wraz z Sandy Bridge-E)