A Intel em breve começará a enviar uma nova família de processadores para laptops. Codinome dos processadores Lago Kaby A 7ª geração é de particular interesse para quem se prepara para mudar a plataforma para uma mais produtiva num futuro próximo. Os entusiastas da codificação de vídeo notarão uma diferença significativa nos ganhos do novo processador. Os amantes do cinema ficarão realmente satisfeitos ao assistir vídeos com altas taxas de bits. Os jogadores poderão desfrutar de videogames diretamente em seus laptops. Tudo isso é perfeitamente possível com processadores Intel de 7ª geração.
A conferência deste mês Fórum de desenvolvedores Intel me deu um gostinho de todas as delícias dos processadores de 7ª geração. No fórum durante a demonstração, o laptop Dell XPS 13 foi capaz de lidar com super gráficos em videogames pesados usando gráficos Intel padrão integrados na nova plataforma. Esta é simplesmente uma conquista incrível.
Assim, o anúncio de estreia da Intel em 30 de agosto de 2016 nos demonstrou claramente o quanto esses processadores serão mais produtivos do que todo o mercado de processadores que existe hoje.
Isto é o que ficou conhecido após o fórum sobre processadores Intel multi-core de 7ª geração:
100 projetos até o final do ano
Em seu fórum de desenvolvedores, a Intel anunciou que toda a linha de processadores de 7ª geração está agora disponível para os principais fabricantes de computadores e parceiros da Intel, o que significa o lançamento de laptops muito promissores baseados nos novos processadores antes do final do ano. Chris Walker, gerente geral de plataformas de clientes móveis da Intel, disse que os novos processadores na faixa de consumo de energia de 4,5 Watts a 15 Watts serão os primeiros a aparecer em laptops, ou seja, em laptops ultrafinos. Conforme relatado anteriormente quando surgiram informações sobre os processadores de 7ª geração, já estão em andamento trabalhos em 100 projetos envolvendo processadores de 7ª geração, que estarão disponíveis no quarto trimestre de 2016.
A nova família de processadores se expandirá para outros mercados, mas somente no próximo ano. Assim, em particular, em janeiro, é esperado o aparecimento de processadores Intel de 7ª geração em estações de trabalho, sistemas de jogos e realidade virtual.
Os chips têm uma arquitetura familiar
A Intel construiu seus processadores de 7ª geração na mesma arquitetura Skylake dos processadores de 6ª geração lançados no ano passado. Portanto, a Intel não criou uma revolução inventando uma nova arquitetura. O Skylake foi apenas ajustado um pouco para torná-lo perfeito.
Em particular, a Intel anunciou que melhorou a voltagem dos transistores nos processadores. O resultado é que a microarquitetura se tornou mais eficiente energeticamente e, portanto, os processadores de 7ª geração podem oferecer ganhos de desempenho em comparação às gerações anteriores de processadores Intel.
Os núcleos m5 e m7 estão saindo
A Intel está fazendo alterações nas designações de chips de baixo consumo de energia, eliminando os processadores Core m5 e m7 de 4,5 watts e transformando-os em Core i5 e Core i7. A empresa espera que esta mudança ajude os consumidores, muitos dos quais estão confusos sobre a diferença entre o Core i5 e o Core m5. No entanto, processadores de 4,5 watts, também conhecidos como chips de série Lago Kaby, com uma carta S semelhante em poder. Se você ver S no final do SKU, então é um dos chips anteriormente conhecidos como núcleos m5 ou m7.
O que é ainda mais interessante é que a Intel não mudará a marca principal de seus processadores Core m3 básicos, que são os mais lentos e menos caros da linha. eu. Portanto, em ordem de desempenho, os chips de 4,5 watts são chamados de Core m3, Core i5 série Y e Core i7 série Y.
Aumento de desempenho
Você provavelmente não deveria jogar fora seu processador de 6ª geração se você atualizou este ano ou no inverno passado. Definitivamente não vale a pena mudar o Skylake em favor de um dos processadores de 7ª geração de uma linha semelhante. A substituição só se justifica aumentando o índice do processador. Mas a Intel diz que se você decidir substituí-lo, obterá um aumento notável de desempenho. Usando o benchmark SYSmark para medir o desempenho, a Intel lançou um computador com processador Core i7-7500U de 7ª geração que alcançou um ganho de desempenho de 12 por cento em relação ao processador Core i7-6500U de 6ª geração. Os testes do WebXPRT 2015 mostraram uma melhoria de 19% no desempenho.
Não creio que mesmo uma vantagem de 19 por cento irá encorajar os compradores a mudar o seu não tão velho e bom Skylake para Kaby Lake. Obviamente, o aumento no desempenho parece mais significativo quando comparamos os processadores de 5ª e 4ª gerações, nos quais a Intel está contando para substituir os processadores. O novo Core i5-7200U é 1,7 vezes mais poderoso do que seu Core i5-2467M de cinco anos no SYSmark. No teste 3DMark, o novo processador revelou-se três vezes mais rápido que um processador de cinco anos.
Representantes da Intel disseram que a 7ª geração de processadores centrais será capaz de jogar jogos exigentes em configurações médias de 720p com gráficos integrados ou de 4K com um amplificador gráfico compatível.
Esses chips são projetados para vídeo
A Intel percebeu todos os vídeos em 4K e 360 graus que consumimos. Em resposta, a fabricante de chips introduziu um novo mecanismo de vídeo para seus processadores Core de 7ª geração que visa lidar com qualquer demanda de conteúdo que você possa oferecer.
Os novos chips suportam decodificação de hardware do perfil de cores HEVC de 10 bits, o que permitirá reproduzir vídeo 4K e UltraHD sem interrupções. A Intel também adicionou capacidade de decodificação VP9 para os núcleos de 7ª geração para melhorar o desempenho quando você assiste a vídeos em 4K enquanto realiza outras tarefas.
Os núcleos de 7ª geração também serão capazes de realizar operações de conversão de vídeo muito mais rapidamente que outros processadores. Por exemplo, de acordo com a Intel, você pode transcodificar 1 hora de vídeo 4K em apenas 12 minutos.
Mais eficiência energética
Em termos de melhoria da eficiência energética da bateria do laptop, a Intel disse que um laptop com processador de 7ª geração pode durar 7 horas enquanto transmite vídeos do YouTube em 4K ou 4K em 360 graus. Comparado aos núcleos de 6ª geração, a vantagem operacional será em média de 4 horas a favor da sétima geração. Quanto ao streaming de vídeo 4K, a Intel promete desempenho o dia todo, que é de 9 horas e meia.
A 7ª geração oferece uma série de outros recursos
Os processadores de 7ª geração oferecem vários outros recursos projetados para ajudar seus laptops a funcionar com mais eficiência. Por exemplo, tecnologia Intel Turbo Boost 2.0. Este é um recurso que controla o desempenho e a potência do processador, como fazer overclock automático do processador quando a velocidade do clock da CPU excede suas classificações de desempenho.
A tecnologia Hyper-Threading ajuda o processador a concluir tarefas mais rapidamente, fornecendo dois threads de processamento para cada núcleo.
Processadores de 7ª geração também incluem tecnologia Mudança de velocidade, o que deve tornar a execução de aplicativos mais rápida. Essa tecnologia permite que o processador responda melhor às solicitações do aplicativo para aumentar ou diminuir a frequência para fornecer o melhor desempenho, otimizando assim o desempenho e a eficiência. Isso é especialmente eficaz quando os aplicativos exigem atividades muito curtas, como navegar na Web ou retocar fotos com várias pinceladas em um editor de imagens.
História dos processadores Intel | Primogênito – Intel 4004
A Intel vendeu seu primeiro microprocessador em 1971. Era um chip de 4 bits, codinome 4004. Ele foi projetado para funcionar em conjunto com três outros microchips, ROM 4001, RAM 4002 e registrador de deslocamento 4003. 4004 fez os cálculos reais, e os componentes restantes foram críticos para a operação de o processador. Os chips 4004 foram usados principalmente em calculadoras e dispositivos similares e não se destinavam a computadores. Sua frequência máxima de clock era de 740 kHz.
O 4004 foi seguido por um processador semelhante chamado 4040, que era essencialmente uma versão melhorada do 4004 com um conjunto de instruções expandido e desempenho superior.
História dos processadores Intel | 8008 e 8080
Com o 4004, a Intel afirmou-se no mercado de microprocessadores e, para capitalizar a situação, introduziu uma nova série de processadores de 8 bits. Os chips 8008 apareceram em 1972, seguidos pelo 8080 em 1974 e pelo 8085 em 1975. Embora o 8008 seja o primeiro microprocessador de 8 bits da Intel, ele não era tão conhecido quanto seu antecessor ou sucessor, o 8080. Blocos de bits, o 8008 era mais rápido que o 4004, mas tinha uma velocidade de clock bastante modesta de 200-800 kHz e não atraiu particularmente a atenção dos projetistas de sistemas. O 8008 foi produzido com tecnologia de 10 micrômetros.
O Intel 8080 teve muito mais sucesso. O projeto arquitetônico dos chips 8008 foi alterado devido à adição de novas instruções e à transição para transistores de 6 micrômetros. Isso permitiu à Intel mais que dobrar a velocidade de clock, e os processadores 8080 mais rápidos em 1974 rodavam a 2 MHz. As CPUs 8080 foram utilizadas em inúmeros dispositivos, fazendo com que vários desenvolvedores de software, como a recém-formada Microsoft, focassem em software para processadores Intel.
Em última análise, os microchips 8086 posteriores compartilharam a mesma arquitetura com o 8080 para manter a compatibilidade retroativa com o software escrito para eles. Como resultado, os principais blocos de hardware dos processadores 8080 estavam presentes em todos os processadores baseados em x86 já produzidos. Tecnicamente, o software para o 8080 também pode ser executado em qualquer processador x86.
Os processadores 8085 eram essencialmente uma versão mais barata do 8080 com uma velocidade de clock mais alta. Tiveram muito sucesso, embora tenham deixado uma marca menor na história.
História dos processadores Intel | 8086: início da era x86
O primeiro processador de 16 bits da Intel foi o 8086. Ele tinha desempenho significativamente maior que o 8080. Além da velocidade de clock aumentada, o processador tinha um barramento de dados de 16 bits e unidades de execução de hardware que permitiam ao 8086 executar simultaneamente dois oito bits. instruções de bits. Além disso, o processador poderia realizar operações mais complexas de 16 bits, mas a maior parte dos programas da época foram desenvolvidos para processadores de 8 bits, portanto, o suporte para operações de 16 bits não era tão relevante quanto a multitarefa do processador. A largura do barramento de endereço foi expandida para 20 bits, o que deu ao processador 8086 acesso a 1 MB de memória e aumentou o desempenho.
O 8086 também foi o primeiro processador x86. Ele usou a primeira versão do conjunto de instruções x86, que alimentou quase todos os processadores AMD e Intel desde o lançamento do chip.
Na mesma época, a Intel lançou o chip 8088. Era baseado no 8086, mas tinha metade do barramento de endereços desativado e estava limitado a operações de 8 bits. No entanto, ele tinha acesso a 1 MB de RAM e rodava em frequências mais altas, por isso era mais rápido que os processadores Intel de 8 bits anteriores.
História dos processadores Intel | 80186 e 80188
Após o 8086, a Intel introduziu vários outros processadores, todos usando uma arquitetura semelhante de 16 bits. O primeiro foi o chip 80186. Foi desenvolvido para simplificar o projeto de sistemas acabados. A Intel transferiu alguns dos elementos de hardware que normalmente estariam na placa-mãe para a CPU, incluindo o gerador de clock, o controlador de interrupção e o temporizador. Ao integrar esses componentes à CPU, o 80186 tornou-se muitas vezes mais rápido que o 8086. A Intel também aumentou a velocidade do clock do chip para melhorar ainda mais o desempenho.
O processador 80188 também tinha vários componentes de hardware integrados ao chip, mas se contentou com um barramento de dados de 8 bits como o 8088 e foi oferecido como uma solução econômica.
História dos processadores Intel | 80286: mais memória, mais desempenho
Após o lançamento do 80186, surgiu no mesmo ano o 80286. Tinha características quase idênticas, com exceção do barramento de endereços ampliado para 24 bits, que, no chamado modo protegido do processador, permitia seu funcionamento com RAM de até 16 MB.
História dos processadores Intel | iAPX432
O iAPX 432 foi a primeira tentativa da Intel de se afastar da arquitetura x86 em uma direção completamente diferente. Pelos cálculos da Intel, o iAPX 432 deve ser várias vezes mais rápido que as demais soluções da empresa. Mas, no final das contas, o processador falhou devido a falhas significativas de design. Embora os processadores x86 fossem considerados relativamente complexos, o iAPx 432 elevou a complexidade do CISC a um nível totalmente novo. A configuração do processador era bastante volumosa, forçando a Intel a produzir a CPU em duas matrizes separadas. O processador também foi projetado para cargas de trabalho pesadas e não funcionava bem quando havia largura de banda de barramento ou fluxo de dados insuficiente. O iAPX 432 foi capaz de superar o 8080 e o 8086, mas foi rapidamente eclipsado pelos processadores x86 mais recentes e acabou sendo abandonado.
História dos processadores Intel | i960: o primeiro processador RISC da Intel
Em 1984, a Intel criou seu primeiro processador RISC. Não era um concorrente direto dos processadores baseados em x86, pois era destinado a soluções embarcadas seguras. Esses chips usavam uma arquitetura superescalar de 32 bits que usava o conceito de design Berkeley RISC. Os primeiros processadores i960 tinham velocidades de clock relativamente baixas (o modelo mais novo rodava a 10 MHz), mas com o tempo a arquitetura foi aprimorada e transferida para processos técnicos mais finos, o que possibilitou aumentar a frequência para 100 MHz. Eles também suportavam 4 GB de memória protegida.
O i960 foi muito utilizado em sistemas militares e também no segmento corporativo.
História dos processadores Intel | 80386: transição de x86 para 32 bits
O primeiro processador x86 de 32 bits da Intel foi o 80386, que apareceu em 1985. Sua principal vantagem era o barramento de endereços de 32 bits, que possibilitava endereçar até 4 GB de memória do sistema. Embora quase ninguém usasse tanta memória naquela época, as limitações de RAM geralmente prejudicavam o desempenho dos processadores x86 anteriores e das CPUs concorrentes. Ao contrário das CPUs modernas, quando o 80386 foi introduzido, aumentar a quantidade de RAM quase sempre significava aumentar o desempenho. A Intel também implementou uma série de melhorias arquitetônicas que ajudaram a melhorar o desempenho além dos níveis 80286, mesmo quando ambos os sistemas usavam a mesma quantidade de RAM.
Para adicionar modelos mais acessíveis à linha de produtos, a Intel lançou o 80386SX. Este processador era quase idêntico ao 80386 de 32 bits, mas estava limitado a um barramento de dados de 16 bits e suportava apenas 16 MB de RAM.
História dos processadores Intel | i860
Em 1989, a Intel fez outra tentativa de se afastar dos processadores x86. Ela criou uma nova CPU com arquitetura RISC chamada i860. Ao contrário do i960, este CPU foi projetado como um modelo de alto desempenho para o mercado de desktops, mas o design do processador tinha algumas desvantagens. A principal delas era que, para atingir alto desempenho, o processador dependia inteiramente de compiladores de software, que deveriam colocar as instruções na ordem de sua execução no momento da criação do arquivo executável. Isso ajudou a Intel a manter o tamanho do chip e a reduzir a complexidade do chip i860, mas ao compilar programas era quase impossível colocar cada instrução em ordem do início ao fim. Isso forçou a CPU a gastar mais tempo processando dados, o que reduziu drasticamente seu desempenho.
História dos processadores Intel | 80486: Integração FPU
O processador 80486 foi o próximo grande passo da Intel em termos de desempenho. A chave do sucesso foi uma integração mais estreita dos componentes na CPU. O 80486 foi o primeiro processador x86 com cache L1 (primeiro nível). As primeiras amostras do 80486 tinham 8 KB de memória cache no chip e foram fabricadas usando uma tecnologia de processo de 1000 nm. Mas com a transição para 600 nm, o tamanho do cache L1 aumentou para 16 KB.
A Intel também incluiu uma FPU na CPU, que anteriormente era uma unidade de processamento funcional separada. Ao mover esses componentes para o processador central, a Intel reduziu significativamente a latência entre eles. Para aumentar o rendimento, os processadores 80486 também usaram uma interface FSB mais rápida. Para melhorar a velocidade de processamento de dados externos, muitas melhorias foram feitas no kernel e em outros componentes. Essas mudanças aumentaram significativamente o desempenho dos processadores 80486, que eram muitas vezes mais rápidos que o antigo 80386.
Os primeiros processadores 80486 atingiram velocidades de 50 MHz, e modelos posteriores, fabricados no processo de 600 nm, podiam operar em até 100 MHz. Para compradores com orçamento menor, a Intel lançou uma versão do 80486SX em que o FPU estava bloqueado.
História dos processadores Intel | P5: o primeiro processador Pentium
O Pentium chegou em 1993 e foi o primeiro processador x86 da Intel que não seguiu o sistema de numeração 80x86. O Pentium usou a arquitetura P5, a primeira microarquitetura superescalar x86 da Intel. Embora o Pentium fosse globalmente mais rápido que o 80486, sua principal característica era seu FPU significativamente melhorado. A FPU do Pentium original era dez vezes mais rápida que a antiga unidade 80486. A importância dessa melhoria só aumentou quando a Intel lançou o Pentium MMX. Em termos de microarquitetura, este processador é idêntico ao primeiro Pentium, mas suportava o conjunto de instruções Intel MMX SIMD, o que poderia aumentar significativamente a velocidade das operações individuais.
Comparado ao 80486, a Intel aumentou a capacidade do cache L1 nos novos processadores Pentium. Os primeiros modelos Pentium tinham 16 KB de cache de primeiro nível, e o Pentium MMX já recebia 32 KB. Naturalmente, esses chips operavam em velocidades de clock mais altas. Os primeiros processadores Pentium usavam transistores de 800 nm e atingiam apenas 60 MHz, mas as versões subsequentes construídas usando o processo de 250 nm da Intel atingiam 300 MHz (núcleo Tillamook).
História dos processadores Intel | P6: Pentium Pro
Pouco depois do primeiro Pentium, a Intel planejou lançar o Pentium Pro, baseado na arquitetura P6, mas enfrentou dificuldades técnicas. O Pentium Pro executou operações de 32 bits significativamente mais rápido do que o Pentium original devido à execução de instruções fora de ordem. Esses processadores tinham uma arquitetura interna fortemente redesenhada que decodificava instruções em microoperações que eram executadas em módulos de uso geral. Devido ao hardware de decodificação adicional, o Pentium Pro também usou um pipeline de 14 níveis significativamente expandido.
Como os primeiros processadores Pentium Pro foram destinados ao mercado de servidores, a Intel expandiu novamente o barramento de endereço para 36 bits e adicionou a tecnologia PAE, permitindo o endereçamento de até 64 GB de RAM. Isso era muito mais do que o usuário médio precisava, mas a capacidade de suportar grandes quantidades de RAM era extremamente importante para os clientes de servidores.
O sistema de cache do processador também foi redesenhado. O cache L1 foi limitado a dois segmentos de 8 KB, um para instruções e outro para dados. Para compensar o déficit de memória de 16 KB em comparação com o Pentium MMX, a Intel adicionou 256 KB a 1 MB de cache L2 em um chip separado conectado ao pacote da CPU. Ele foi conectado à CPU usando um barramento de dados interno (BSB).
Inicialmente, a Intel planejou vender o Pentium Pro para usuários comuns, mas acabou limitando seu lançamento a modelos para sistemas de servidor. O Pentium Pro tinha vários recursos revolucionários, mas continuou a competir com o Pentium e o Pentium MMX em termos de desempenho. Os dois processadores Pentium mais antigos eram significativamente mais rápidos em operações de 16 bits, e o software de 16 bits prevalecia na época. O processador também ganhou suporte para o conjunto de instruções MMX; como resultado, o Pentium MMX superou o Pentium Pro em programas otimizados para MMX.
O Pentium Pro teve a chance de se destacar no mercado consumidor, mas era bastante caro de produzir devido ao chip separado contendo o cache L2. O processador Pentium Pro mais rápido atingiu uma frequência de clock de 200 MHz e foi produzido usando processos de fabricação de 500 e 350 nm.
História dos processadores Intel | P6: Pentium II
A Intel não abandonou a arquitetura P6 e em 1997 introduziu o Pentium II, que corrigiu quase todas as deficiências do Pentium Pro. A arquitetura subjacente era semelhante à do Pentium Pro. Ele também usou um pipeline de 14 camadas e teve algumas melhorias no kernel que aumentaram a velocidade de execução das instruções. O tamanho do cache L1 aumentou – 16 KB para dados mais 16 KB para instruções.
Para reduzir os custos de fabricação, a Intel também mudou para chips de cache mais baratos acoplados a um pacote de processador maior. Essa foi uma forma eficaz de baratear o Pentium II, mas os módulos de memória não conseguiam operar na velocidade máxima da CPU. O resultado foi que o cache L2 atingiu apenas metade da velocidade do processador, mas para os primeiros modelos de CPU isso foi suficiente para melhorar o desempenho.
A Intel também adicionou o conjunto de instruções MMX. Os núcleos de CPU do Pentium II, codinome "Klamath" e "Deschutes", também foram vendidos sob as marcas Xeon e Pentium II Overdrive voltadas para servidor. Os modelos de maior desempenho tinham 512 KB de cache L2 e velocidades de clock de até 450 MHz.
História dos processadores Intel | P6: Pentium III e a luta por 1 GHz
Após o Pentium II, a Intel planejou lançar um processador baseado na arquitetura Netburst, mas ainda não estava pronto. Portanto, no Pentium III a empresa voltou a utilizar a arquitetura P6.
O primeiro processador Pentium III tinha o codinome "Katmai" e era muito semelhante ao Pentium II: usava um cache L2 simplificado que funcionava com apenas metade da velocidade da CPU. A arquitetura básica recebeu mudanças significativas, em particular, várias partes do pipeline de 14 níveis foram combinadas em 10 estágios. Graças ao pipeline atualizado e ao aumento da velocidade do clock, os primeiros processadores Pentium III tendiam a ser um pouco mais rápidos que o Pentium II.
Katmai foi produzido com tecnologia de 250 nm. No entanto, após passar para o processo de fabricação de 180 nm, a Intel conseguiu aumentar significativamente o desempenho do Pentium III. A versão atualizada, codinome "Coppermine", moveu o cache L2 para a CPU e reduziu seu tamanho pela metade (para 256 KB). Mas como ele podia rodar em velocidades de CPU, os níveis de desempenho ainda melhoraram.
Coppermine competiu com AMD Athlon por 1 GHz e se saiu bem. Mais tarde, a Intel tentou lançar um modelo de processador de 1,13 GHz, mas acabou sendo recuperado após Dr. Thomas Pabst da Tom's Hardware descobriu instabilidade em seu trabalho. Como resultado, o chip de 1 GHz permaneceu como o processador Pentium III baseado em Coppermine mais rápido.
A versão mais recente do núcleo Pentium III foi chamada de "Tualatin". Ao criá-lo, foi utilizada uma tecnologia de processo de 130 nm, que possibilitou atingir uma frequência de clock de 1,4 GHz. O cache L2 foi aumentado para 512 KB, o que também permitiu um ligeiro aumento no desempenho.
História dos processadores Intel | P5 e P6: Celeron e Xeon
Junto com o Pentium II, a Intel também introduziu as linhas de processadores Celeron e Xeon. Eles usaram um núcleo Pentium II ou Pentium III, mas com diferentes quantidades de memória cache. Os primeiros processadores da marca Celeron, baseados no Pentium II, não tinham nenhum cache L2 e o desempenho era péssimo. Os modelos posteriores baseados no Pentium III tinham metade da capacidade do cache L2. Assim, obtivemos processadores Celeron que usavam o núcleo Coppermine e possuíam apenas 128 KB de cache L2, e modelos posteriores baseados em Tualatin já possuíam 256 KB.
As versões half-cache também foram chamadas de Coppermine-128 e Tualatin-256. A frequência desses processadores era comparável à do Pentium III e possibilitava competir com os processadores AMD Duron. A Microsoft usou o processador Celeron Coppermine-128 de 733 MHz no console de jogos Xbox.
Os primeiros processadores Xeon também eram baseados no Pentium II, mas tinham mais cache L2. Para modelos de entrada, seu volume era de 512 KB, enquanto os irmãos mais velhos podiam ter até 2 MB.
História dos processadores Intel | Netburst: estreia
Antes de discutir a arquitetura Intel Netburst e o Pentium 4, é importante compreender as vantagens e desvantagens de seu longo pipeline. O conceito de pipeline refere-se ao movimento de instruções através do núcleo. Cada estágio do pipeline executa muitas tarefas, mas às vezes apenas uma função pode ser executada. O pipeline pode ser expandido adicionando novos blocos de hardware ou dividindo um estágio em vários. Também pode ser reduzido removendo blocos de hardware ou combinando vários estágios de processamento em um.
O comprimento ou profundidade do pipeline tem impacto direto na latência, IPC, velocidade do clock e taxa de transferência. Pipelines mais longos normalmente exigem mais rendimento de outros subsistemas e, se o pipeline estiver recebendo constantemente a quantidade necessária de dados, cada estágio do pipeline não ficará ocioso. Além disso, processadores com pipelines longos geralmente podem funcionar em velocidades de clock mais altas.
A desvantagem de um pipeline longo é o aumento da latência de execução, uma vez que os dados que passam pelo pipeline são forçados a “parar” em cada estágio por um determinado número de ciclos. Além disso, os processadores que possuem um pipeline longo podem ter um IPC mais baixo, portanto, usam velocidades de clock mais altas para melhorar o desempenho. Com o tempo, os processadores que utilizam a abordagem combinada provaram ser eficazes sem desvantagens significativas.
História dos processadores Intel | Netburst: Pentium 4 Willamette e Northwood
Em 2000, a arquitetura Netburst da Intel finalmente ficou pronta e viu a luz do dia nos processadores Pentium 4, dominando os seis anos seguintes. A primeira versão do kernel foi chamada de "Willamette", sob a qual Netburst e Pentium 4 existiram por dois anos. No entanto, foi um momento difícil para a Intel, e o novo processador teve dificuldade em acompanhar o Pentium III. A microarquitetura Netburst permitiu frequências mais altas, e os processadores baseados em Willamette conseguiram atingir 2 GHz, mas em algumas tarefas o Pentium III a 1,4 GHz foi mais rápido. Durante este período, os processadores AMD Athlon tiveram uma maior vantagem de desempenho.
O problema com Willamette era que a Intel expandiu seu pipeline para 20 estágios e planejava atingir a marca de frequência de 2 GHz, mas devido a limitações de energia e calor, não conseguiu atingir seus objetivos. A situação melhorou com o advento da microarquitetura "Northwood" da Intel e o uso de uma nova tecnologia de processo de 130 nm, que aumentou a velocidade do clock para 3,2 GHz e dobrou o cache L2 de 256 KB para 512 KB. No entanto, os problemas com consumo de energia e dissipação de calor da arquitetura Netburst não desapareceram. No entanto, o desempenho do Northwood foi significativamente superior e poderia competir com os novos chips AMD.
Nos processadores de última geração, a Intel introduziu a tecnologia Hyper-Threading, que aumenta a eficiência do uso dos recursos principais durante multitarefa. Os benefícios do Hyper-Threading nos chips Northwood não foram tão grandes quanto nos modernos processadores Core i7 - o aumento de desempenho foi de apenas alguns por cento.
Os núcleos Willamette e Northwood também foram usados nos processadores das séries Celeron e Xeon. Tal como acontece com as gerações anteriores de CPUs Celeron e Xeon, a Intel reduziu e aumentou respectivamente o tamanho do cache L2 para diferenciá-los no desempenho.
História dos processadores Intel | P6: Pentium-M
A microarquitetura Netburst foi projetada para processadores Intel de alto desempenho, por isso consumia bastante energia e não era adequada para sistemas móveis. Assim, em 2003, a Intel criou sua primeira arquitetura projetada exclusivamente para notebooks. Os processadores Pentium-M eram baseados na arquitetura P6, mas com pipelines mais longos de 12 a 14 níveis. Além disso, foi o primeiro a implementar um pipeline de comprimento variável - se as informações necessárias para a instrução já estivessem carregadas no cache, as instruções poderiam ser executadas após passarem por 12 estágios. Caso contrário, eles teriam que passar por duas etapas adicionais para baixar os dados.
O primeiro desses processadores foi produzido com tecnologia de processo de 130 nm e continha 1 MB de cache L2. Atingiu uma frequência de 1,8 GHz com um consumo de energia de apenas 24,5 W. Uma versão posterior chamada "Dothan" com transistores de 90 nm foi lançada em 2004. A mudança para um processo de fabricação mais fino permitiu à Intel aumentar o cache L2 para 2 MB, o que, combinado com algumas melhorias principais, aumentou significativamente o desempenho por clock. Além disso, a frequência máxima da CPU aumentou para 2,27 GHz com um ligeiro aumento no consumo de energia para 27 W.
A arquitetura do processador Pentium-M foi posteriormente usada nos chips móveis Stealey A100, que foram substituídos pelos processadores Intel Atom.
História dos processadores Intel | Explosão de rede: Prescott
O núcleo Northwood com arquitetura Netburst existiu no mercado de 2002 a 2004, após o qual a Intel introduziu o núcleo Prescott com inúmeras melhorias. Durante a produção, foi utilizada uma tecnologia de processo de 90 nm, que permitiu à Intel aumentar o cache L2 para 1 MB. A Intel também introduziu uma nova interface de processador LGA 775, que tinha suporte para memória DDR2 e um barramento FSB expandido quádruplo. Graças a essas mudanças, Prescott tinha mais largura de banda que Northwood, o que era necessário para melhorar o desempenho do Netburst. Além disso, com base em Prescott, a Intel mostrou o primeiro processador x86 de 64 bits com acesso a uma RAM maior.
A Intel esperava que os processadores Prescott se tornassem os chips baseados em Netburst de maior sucesso, mas em vez disso eles falharam. A Intel expandiu novamente o pipeline de execução de instruções, desta vez para 31 estágios. A empresa esperava que o aumento na velocidade do clock fosse suficiente para compensar o pipeline mais longo, mas só conseguiu atingir 3,8 GHz. Os processadores Prescott esquentavam muito e consumiam muita energia. A Intel esperava que a transição para a tecnologia de processo de 90 nm eliminasse esse problema, mas o aumento da densidade do transistor apenas dificultou o resfriamento dos processadores. Não foi possível alcançar frequências mais altas e as alterações no núcleo Prescott tiveram um impacto negativo no desempenho geral.
Mesmo com todas as melhorias e cache adicional, Prescott estava, na melhor das hipóteses, no mesmo nível de Northwood em termos de aleatoriedade por clock. Ao mesmo tempo, os processadores AMD K8 também fizeram a transição para uma tecnologia de processo mais fina, o que possibilitou aumentar suas frequências. A AMD dominou o mercado de CPU para desktop por algum tempo.
História dos processadores Intel | Netburst: Pentium D
Em 2005, dois grandes fabricantes competiram para serem os primeiros a anunciar um processador dual-core para o mercado consumidor. A AMD foi a primeira a anunciar o Athlon 64 dual-core, mas ele ficou fora de estoque há muito tempo. A Intel procurou vencer a AMD usando um módulo multi-core (MCM) contendo dois núcleos Prescott. A empresa batizou seu processador dual-core de Pentium D, e o primeiro modelo recebeu o codinome "Smithfield".
No entanto, o Pentium D foi criticado porque apresentava os mesmos problemas dos chips Prescott originais. A dissipação de calor e o consumo de energia de dois núcleos baseados em Netburst limitaram a frequência a 3,2 GHz (melhor caso). E como a eficiência da arquitetura era altamente dependente da carga do pipeline e da velocidade de chegada dos dados, o IPC da Smithfield caiu visivelmente à medida que a largura de banda do canal foi dividida entre os dois núcleos. Além disso, a implementação física do processador dual-core não era elegante (na verdade, são dois cristais sob a mesma tampa). E dois núcleos em um chip em uma CPU AMD foram considerados uma solução mais avançada.
Depois de Smithfield veio Presler, que foi transferido para a tecnologia de processo de 65 nm. O módulo multinúcleo continha dois cristais Ceder Mill. Isso ajudou a reduzir a geração de calor e o consumo de energia do processador, além de aumentar a frequência para 3,8 GHz.
Havia duas versões principais do Presler. O primeiro tinha um TDP superior de 125W, enquanto o modelo posterior estava limitado a 95W. Graças ao tamanho reduzido do chip, a Intel também conseguiu dobrar a capacidade do cache L2, resultando em cada chip com 2 MB de memória. Alguns modelos entusiastas também suportavam a tecnologia Hyper-Threading, permitindo que a CPU executasse tarefas em quatro threads simultaneamente.
Todos os processadores Pentium D suportavam software de 64 bits e mais de 4 GB de RAM.
Na segunda parte: processadores Core 2 Duo, Core i3, i5, i7 até Skylake.
Em agosto de 2017, a Intel nos agradou com o anúncio dos processadores Intel Core de 8ª geração. Os usuários provavelmente já deixaram de entender as diferenças entre uma geração e outra, suas características e, o mais importante, suas vantagens. Afinal, suas marcações são mais ou menos iguais. Então, faz sentido passar de uma geração para outra?
Há alguns anos, publicamos um artigo que abordava o desenvolvimento da arquitetura do processador Intel. Lá falamos sobre como o desenvolvimento de arquiteturas centrais está sujeito ao conceito “Tick-Tock” de dois estágios: cada tick de desenvolvimento é o surgimento de um novo processo tecnológico e o lançamento de processadores baseados nele usando a arquitetura existente, e cada tick é o surgimento de uma nova arquitetura (a segunda geração, se quiser). Todo o ciclo dura aproximadamente 2 anos, um ano para cada etapa.
A numeração atual de gerações de processadores Core começa em 2009, quando foi introduzido o núcleo Westmere, que substituiu o Nahalem.
- 1ª geração " Westmere"e 2ª geração" Ponte arenosa"(2011). O processo tecnológico neste caso foi idêntico - 32 nm, mas as mudanças em termos de arquitetura do chip foram significativas - a ponte norte da placa-mãe e o acelerador gráfico integrado foram transferidos para o núcleo do CPU.
- 3ª geração " Ponte de Hera"(2012) e 4ª geração" Haswell"(2013) - tecnologia de processo de 22 nm. O consumo de energia dos processadores foi reduzido em 30-50% devido à introdução de muitos novos recursos tecnológicos na produção, como transistores 3D de três portas, as frequências de clock dos chips foram aumentadas, enquanto a produtividade aumentou ligeiramente. Os processadores Haswell exigiram uma transição para um novo soquete devido a uma mudança no barramento do sistema e um novo barramento de memória.
- 5ª geração " Broadwell"(2014) e 6ª geração" Lago Sky"(2015) – tecnologia de processo de 14 nm. A frequência foi aumentada novamente, o consumo de energia foi melhorado ainda mais (melhoria de 10-30% na vida útil da bateria) e foram adicionadas várias novas instruções que melhoram o desempenho. Porém, a 5ª geração cativa não só pelo seu funcionamento autónomo. Além disso, esses processadores são capazes de carregar em no máximo 3 segundos, converter vídeo até 8 vezes mais rápido e também trabalhar com alguns jogos 3D 12 vezes mais eficientemente do que seus antecessores Haswell. Além disso, os novos processadores suportam as tecnologias mais recentes, entre as quais gostaria de destacar especialmente o 4K, uma tela sem fio Wi-Di e uma opção de segurança integrada com a capacidade de criptografar rapidamente os dados transmitidos.
Mas Skylake se tornou a atualização de microarquitetura mais séria dos últimos 10 anos: vamos destacar o suporte DDR4 e ao mesmo tempo DDR3L com tensão de alimentação de memória reduzida, USB3.1 primeira geração, carregamento sem fio e trabalho com Thunderbolt 3. No entanto, é importante notar que o suporte para Thunderbolt 3 aqui requer um controlador Thunderbolt separado, que não está incluído no chipset por padrão. Além disso, um núcleo gráfico Intel HD 520/530 bastante poderoso foi integrado ao núcleo. É preciso dizer que o processador se tornou uma solução de marketing de sucesso, oferecendo não apenas o habitual leve aumento de desempenho devido à otimização da arquitetura, mas também trazendo suporte para diversas soluções tecnológicas. Isso levou à necessidade de redesenhar as placas-mãe e reescrever o BIOS para suportar novos recursos. De acordo com a HP, seus laptops Elitebook tiveram muitos problemas de estabilidade precisamente por causa da inclusão de muitas novas tecnologias não testadas, incluindo Thunderbolt 3. As versões corrigidas do BIOS substituíam-se umas às outras todos os meses.
Core de 7ª geração é o nosso presente
A sétima geração, codinome " Lago Kaby", foi lançado em 2016, e dispositivos baseados nele ainda estão sendo produzidos. Esta plataforma surpreendeu pelo uso da tecnologia de processo de 14 nm. Sim, o ciclo tradicional de atualização do núcleo Intel rompeu com este núcleo – a transição para a tecnologia de processo de 10 nm não aconteceu. Não houve tempo suficiente para se preparar tecnologicamente para um aumento ainda maior na densidade dos chips através da redução dos transistores. Kaby Lake é apenas uma versão “refinada” do Skylake, mas traz consigo alguns novos recursos importantes:
- Novo adaptador gráfico integrado Intel HD 630, proporcionando desempenho até 30% mais rápido em testes sintéticos em comparação com o Intel HD 620 anterior.
- A nova microarquitetura melhora significativamente o consumo de energia, chegando a 7,5 W para Kaby Lake, o que não pode ser dito sobre o Skylake com seu consumo de 15 Watts.
- Kaby Lake implementou suporte nativo para portas USB 3.1, ao contrário do Skylake, que exigia controladores adicionais na placa-mãe.
Suporte a chipset
O importante é que o Kaby Lake usa o mesmo soquete LGA 1151, então você pode usar o Kaby Lake em uma placa-mãe que tenha o chip Skylake instalado. No entanto, as placas-mãe Skylake série 100 não suportam uma série de novos recursos, portanto, é recomendável atualizar para chipsets da série 200. O barramento do sistema que conecta o processador e o chipset mudou. Embora ambas as gerações de processadores tenham 6 pistas PCIe 3.0 da CPU, Kaby Lake usa 24 pistas PCIe do PCH (Platform Controller Hub), enquanto Skylake tem apenas 20 pistas.
Deixe-me lembrar que os processadores no soquete LGA1150 usavam o barramento de sistema DMI 2.0, enquanto a partir do Skylake, o soquete LGA1150 passou a usar o barramento DMI 3.0, que tem uma taxa de transferência de 8 Gigatransações por segundo (32 Gbps ou 4 GB/s em cada direção). DMI 3.0 é essencialmente equivalente a quatro pistas PCIe 3.0. Todos os dados das interfaces de E/S, incluindo unidades flash USB, SSDs SATA e Gigabit Ethernet, passam primeiro pelo PCH e depois pelo DMI para a memória do sistema, após o que chegam à CPU. A rigor, o barramento DMI 3.0 nunca está totalmente carregado, mas se você tiver um grande número de periféricos rápidos, como um array SSD, faz sentido. Curiosamente, os chipsets econômicos das famílias 100 e 200 (por exemplo, H110 e C226) usavam DMI 2.0, enquanto chipsets mais produtivos usam ao mesmo tempo DMI 3.0.
O melhor chipset da 100ª família Z170 tem um total de 26 linhas de ônibus HSIO(Entrada-Saída de alta velocidade), seis das quais são dedicadas a seis portas USB 3.0 permanentes. Isso deixa o chipset com 20 linhas HSIO configuráveis que podem ser atribuídas para funcionar com um dispositivo ou barramento específico. Cada porta SATA também usa uma linha HSIO, a menos que esteja conectada por meio de um controlador de terceiros (embora o controlador também precise de pelo menos uma linha para se comunicar com o PCH). O diagrama mostra que os controladores GbE e SSD com interface PCIe também usam as pistas HSIO disponíveis.
Aqui está um chipset modesto H110 o nível de entrada usa apenas 14 pistas HSIO. Para os interessados nas sutilezas de como o fabricante nos engana, fornecerei uma tabela resumida descrevendo o número real de linhas que permitem conectar este ou aquele número de periféricos. É com esse número que o fabricante da placa-mãe pode brincar, instalando esta ou aquela quantidade de interfaces que necessita.
Esta é a aparência do diagrama de blocos de um chipset topo de linha Intel Z270:
Os processadores Kaby Lake também possuem uma ampla gama de requisitos de dissipação de calor, variando de 3,5W a 95W. Dentre as características gerais, podemos destacar suporte para até 4 núcleos nos processadores principais, memória cache L4 de 64 a 128 MB. Esta é a linha de processadores mais escalável em 10 anos, daí os múltiplos índices nos nomes dos processadores - S(consumo de energia ultrabaixo 4,5 W), você(15 W), H E S(processadores de desktop).
Do ponto de vista dos principais recursos para o usuário, o mais significativo é que o chip gráfico atualizado suporta codificação e decodificação de vídeo 4K por hardware. Um codec é usado para isso HEVC(Codificação de Vídeo de Alta Eficiência – H.265). O codec HEVC, com alta qualidade de imagem, permite alterá-lo rapidamente e reduzir a taxa de bits e, consequentemente, o tamanho do arquivo. A economia de espaço em comparação com o padrão H.264 pode chegar a 25-50%, mantendo a qualidade, e também suporta codificação paralela! A GPU assume os cálculos, o que alivia o núcleo principal, algo que o Skylake sofreu. Isso também levou a um aumento na vida útil da bateria.
Em geral, o desempenho em todas as outras aplicações permaneceu quase o mesmo: o aumento foi de vários pontos percentuais devido a um aumento na frequência base dos modelos em 100 MHz. A tecnologia Turbo Boost também foi ligeiramente atualizada aqui.
Turbo Boost- Tecnologia Intel para aumentar automaticamente a frequência do clock do processador acima do nominal, se os limites de potência, temperatura e corrente da potência projetada (TDP) não forem excedidos. Isso resulta em maior desempenho para aplicativos de thread único e multithread. Na verdade, esta é uma tecnologia para “autooverclock” do processador. A disponibilidade da tecnologia Turbo Boost depende da presença de um ou mais núcleos operando abaixo da potência projetada. O tempo de operação do sistema no modo Turbo Boost varia dependendo da carga de trabalho. Esta opção pode ser ativada e desativada através do BIOS.
Portanto, o Turbo Boost em Kaby Lake foi aprimorado devido à alternância mais rápida entre as frequências principais.
Na 7ª geração, a Intel decidiu mudar os nomes dos modelos de processadores, e se na linha Skylake tínhamos três modelos chamados m3, m5 e m7, então Kaby Lake batizou seus modelos de m3, i5 e i7. Agora, para não ser enganado e descobrir quais processadores i5 e i7 estão à sua frente - Kaby Lake de baixo consumo ou Skylake mais potente - você terá que prestar atenção ao nome completo do processador. Os modelos “m” contêm a letra “Y” em seu nome, enquanto os processadores mais potentes terão a letra “U”.
Thunderbolt 3 – um trovão na construção de plataformas
A introdução do Thunderbolt 3 no nível do chipset em Kaby Lake foi um marco importante no desenvolvimento de interesses e na construção de plataforma. Isso ainda é uma coisa estranha e obscura que tem grandes perspectivas no mercado. Esta é uma interface universal que combina portas completamente diferentes em um único todo. É baseado no barramento PCI Express, que permite reconectar todas as interfaces seriais modernas entre si.
O controlador Thunderbolt 3 fornece conectividade em velocidades de até 40 Gbps, dobrando a velocidade da geração anterior, e também suporta USB 3.1 segunda geração (Gen2) em 10GB/s(não 5 Gb/s como Skylake) e DisplayPort 1.2, HDMI 2.0, que permite conectar dois monitores 4K e emitir sinais de vídeo e áudio simultaneamente. Além disso, o Thunderbolt 3 é compatível com versões anteriores do Thunderbolt 2. O próprio Thunderbolt 3 usa um conector baseado em USB tipo C como principal.
Você provavelmente notou que muitos laptops desde 2016 têm muitas dessas interfaces integradas, e o suporte declarado para USB 3.1 é implementado com precisão pelas novas portas USB Type-C. Através desta porta, por exemplo, tablets são carregados e estações de acoplamento que possuem interfaces de vídeo e áudio em uma são conectadas. Por exemplo, o tablet HP Elite x2 1012 possui duas portas USB-C, às quais o dock Elite USB-C está conectado, e todos os monitores, rede local e dispositivos de áudio já estão conectados ao dock. O USB Type-C permite carregar seus dispositivos em até 100 W, o que é suficiente para carregar a maioria dos laptops. Isso significa que você pode usar um cabo USB tipo C para transferir dados enquanto o carrega.
A Apple também mudou para USB Type-C, deixando apenas essas portas em seus MacBooks. A propósito, o MacBook 2016 foi inteiramente construído em Kaby Lake. Além dos laptops MacBook Pro, muitas marcas líderes de laptop suportam Thunderbolt 3: ASUS Transformer 3 e Transformer 3 Pro, Alienware 13, Dell XPS 13, HP Elite X2 e Folio, HP Spectre e Spectre x360, Razer Blade Stealth, Lenovo ThinkPad Y900, e várias dezenas de outros com portas Thunderbolt 3.
No entanto, você precisa entender que nem todas as portas USB Type-C suportam Thunderbolt 3 - também podem ser controladores USB 3.1 normais. Eles são eletricamente compatíveis, mas as funções Thunderbolt do controlador não funcionarão. Isso significa que um dispositivo Thunderbolt pode ser conectado a uma porta USB-C normal e vice-versa, eles funcionarão apenas como uma porta USB normal para transferência de dados.
Thunderbolt 3 também oferece suporte a recursos de segurança de porta para evitar a conexão de dispositivos não autorizados. Essas funções estão incluídas no firmware do BIOS, mas podem ser desativadas. Você pode configurar várias políticas de segurança de porta - bloquear portas, perguntar ao usuário ao conectar um novo dispositivo ou conectar-se sem perguntas.
Para resumir o que temos agora no mercado, estes são processadores Kaby Lake de muito sucesso em termos de núcleo gráfico e dissipação de calor, pode-se dizer, ideais para laptops de várias classes, mas não muito diferentes em desempenho de seus antecessores. Em geral, para quem não necessita de todos os recursos listados acima e utiliza uma placa de vídeo externa, esta compra não faz sentido em termos de upgrade.
8ª geração – Lago Café
O atual 2017 acabou sendo um ano muito movimentado no mundo dos processadores. AMD lançou processadores de muito sucesso Ryzen E Estripador de fios, que finalmente chegaram a tribunal, por assim dizer, na hora certa e pelo preço certo, razão pela qual se tornaram tão populares entre os compradores comuns. Já a Intel lançou Core X com 14, 16 e até 18 núcleos, por assim dizer, de olho no futuro. Mas estamos à espera de um milagre - a implementação da continuação da lei de Moore, ou seja, a transição para um processo tecnológico de 10 nanómetros. E isso novamente não aconteceu.
Isso é bom ou ruim? Provavelmente, do ponto de vista mercadológico, este é um passo inteligente para deixar o novo processo técnico de reserva para crescimento. Mas algo precisa ser liberado. E a Intel acertou em cheio - finalmente, pela primeira vez, seguindo a ideologia da AMD, eles foram aumentar o número de núcleos. E agora o Core i7 tem 6 núcleos/12 threads, o Core i5 também tem 6, e o i3 agora tem 4 núcleos completos, agora é igual ao i5 inteiro de antes!
Então, o novo top Intel Core i7-8700 tem o dobro de núcleos em um chip, o que se tornou possível devido a outra otimização do layout do núcleo e a um arranjo mais uniforme de transistores em todo o cristal. A área do cristal aumentou 16% para 150 mm 2. O cache L1 cresceu ligeiramente, o cache L2 passou para 1,5 MB e o cache L3 passou para 12 MB. Essas mudanças são lógicas para atender ao trabalho computacional dos núcleos. No entanto, isso ainda é menor que o Ryzen, que possui 4 e 16 MB de caches L2 e L3, respectivamente, a um preço significativamente mais baixo. Embora isso não diga nada diretamente, porque a eficiência do trabalho com o cache depende do comprimento do pipeline e da precisão dos acertos durante as ramificações. Mas é potencialmente uma perda.
O novo processador agora suporta apenas memória DDR4, e o controlador de memória integrado aumentou a frequência para 2.666 MHz, o que é um recorde para trabalhar com memória. O nível de TDP aumentou de 91 para 95 W no modo sem overclock e para 145 W no modo turbo, o que exigirá um sistema de refrigeração muito bom. A frequência é aumentada devido a um multiplicador alto - o multiplicador máximo de frequência do barramento é 43x.
Apesar do número de threads ter aumentado para 12 devido ao Hyper-Threading, o número de instruções executadas por clock (IPC) permanece o mesmo do Skylake e Kaby Lake. Isso significa que a arquitetura da unidade de computação (ALU), do pipeline e da unidade de pré-busca de instruções não mudou. Em outras palavras, é a mesma arquitetura com o mesmo conjunto de instruções.
O núcleo gráfico não mudou - Gráficos Intel UHD 630, no entanto, a frequência da GPU aumentou ligeiramente. Estruturalmente, ainda existem 24 unidades computacionais. Os gráficos ocupam cerca de um terço de todo o chip.
O que foi uma notícia desagradável, mas esperada, foi que os novos processadores não serão capazes de funcionar com chipsets mais antigos. E não é nem uma questão de conector - o antigo será usado LGA1151. O fato é que devido ao novo layout do núcleo, a fonte de alimentação do cristal também mudará, o que leva a uma pinagem diferente. Existem mais pinos Vcc (alimentação) e Vss (terra). Como resultado, a Intel lançou então a 300ª família de chipsets, cujo modelo top é Z370. Surpreendentemente, o Z370 não é diferente do seu antecessor, o Z270, mesmo tendo USB 3.1 de primeira geração. Tudo isso no compartimento cria uma impressão não muito agradável do novo produto.
Talvez a melhor notícia seja que o Core i3, que já foi júnior, finalmente se tornou um processador quad-core completo. Muito provavelmente, ganhará a maior popularidade em seu segmento.
Falando em desempenho, podemos afirmar que as diferenças em relação à geração anterior serão em sua maioria perceptíveis apenas ao trabalhar com vídeo (especialmente 4K até 30%), gráficos (no Adobe Photoshop até 60%) e jogos (até a 25%). A produtividade média ponderada não aumentará mais de 15%.
O resultado é banal: é impossível julgar o desempenho de qualquer processador central por apenas um parâmetro. Apenas um conjunto de características permite entender que tipo de chip é. Limitar os processadores a serem considerados é muito fácil. Os modernos da AMD incluem chips FX para a plataforma AM3+ e soluções híbridas A10/8/6 das séries 6000 e 7000 (mais Athlon X4) para FM2+. A Intel possui processadores Haswell para a plataforma LGA1150, Haswell-E (essencialmente um modelo) para LGA2011-v3 e o mais recente Skylake para LGA1151.
Processadores AMD
Repito, a dificuldade na escolha de um processador reside no fato de existirem muitos modelos à venda. Você simplesmente fica confuso com essa variedade de marcações. A AMD possui processadores híbridos A8 e A10. Ambas as linhas incluem apenas chips quad-core. Mas qual é a diferença? Vamos conversar sobre isso.
Vamos começar com o posicionamento. Os processadores AMD FX são os melhores chips para a plataforma AM3+. As unidades do sistema de jogos e as estações de trabalho são montadas com base neles. Processadores híbridos (com vídeo integrado) da série A, bem como Athlon X4 (sem gráficos integrados) são chips de classe média para a plataforma FM2+.
A série AMD FX é dividida em modelos quad-core, seis núcleos e oito núcleos. Todos os processadores não possuem um núcleo gráfico integrado. Portanto, para uma construção completa você precisará de uma placa-mãe com vídeo integrado ou de um acelerador 3D discreto.
A Intel percorreu um longo caminho desde um pequeno fabricante de chips até se tornar líder mundial na produção de processadores. Durante esse período, muitas tecnologias de produção de processadores foram desenvolvidas e o processo tecnológico e as características do dispositivo foram altamente otimizados.
Muitos indicadores de desempenho dos processadores dependem da disposição dos transistores no chip de silício. A tecnologia de arranjo de transistores é chamada de microarquitetura ou simplesmente arquitetura. Neste artigo veremos quais arquiteturas de processadores Intel foram utilizadas ao longo do desenvolvimento da empresa e como elas diferem umas das outras. Vamos começar com as microarquiteturas mais antigas e olhar até novos processadores e planos para o futuro.
Como já disse, neste artigo não consideraremos a capacidade de bits dos processadores. Pela palavra arquitetura entenderemos a microarquitetura do microcircuito, a disposição dos transistores na placa de circuito impresso, seu tamanho, distância, processo tecnológico, tudo isso é abrangido por este conceito. Também não tocaremos nos conjuntos de instruções RISC e CISC.
A segunda coisa que você precisa prestar atenção é a geração do processador Intel. Você provavelmente já ouviu falar muitas vezes - este processador é a quinta geração, aquele é a quarta e este é a sétima. Muitas pessoas pensam que isso é designado como i3, i5, i7. Mas, na verdade, não existe i3 e assim por diante - essas são marcas de processadores. E a geração depende da arquitetura utilizada.
A cada nova geração a arquitetura melhorava, os processadores ficavam mais rápidos, mais econômicos e menores, geravam menos calor, mas ao mesmo tempo eram mais caros. Existem poucos artigos na Internet que descreveriam tudo isso completamente. Agora vamos ver onde tudo começou.
Arquiteturas de processador Intel
Direi imediatamente que você não deve esperar detalhes técnicos do artigo, consideraremos apenas as diferenças básicas que serão do interesse dos usuários comuns.
Primeiros processadores
Primeiro, vamos dar uma breve olhada na história para entender como tudo começou. Não vamos longe demais e comecemos com processadores de 32 bits. O primeiro foi o Intel 80386, surgiu em 1986 e podia operar em frequências de até 40 MHz. Processadores antigos também tinham contagem regressiva de geração. Este processador pertence à terceira geração e a tecnologia de processo de 1500 nm foi usada aqui.
A próxima quarta geração foi 80486. A arquitetura usada nele foi chamada de 486. O processador operava a uma frequência de 50 MHz e podia executar 40 milhões de instruções por segundo. O processador tinha 8 KB de cache L1 e foi fabricado com tecnologia de processo de 1000 nm.
A próxima arquitetura foi P5 ou Pentium. Esses processadores surgiram em 1993, o cache foi aumentado para 32 KB, a frequência foi para 60 MHz e a tecnologia de processo foi reduzida para 800 nm. Na sexta geração P6, o tamanho do cache era de 32 KB e a frequência chegava a 450 MHz. O processo tecnológico foi reduzido para 180 nm.
Então a empresa começou a produzir processadores baseados na arquitetura NetBurst. Ele usou 16 KB de cache de primeiro nível por núcleo e até 2 MB de cache de segundo nível. A frequência aumentou para 3 GHz e o processo técnico permaneceu no mesmo nível - 180 nm. Já aqui apareceram processadores de 64 bits que suportavam o endereçamento de mais memória. Muitas extensões de comando também foram introduzidas, bem como a adição da tecnologia Hyper-Threading, que permitiu a criação de dois threads a partir de um núcleo, o que aumentou o desempenho.
Naturalmente, cada arquitetura melhorou com o tempo, a frequência aumentou e o processo técnico diminuiu. Também existiam arquiteturas intermediárias, mas aqui tudo foi um pouco simplificado já que esse não é o nosso tema principal.
Intel Core
NetBurst foi substituído pela arquitetura Intel Core em 2006. Um dos motivos para o desenvolvimento desta arquitetura foi a impossibilidade de aumentar a frequência no NetBrust, bem como sua altíssima dissipação de calor. Esta arquitetura foi projetada para o desenvolvimento de processadores multi-core, o tamanho do cache de primeiro nível foi aumentado para 64 KB. A frequência permaneceu em 3 GHz, mas o consumo de energia foi bastante reduzido, assim como a tecnologia do processo, para 60 nm.
Os processadores baseados na arquitetura Core suportavam virtualização de hardware Intel-VT, bem como algumas extensões de instrução, mas não suportavam Hyper-Threading, pois foram desenvolvidos com base na arquitetura P6, onde esse recurso ainda não existia.
Primeira geração - Nehalem
A seguir, a numeração das gerações foi iniciada desde o início, pois todas as arquiteturas seguintes são versões melhoradas do Intel Core. A arquitetura Nehalem substituiu o Core, que apresentava algumas limitações, como a impossibilidade de aumentar a velocidade do clock. Ela apareceu em 2007. Ele usa um processo tecnológico de 45 nm e adicionou suporte para a tecnologia Hyper-Therading.
Os processadores Nehalem possuem cache L1 de 64 KB, cache L2 de 4 MB e cache L3 de 12 MB. O cache está disponível para todos os núcleos do processador. Também foi possível integrar um acelerador gráfico ao processador. A frequência não mudou, mas o desempenho e o tamanho da placa de circuito impresso aumentaram.
Segunda geração - Sandy Bridge
Sandy Bridge apareceu em 2011 para substituir Nehalem. Já utiliza uma tecnologia de processo de 32 nm, utiliza a mesma quantidade de cache de primeiro nível, 256 MB de cache de segundo nível e 8 MB de cache de terceiro nível. Os modelos experimentais usaram até 15 MB de cache compartilhado.
Além disso, agora todos os dispositivos estão disponíveis com um acelerador gráfico integrado. A frequência máxima foi aumentada, assim como o desempenho geral.
Terceira geração - Ivy Bridge
Os processadores Ivy Bridge são mais rápidos que o Sandy Bridge e são fabricados com uma tecnologia de processo de 22 nm. Eles consomem 50% menos energia que os modelos anteriores e também oferecem desempenho 25-60% maior. Os processadores também suportam a tecnologia Intel Quick Sync, que permite codificar vídeo várias vezes mais rápido.
Quarta geração - Haswell
A geração de processadores Intel Haswell foi desenvolvida em 2012. O mesmo processo técnico foi usado aqui - 22 nm, o design do cache foi alterado, os mecanismos de consumo de energia foram melhorados e o desempenho foi ligeiramente melhorado. Mas o processador suporta muitos conectores novos: LGA 1150, BGA 1364, LGA 2011-3, tecnologia DDR4 e assim por diante. A principal vantagem do Haswell é que ele pode ser utilizado em dispositivos portáteis devido ao seu baixíssimo consumo de energia.
Quinta geração - Broadwell
Esta é uma versão melhorada da arquitetura Haswell, que utiliza a tecnologia de processo de 14 nm. Além disso, diversas melhorias foram feitas na arquitetura, que melhoram o desempenho em média 5%.
Sexta geração - Skylake
A próxima arquitetura de processadores Intel Core, a sexta geração Skylake, foi lançada em 2015. Esta é uma das atualizações mais significativas da arquitetura Core. Para instalar o processador na placa-mãe, é usado o soquete LGA 1151; a memória DDR4 agora é suportada, mas o suporte DDR3 é mantido. Thunderbolt 3.0 é compatível, assim como DMI 3.0, que oferece o dobro da velocidade. E, por tradição, houve aumento de produtividade, bem como redução do consumo de energia.
Sétima geração - Kaby Lake
O novo Core de sétima geração - Kaby Lake foi lançado este ano, os primeiros processadores apareceram em meados de janeiro. Não houve muitas mudanças aqui. A tecnologia de processo de 14 nm é mantida, bem como o mesmo soquete LGA 1151. Cartões de memória DDR3L SDRAM e DDR4 SDRAM, barramentos PCI Express 3.0 e USB 3.1 são suportados. Além disso, a frequência aumentou ligeiramente e a densidade do transistor foi reduzida. Frequência máxima 4,2 GHz.
conclusões
Neste artigo, examinamos as arquiteturas de processador Intel usadas no passado, bem como aquelas que são usadas agora. Em seguida, a empresa planeja mudar para a tecnologia de processo de 10 nm e esta geração de processadores Intel será chamada de CanonLake. Mas a Intel ainda não está pronta para isso.
Portanto, em 2017 está planejado o lançamento de uma versão melhorada do SkyLake sob o codinome Coffe Lake. Também é possível que existam outras microarquiteturas de processadores Intel até que a empresa domine totalmente a nova tecnologia de processo. Mas aprenderemos sobre tudo isso com o tempo. Espero que você tenha achado esta informação útil.
Sobre o autor
Fundador e administrador de sites, sou apaixonado por software de código aberto e pelo sistema operacional Linux. Atualmente uso o Ubuntu como meu sistema operacional principal. Além do Linux, estou interessado em tudo relacionado à tecnologia da informação e à ciência moderna.