Intel Nehalem: 731 milionów tranzystorów na 263 milimetrach kwadratowych Właściwie pierwsze trzy procesory nowej generacji Intela o nazwie Nehalem miały się ukazać dopiero w połowie listopada, ale najwyraźniej producent chce uprzedzić pierwsze 45-nanometrowe procesory serwerowe AMD, które już pojawiają się w sklepach internetowych. Lider branży półprzewodników pozwolił w każdym razie na to, aby prasa na całym świecie mogła pisać o dystrybuowanych przed kilkoma tygodniami zestawach testowych. Znajdują się w nich: tworzone pod nazwa kodową Bloomfield 45-nanometrowe czterordzeniowe procesory Core i7-965 Extreme Edition (3,2 GHz) i Core i7-920 (2,66 GHz), płyta główna DX58SO (nazwa kodowa Smackover) z chipsetem X58 (Tylersburg-36S/ICH10R), podstawką LGA1366 i trzema kanałami pamięci DDR3-1066/PC3-8500, dwa wentylatory procesora i jeden z zaprezentowanych już jakiś czas temu dysków typu Solid State Disk (SSD) X25-M.

W procesorach generacji Nehalem Intel (podobnie jak w jednostkach Atom) ponownie reaktywował wprowadzone w Pentium 4 i już do tej pory zarzucone hiperwątkowanie (HyperThreading, HT), intelowską implementację techniki Simultaneous Multi-Threading (SMT). Każdy z czterech rdzeni Core i7 zgłasza systemowi operacyjnemu istnienie jeszcze drugiego "logicznego" albo wirtualnego rdzenia, aby w ten sposób w pewnych okolicznościach lepiej rozkładać obciążenie. Hiperwątkowanie to jednak tylko jedna z wielu nowości wprowadzonych w Nehalem. Producent zarządza tutaj także całkowity odwrót od architektury frontside bus (FSB): kontroler pamięci mieści się obecnie w procesorze, nie zaś w mostku północnym chipsetu, co ma znacznie zmniejszyć czasy dostępu do pamięci RAM. Podobnie jak w generacji K10 procesorów AMD64, w Core i7 wszystkie cztery rdzenie (z których każdy dysponuje 256 KB pamięci cache L2) wraz z kontrolerem pamięci (z trzema kanałami DDR3), używaną wspólnie przez wszystkie rdzenie pamięcią cache L3 (8 MB), jak również szybkim zewnętrznym interfejsem (QPI, do 25,6 GB/s) zostały umieszczone na jednym chipie, na którym 731 milionów tranzystorów upakowano na 263 milimetrach kwadratowych. Dla porównania – w Phenomach i Opteronach Quad Core z drezdeńskiej fabryki AMD produkującej w technologii 65-nanometrowej udało się zmieścić 450 milionów tranzystorów na płytce SOI (Silicon On Insulator) o powierzchni 285 milimetrów kwadratowych.

Nawet jeśli w zestawach testowych mamy do czynienia z ręcznie wyselekcjonowanymi egzemplarzami nowych procesorów, to już pierwszy wyniki benchmarków pokazują ich niesamowity potencjał. W SPEC CPU2006, przy bardzo zoptymalizowanym kodzie i wykorzystaniu najnowszego intelowskiego kompilatora C/C++ oraz Fortrana w wersji 11 beta, która używa już komend SSE4.2, model Core i7-965 Extreme Edition osiągnął pod względem liczb całkowitych wydajność w granicach 110 punktów (int_rate_base_2006), a pod względem operacji zmiennoprzecinkowych 85,1 punktu (fp_rate_base_2006, w obu przypadkach mierzone na 32-bitowym systemie Windows Vista). Tym samym jeden z pierwszych przedstawicieli linii Nehalem nie tylko przewyższa wszystkie dotychczasowe procesory typu x86 oraz x64, ale nawet większość tandemów złożonych z dwóch Opteronów Quad Core (2360 SE: 92,7/84,7 punktu) i pod względem wydajności w obliczeniach na liczbach zmiennoprzecinkowych swoim wynikiem wyprzedza 3,2-gigahercowe Xeony. Testy CPU2006 trzeba było jednak – inaczej niż zwykle – przeprowadzić w 32-bitowych systemach Windows, nie zaś pod 64-bitowym Linuksem, jako że 64-bitowy kod pakietu benchmarków wymaga 2 GB RAM na jeden rdzeń, przy ośmiu rdzeniach jest to więc ogółem 16 GB. Procesory Core i7, które są wyposażone w 2-gigabajtowe złącza DIMM na płycie głównej z sześcioma wtyczkami, mogą obsłużyć maksymalnie 12 GB RAM. Niebuforowane moduły DIMM DDR3-SDRAM o pojemności 4 GB nie są jeszcze produkowane.

W benchmarkach lepiej symulujących codzienne używanie komputera wyniki pomiarów Core i7-965 nie odstają znacząco od poprzednika Core 2 Extreme QX9770 taktowanego również zegarem 3,2 GHz. Zwłaszcza dotyczy to scenariusza, gdzie aplikacje używają tylko jednego lub niewielu więcej wątków. W teście BAPCo SYSmark 2007 Core i7-965 był w każdym razie szybszy jedynie o 8 procent niż Core 2 Extreme QX97770 na płycie głównej X48 z pamięcią PC312800 (DDR3-1600). W grach 3D przewaga Nehalema była w większości przypadków niewielka. Jedynie gra World in Conflict najwyraźniej obciąża w większym stopniu rdzenie i działa na Core i7-965 nieco szybciej; w niektórych grach szala przechylała się nawet na stronę Core 2 Duo E8600 (3,33 GHz).

Tym niemniej aplikacje wykorzystujące wielowątkowanie, np. kompilowanie kernela Linux, działają o 26 procent szybciej, a benchmark renderingu Cinebench R10 wypada o 34 procent lepiej. Podczas kompilowania (22 procent) i renderowania (11 procent) hiperwątkowanie dawało w rezultacie wyraźne przyspieszenie, jakkolwiek benchmark BAPCp SYSmark 2007 został nieco przyhamowany przez HT.

Obudowa Core i7 ze 1366 polami kontaktowymi jest większa niż w dotychczasowych modelach procesorów LGA775 Podczas naszych testów aktywowaliśmy nowy tryb Turbo (Turbo Boost), w ramach którego procesor sam ulega nadtaktowaniu, jeśli wszystkie rdzenie nie są w pełni obciążone; zależnie od wersji CPU Turbo Boost zwiększa częstotliwość taktowania o jeden lub kilka stopni – każdy odpowiada krokowi 133 MHz, co jest też podstawową częstotliwością procesora, od której zależą wyższe częstotliwości taktowania jego działań obliczeniowych, pamięci cache L3, kontrolera pamięci i magistrali QPI. Podczas naszych pomiarów zarówno Core i7-965, jak też Core i7-920 były w stanie podkręcić się o jeden poziom, co dawało w najlepszym przypadku 5-procentowy wzrost pod względem wydajności. Jednakże pobór mocy komputera przy pełnych obciążeniach znacznie wzrastał. Dzięki wynikom 194 watów pod pełnym obciążeniem procesora i 82 watów w trybie jałowym system z Core i7-965 był mimo wszystko jeszcze bardziej oszczędny niż najbardziej zbliżony pod względem wyposażenia system porównawczy z Core 2 Extreme QX9770 (karta graficzna: w obu przypadkach Radeon HD 4550).

Poza Core i7-965 Extreme Edition (cena oficjalna 999 dolarów) i Core i7-920 (284 dolary) Intel chce także wydać Core i7-940 (2,83 GHz za 562 dolarów). Przewidziane dla płyt klasy średniej z podstawką LGA1160 wersje kości Nehalem Lynnfield (Quad Core, możliwe, że bez HT) i Havendale (Dual Core plus grafika) mają się pojawić dopiero w trzecim lub czwartym kwartale 2009 roku. Płyty z podstawkami LGA1366 wyposażone w chipsety X58 poza Intelem chcą wydać także Asus, EVGA, Gigabyte, Foxconn i MSI. W niektórych przypadkach pojawią się też funkcje SLI. Takie płyty z całą pewnością będą kosztować powyżej 200 euro. Teraz Intel musi jeszcze udowodnić, że jest w stanie wprowadzić na rynek masowy Core i7 i chipset X58 zgodnie z planami.

(kso)