Benchmark Redakcija
Miloš Stamenković
Intel Core i7 – Nehalem
Već od samog starta ove godine, o novoj Intel generaciji procesora pričalo se sve više i više, i to iz sasvim opravdanih razloga. Kako je do javnosti dolazilo sve više informacija, samim tim je i interesovanje celokupne IT javnosti drastično raslo, kako bi na godišnjicu prezentacije Core 2 arhitekture usledila i prva javna demonstracija mogućnosti novog procesora. Naravno, sa kompletnim detaljima se izašlo na jesenjem IDF-u, kako bi upravo ovaj događaj pratila i zvanična prezentacija nove Core i7 generacije procesora. Lagana promena u samom nazivu procesora je bila sasvim očekivana, sa obzirom da novo jezgro donosi velike novitete kada su Intel procesori u pitanju. Ipak, sama nomenklatura ne beži mnogo od poznatih stvari, pa je i7 sasvim logičan naziv, jer bi se moglo reći da je u pitanju sedma generacija Pentium procesora. Ako je Pentium 4 bio, logično, četvrta, peta se zagubila u močvarama NetBurst-a, šesta je naravno Core 2 i sada nam dolazi i7. Naziv novog jezgra sa kojim se ulazu u novu procesorsku eru je Nehalem i na njemu će biti bazirani svi Core i7 procesori, odnosno svi do sledećeg „TICK“ koraka gde će uslediti revizija jezgra. Tako Intel nastavlja po već uspostavljenom „Tick-Tock“ planu razvoja, gde „Tock“ korak predstavlja uvođenje nove mikroarhitekture, dok „Tick“ predstavlja primenu iste arhitekture ali sa novom „sitnijim“ proizvodnim procesom. Imajući ove informacije u vidu, vrlo lako se može zaključiti da je i Nehalem procesori nastaju kroz isti 45nm proizvodni proces kao i Penryn jezgro koja je osnova za sve Core 2 Quad modele. U momentu definitivnog izlaska na tržište, na rafovima pravih i virtuelnih prodavnica bi trebalo da se pojave tri Nehalem modela. Udarni model je, naravno, Extreme Edition sa dodatnom oznakom Core i7-965 sa brzinom od 3.2 GHz i cenom od 999 dolara po procesoru ukoliko se naručuje količina od 1000 primeraka. Dotična cena jeste velika, ali je i sasvim očekivana, jer Intel već odavno udarne Extreme Edition modele prodaje po ovoj ceni. Sledeća varijanta je Core i7-940 sa radni taktom od 2.93 GHz i cenom od 562 dolara, što je već drastični pristupačnija cena. U datom momentu, najjeftinija Nehalem ulaznica je Core i7-920 na 2.66 GHz sa cenom od 284 dolara, što je već dovoljno da se zainteresuje značajniji broj potencijalnih kupaca čak i na našem tržištu. Naravno, u momentu kada su dotični procesori pred nama možemo konačno videti kako sve to radi u praksi. Očekivanja su već odavno velika, jer se krucijalni detalj već odavno znaju, tako da ni jednog momenta nije dovođena u pitanje činjenica da će Nehalem jezgro biti veoma brzo, samo je ostalo da se proceni koliko je to brzo.
Inside Nehalem
Ideja kreiranja procesora koji zahteva značajne softverske optimizacije i modifikacije se pokazala kao neuspešno rešenje, usled činjenice da je programere dosta teško naterati da odstupaju od svojih navika i prilagođavaju se na nešto novo. Shodno tome, razvoj softvera je u velikoj meri sporiji od razvoja hardvera. Već sa Core 2 arhitekturom, Intel je odustao od ideje da softver mora biti maksimalno optimizovan kako bi procesor radio kako treba, već je procesor dizajniran tako da momentalno pruži maksimalne performanse. Sa Nehalem-om se ide još korak dalje sa ovom idejom, pa su tako implementirani noviteti dizajnirani tako da obezbede još brži rad uz minimalnu zavisnost od softverske optimizacije. Jednostavno, sa bilo kojom softverom Nehalem mora ostvariti bolje performanse od svog prethodnika. Glavni stavka oko koje se nalaze svi ostali noviteti je integracija memorijskog kontrolera u jezgro procesora. Tako Nehalem predstavlja prvi Intel procesor koji poseduje integrisani memorijski kontroler, iako nije prošlo mnogo vremena od situacija kada se govorilo da ova stvar i nije toliko neophodna. Ovakav potez definitivno otvara nove mogućnosti kada su performanse u pitanju, ali je i stvar koja se može uraditi samo jednom. Čak se može reći da je integracija memorijskog kontrolera i neka vrsta džokera koja se u datom momentu može jednom upotrebiti. Intel je prvo kreirao Core 2 jezgro koje pruža odličan temelj za nadogradnju, pa je nakon toga krenuo sa upotrebom džokera u vidu integrisanog memorijskog kontrolera.
Pored toga, Nehalem predstavlja i prvi Intel procesor sa pravom „native“ multicore arhitekturom. Ova dva vitalna noviteta čine da osnovna šema kompletne arhitekture u velikoj meri podseća na rešenja koje smo odavno mogli da vidimo kod AMD procesora. Naravno, kako bi se dodatno odskočilo od ove jasne paralele, Intel je u Nehalem, odnosno direktno u osnovno core jezgro implementirao veliku skupinu noviteta i optimizacija. U skladu sa principima koji proizilaze iz upotrebe integrisanog memorijskog kontrolera i „native“ multicore arhitekture, kao i uz već ustaljene Intel prakse, Nehalem poseduje totalno skalarlabilnu arhitekturu, što znači da se vrlo lako mogu kreirati procesori sa 2, 4 ili 8 (ili možda još više) jezgara. Sa ukupno 731 milion tranzistora u trenutnoj QuadCore varijanti, Nehalem logično predstavlja najkompleksniji PC procesor. Tako se Nehalem u osnovi sastoji od četiri jezgra, integrisanog memorijskog kontrolera, dve QPI veze, dve I/O veze i velikog L3 keša.
Samo jedno jezgro je podeljeno na četiri osnovna dela: izvršne jedinice, L1 i L2 keš memorije, BP (Branch Prediction) jedinica, i jedinica za dekodiranje mikrokoda i zajedno se delovima za organizaciju izvršenja instrukcija. L1 keš memorija je jedina koja je ostala ista u odnosu na Core 2 (Penryn), što znači po 32 KB memorije za instrukcije i podatke. Struktura L2 keša je totalno promenjena, pa sada svako jezgro ima poseban L2 keš kapaciteta 256 KB koji ima povećanu asocijativnost i manje kašnjenje (latency) u odnosu na prethodnu generaciju Intel procesora. Kako je pristup L1 i L2 kešu rezervisan za samo jezgro, komunikacija između njih se unutar procesora vrši preko ogromnog L3 keša. Veličina L3 keša će zavisiti od samog modela procesora, gde će Intel verovatno koristiti upravo ovaj kapacitet za manipulaciju i diferenciranje modela. No, u aktuelnoj varijanti sa četiri jezgra nalazi se L3 keš memorija kapaciteta 8 MB kojoj mogu da pristupaju sva četiri jezgra istovremeno. Kod ovog nivoa keša, Intel je primenio „inclusive“ princip, što znači da se svi delovi L1 i L2 keša istovremeno nalazi i u L3 kešu, te da se bilo koja promena upisana u L1 ili L2 momentalno upisuje i u L3 keš. Ukoliko se sećate, svi prethodni dual ili quad core Intel procesori nisu imali mogućnosti direktne komunikacije, jer su dotični procesori kreirani prostim sastavljanjem jezgara na isto parče silicijuma. Tako se kompletna komunikacija između jezgara vršila preko northbridge-a, što je dodavalo na „latency“ u pristupu, i samim tim osetno degradiralo performanse u slučajevima kada je dva ili više jezgra u multi-thread operaciji imaju potrebu za razmenom većeg broja podataka. Sa novom arhitekturom koju ima Nehalm uz primenu velikog zajedničkog L3 keša, osiguran je maksimalno brz pristup i razmena informacija izmešu svakog jezgra, i to bez uplitanja bilo kojih dodatnih faktora. Pored L3 keša, u delu oko četiri jezgra (taj okolni deo Intel naziva „uni-core“) nalazi se I/O kontrolerska logika, i to u dve jedinice, a isto važi i za QPI vezu. QPI (Quick Path Interconnects) u stvari predstavljaju konekciju poput, na primer, HyperTransporta. Pored toga što služi za vezu između procesora i čipseta, QPI služi i za direktnu vezu dva odvojena Nehalem procesora u slučaju serverskih matičnih ploča. Tako aktuelni Nehalem procesori poseduju dve QPI veze, ali je kod verzije namenjenih desktop tržištu aktivan samo jedan. Naravno, ovo je učinjeno kako se ovi procesori ne bi mogli koristiti na serverskim mutli-procesorskim matičnim pločama. Uglavnom, sa QPI konekcijom dobija se mogućnost da dva odvojena procesora međusobno direktno komuniciraju i ostvare NUMA (Non-Uniform Memory Access) pristup memoriji. Naravno, kod ranijih Intel rešenja u celu tu priču morao biti uključen i čipset, dok je sada na raspolaganju mnogo moćnije rešenje. Sama QPI konekcija se sastoji od dva 20bitna linka, gde su 16 bita zadužena za transfer podataka dok su preostala četiri tu za pomoćne svrhe. Preko 16bitnog link, QPI ostvaruje maksimalnu propusnu moć od 12.8 GB/s u svakom pravcu, što rezultuje ukupnim bandwidth-om od 25.6 GB/s. Sama brzina QPI magistrale će Intel-u poslužiti za dodatno diferenciranje Nehalem procesora, jer je moguće smanjiti brzinu magistrale i time malo umanjiti performanse. Tako Core i7-965 Extreme Edition koristi QPI link maksimalne brzine, dok 940 i 920 modeli koriste sporiji 4.8 GT/sec mod.
Naravno, poseban deo priče o „uni-core“ delu Nehalem-a se odnosi na integrisani memorijski kontroler. Kako Intel već odavno forsira upotrebu DDR3 memorije, sasvim je očekivano da integrisani memorijski kontroler kod nove generacije procesora bude prilagođen upravo ovoj vrsti memorije. Iako je DDR2 memorija dosta jeftinija, a da je pri tome u više navrata pokazano da nudi, najblaže rečeno, veoma slične performanse DDR3 memoriji, Intel se odlučio da Nehalem veže za ovaj tip memorije. Naravno, to u praksi znači da neće postojati mogućnosti da se DDR2 memorija koristi sa Nehalem procesorima bez obzira na matičnu ploču ili čipset. Pored noviteta u vidu memorijskog kontrolera inegrisanog u procesor i neophodnost DDR3 memorije, Intel sa novim procesorom uvodi još jedan veoma bitan detalj. Do sada su sada su bila aktuelna „dual-channel“ rešenja, dok sada Nehalem donosi „triple channel“ pojam. Tako novi procesor radi u tro-kanalnom režimu i za to zahteva bar po jedan DDR3 memorijski modul u svakom kanalu na matičnoj ploči. Naravno, moguće je koristiti i samo dva modula i standardni dvo-kanalni režim rada. U ovom slučaju, „memory bandwidth“ pada gotovo tačno za trećinu, tako da triple-channel definitvno radi. Naravno, koliko to procesor može da iskoristi u realnom radu je drugo pitanje.
Specifikacija
Intel® QuickPath Interconnect (QPI) @ 6.4 and 4.8 GT/s
Intel’s latest system interconnect design increases bandwidth and lowers latency. Supports the Intel® Core™ i7-965 processor Extreme Edition and Intel® Core™ i7-940 and i7-920 processors.
PCI Express* 2.0 Interface
PCI Express 2.0 delivers up to 16GB/s bandwidth per port, providing leading-edge graphics performance and flexibility with support for dual x16 and up to quad x8 graphic card configurations, or any combinations in between.
Intel® High Definition Audio
Integrated audio support enables premium digital sound and delivers advanced features such as multiple audio streams and jack re-tasking.
Intel® Matrix Storage Technology
With additional hard drives added, provides quicker access to digital photo, video and data files with RAID 0, 5, and 10, and greater data protection against a hard disk drive failure with RAID 1, 5, and 10. Support for external SATA (eSATA) enables the full SATA interface speed outside the chassis, up to 3 Gb/s.
Intel® Rapid Recover Technology
Intel's latest data protection technology provides a recovery point that can be used to quickly recover a system should a hard drive fail or if there is massive data corruption. The clone can also be mounted as a read-only volume to allow a user to recover individual files.
Intel® Turbo Memory
Intel's innovative NAND cache designed to improve the responsiveness of applications, application load times, and system boot performance. Intel® Turbo Memory, paired with the Intel
C58 Express Chipset, also allows the user to easily control the applications or data in the cache using the new Intel Turbo Memory Dashboard interface, boosting performance further.
Serial ATA (SATA) 3 Gb/s
High-speed storage interface supports faster transfer rate for improved data access up to 6 SATA ports.
eSATA
SATA interface designed for use with external SATA devices. It provides a link for 3 Gb/s data speeds to eliminate bottlenecks found with current external storage solutions.
SATA Port Disable
Enables individual SATA ports to be enabled or disabled as needed. This feature provides added protection of data by preventing malicious removal or insertion of data through SATA ports. Especially targeted for eSATA ports.
USB Port Disable
Enables individual USB ports to be enabled or disabled as needed. This feature provides added protection of data by preventing malicious removal or insertion of data through USB ports.
Core i7
Kako smo pokrili sve osnovne detalje vezane za „uni-core“ deo Nehalem procesora, možemo se vratiti na „core“ deo novog procesora. Generalno gledano, „core“ jezgra kod Penryn i Nehlaem procesora su u osnovi veoma slična, jer Intel nije imao potrebu da na ovom mestu uvodi neke radikalne novine. Glavni fokus je usmeren ka eliminisanju uskih grla prethodne arhitekture. Ipak, iako u osnovi veoma slična, Intel je izvršio dosta veliki broj korekcija i unapređenja, kako bi direktno izvršavanje instrukcija bila brže, a da se rast performansi ne oslanja samo na integrisani memorijski kontroler i „native“ multicore arhitekturu. Ova unapređenja Intel je u osnovi označio kao Wide Dynamic Executon, Advanced Digital Media Boost, Intel HD Boost, Smart Memory Acces i Advanced Smart Cache. Naravno, sada treba rasčlaniti ove elemente i videti o čemu se tu radi.
Svako jezgro može da obradi do četiri „mikro operacije“ u jednom taktu, što je isto kao i kod Core 2 Penryn arhitekture, ali sada Nehalem u stanju da mnogo brže priprema te instrukcije za obradu. Ovo je postignuto kroz povećanje „Reorder“ buffera koji u sebi može da drži spremnih 128 mikro operacija na čekaju, što je za trećinu više od Conroe jezgra, a upravo ova mogućnost predstavlja „Wide Dynamic Execution“ tehnologiju. „Advanced Digital Media Boost“ se odnosi na značajno ubrzanje SSE instrukcija preko unapređene arhitekture izvršnih jedinica. One sada mogu istom brzinom i sa istim prioritetom da izvršavaju SSE instrukcije, uz značajno smanjenje kašnjenja (latency), što na kraju rezultuje značajno većom brzinom kompresije i dekompresije video sadržaja. „Intel HD Boost“ u stvari predstavlja dodatni set SSE instrukcija, sada sa oznakom SSE4.2 koji imaju glavni zadatak da dodatnu ubrzaju manipulaciju sa HD Video materijalom. Naravno, kao i sa ranijim verzijama SSE instrukcija, za maksimalno iskorišćenje neophodne je da i softver bude napisan i optimzovan za njihovu upotrebu. Iza „Smart Memory Acces“ i „Advanced Smart Cache“ tehnologija nalazi se značajno unapređen sistem za „predviđanje grananja“ (Branch Prediction – BP jedinica) programskog koda, novi TLB (Transfer Lookaside Buffer) i Microfusion mogućnosti. Uveden je poboljšani BP algoritam, kako bi predviđanje bilo još preciznije, a „udarac“ na performansi pri lošem grananju minimalan. Svako unapređenje po ovom pitanju je dosta bitno, jer ukoliko dođe do lošeg predviđanja grananja instrukcija kada se one već nalaze u pipline-u, gubi se ceo jedan klok. Usled toga je kod Nehalem jezgra uvedena je još jedna „Branch Prediction“ jedinica koja treba da u značajnoj meri smanji broj pogrešnih predviđanja u grananju. Nova dodatna BP jedinica je nešto sporija, ali poseduje mnogo veći „buffer“ za skladištenje informacija o ranijim predikcijama grananja, što automatski umanjuje šansu da u sledećem taktu dođe do pogrešnog grananja. I sam „Return Stack Buffer“ koji je zadužen za korekciju pogrešnih grananja je unapređen, jer je stara jedinica imala problem da u nekim slučajevima nije mogla da koriguje grešku već je ponovo vršila isto pogrešno predviđanje, što je dovodilo do prepunjavanja buffer-a, i samim tim značajnih padom performansi u ovim situacijama. Sada je kod Nehalem-a i taj problem adekvatno regulisan. Sličan zahvat u vidu dodavanja još jedne jedinice primenjen i na TLB-u (Transfer Lookaside Buffer). Tako TLB kod Nehalem-a poseduje dva nivoa, gde je drugi TLB mnogo većeg kapaciteta od čak 512 upisa. Kako TLB ima funkciju mapiranja virtualnih i fizičkih memorijskih adresa, veći kapacitet omogućava smeštanja većeg broja adresa bez dodatnog pristupanja sistemskoj memoriji.
„Microfusion“ tehnologija je predstavljena još sa Conroe jezgrom, a glavna ideja je da se povezani parovi x68 instrukcija mogu spojiti i tretirati kao jedna instrukcija. Kako je ovo bilo moguće samo za x68 instrukcije, Nehalem sada uvodi mogućnost da se ista operacija može vršiti i sa x64 instrukcijama, što bi trebalo da još malo unapredi performanse u 64bitnom okruženju. Na povećanje produktivnosti izvršavanja svih instrukcija treba da utiče i unapređeni LSD (Loop Stream Detector), koji je prvi uveden kod Conroe Core 2 jezgra. LSD ima funkciju da detektuje „loop-ove“ u programskom kodu koji se često pojavljuju i da ih upiše u svoj specijalni baffer. Rezultat toga je da izvršna jedinica ne mora te iste podatka ponovo da vuče iz keša i da se za isti „loop“ rade ponovna predviđanja u grananju, već je sve gotovo u Loop Stream Detector bafferu. Kod Nehalem je LSD još pomeren iza „decode“ jedinice i može da zabeleži 28 micro operacije, što ga čini još efikasnijim u poređenju sa Core 2 LSD-om koji se nalazio ispred „decode“ jedinice i mogao da zabeleži 18 micro „loop“ operacija. Finalna stavka sa osnovnog spiska noviteta i nije realno neki novitet, a reč je povratku SMT tehnologije, odnosno HyperTreading-a. Osnovna ideja da jedno jezgro može da izvršava dva „tread-a“ je veoma dobra, ali se primenom kod NetBurst arhitekture i nije baš proslavila. Sa Core 2 procesorima, pojam SMT-a je nestao, a sada se sa Nehalem-om ponovo vraća na scenu. Tako se quadcore Nehalem pod Vista operativnim sistemom pojavljuje sa osam logičnih jezgra i teoretskom mogućnošću paralelnog izvršavanja osam „tread-ova“. Kako je sa svim unapređenjima propusna moć, brzina i kapacitet ukupne keš memorije daleko veći, TLB brži i BP sistem brži, jasno je da za dobar rad SMT tehnologije sada ima mnogo više prostora.
Nakon zagledanja u unutrašnjost Nehalem-a, možemo se koncentrisati na rezultate celog tog truda. Test konfiguracija se ovu potrebu sa sastojala iz ukupno četiri procesora, tri Nehalem modela i jedan stari Core 2 Quad radi direktnog poređenja sa novim jezgrom. Ovo direktno poređenje Core i7-920 i Q9400 je ujedno i najinteresantnije, jer se na istom radnom taktu od 2.66 GHz suočavaju dve generacije procesora. Naravno, razlike u matičnoj ploči u čipsetu moraju da postoje, jer je za Nehalem predviđen X58 čipset i poseduje svoj tro-kanalni memorijski kontroler. No, ovo jedini realan način da se porede performanse, tako da ….Prvo što nas je interesovalo su performanse integrisanog memorijskog kontrolera. Tako smo odmah postavili Core i7-920 u single channel mod i izmerili gotovo identične performanse od 6.5 GB/s na istom radnom taktu memorije, sa nominalnim memorijskim parametrima. Već na ovom primeru postaju apsolutno jasne sve prednosti integrisanog memorijskog kontrolera. U dual channel režimu transfer raste na 12.6 GB/s, dok je sa tri memorijska modula maksimalni transfer 17 GB/s. Imajući ove rezultate u vidu, apsolutno je jasno da su problemi ako brzine memorijskog transfera otklonjeni. Naravno, pitanje je koliko taj veliki memorijski protok proces može adekvatno da upotrebi. Tako smo u dual channel režimu izvršili seriju testova i uporedili performanse. Kao rezultat smo dobili veoma interesantnu činjenicu da ukupne performanse nisu značajnije smanjene radom u dvo-kanalnom režimu. U nekim situacijama čak dual channel daje za nijansu bolji rezultat, pa je tako veoma očigledno da standardna desktop primena nije dovoljna da efikasno upotrebi ceo memorijski protok koji je na raspolaganju. Sledeća stavka u poređenju je brzina keš memorije. Iako je kapacitet L1 keša isti kod obe generacije procesora, Penryn ima za jedan ciklus brž L1 keš. Sa druge strane, L2 keš je kod Nehalema mnogo manji, pa je tu odnos 11 na prema 15 ciklusa, što ga čini nešto bržim. Naravno, L3 keš memorija svojim kapacitetom utiče da se manji kapacitet L2 keša kod Nehalema lako nadoknadi. Kada se to uporedi kroz brojke, može se videti da su oba procesora „tu negde“, mada Nehalem u većini slučajeva zna da bude malo brži. Logično, sva navedena poređenja smo vršili sa isključenom HyperTreading opcijom kod Nehalem procesora. Naravno, sada dolazi vreme da se uključi HyperTreading i vidi njegova efikasnost kod novog jezgra. Paralelizam je jedna od bitnijih stvari koje je Intel u svojim prezentacijama glasno naglašavao, i to iz sasvim razumljivih razloga. HyperTreading je veoma efikasan način da se upotrebe trenutno slobodni delovi procesora. Kod NetBrust arhitekture, rast performansi je postajo u manjem broju slučajeva, dok je tek sa optimizovanim softverom mogao da ostvari značajniju prednost. Sada, sa Nehalem-om pojam HyperTreading-a postoje ponovo aktivan, ali sa mnogo boljim rezultatima. Ovo se sasvim jasno vidi u tabeli, gde Core i7 920 sa uključenim HyperTreading-om nudi primetno bolje performanse u svim test scenarijima. Interesantno je primetiti da se „intercore“ latency drastično povećava sa isključivanjem HyperTreading-a, što znači da je ceo procesor posebno optimizovan za što veći nivo paralelizma. Uglavnom, HyperTreading sada nema nikakvih nus pojava, već su samo tu dodatne performanse.
Pored svih opisanih situacija, na performanse u određenim situacijama može povoljno da utiče i „Turbo“ mod. Iako ovo priziva razne asocijacije, radi se sistemu internog overklokinga i „power menagmnet-a“. Procesor sam detektuje potrebnu za većim radnim taktom i isti podiže preko standardnih vrednosti, ukoliko je detektovana temperatura u određenim granicama. Naravno, ovo se vrši kroz internu manipulaciju množiocem, a sličan sistem već postoji od ranije, ali je funckionisao samo „na dole“. Kod Nehalem-a uključivanje „turbo“ opcije u BIOS-u može da donese bolje performanse od jedan do četiri procenata. Međutim, nije stvar samo u prostom ubrzanju. Naime, ukoliko procesor detektuje single tread operaciju automatski će ugasiti jedno, dva ili tri jezgra, tako smanjiti potrošnju energije i temperaturu, što logično ostavlja mogućnost da se prvom jezgru podigne radni takt kako bi se dotična single tread operacija što brže završila. Sve ovo je u sklopu nastojanja Intel-a da kreira energetski što efikasnije procesore, pa su tako kod Nehalem svi standardni sistemi za kao na primer EIST, dodatno unapređeni. Ovo je posebno bilo neophodno ako imamo u vidu da je Nehalem procesoru potrebno dosta više napajanja. Za desktop i serversko tržište potrošnja energije nije neki problem, ali je za mobilne računare od vitalnog značaja. Zbog veće potrošnje sama primena novih procesora na tržištu notebook-a će biti teža, pa će se po ovom pitanju morati uložiti dodatni rad, jer veće potreba za strujom vuče i veće zagrevanje, što opet vuče potrebu za boljim hlađenjem i tako dalje. Kada smo kod hlađenja, kod Nehalem-a nije moguće koristiti stare kulere usled drastično većeg procesorskog soketa. Imajući u vidu znatno veći broj tranzistora, QPI vezu i trokanalni DDR3 memorijski kontroler, sasvim je logično očekivati da je za sve to potreban i novi procesorski soket. Sam Nehalem procesor je fizički značajno veći u odnosu na modele iz prethodne generacije, a za njega je tu i novi LGA1366 soket. Kako Intel planira i verzije Nehalem procesora u dual-channel varijanti, tu se pominje i još jedan novi LGA1160 soket. No, kako u ovom momentu nemamo nekih sigurnijih informacija, ostavićemo celu priču o novom X58 čipsetu, soketu i matičnim pločama za drugi deo Nehalem priče.
Test sistem, overclocking
Matične ploče
Intel DX58 mainboard
MSI P45 Diamond
Procesor i
kuler
Intel Core 2 Quad QX9770
Intel Core 2 Quad Q9400
Intel Core i7-920
Intel Core i7-940
Intel Core i7-965 Extreme Edition
Intel Box Cooler for Core i7 CPUs
Thermalright Core i7 CPU Cooler
CoolerMaster Gemin II
Memorija
2 x 1 GB DDR2 1066 Kingston HyperX
3 x 1 GB DDR3 Qimonda
Grafička karta
ASUS EN9600GT TOP
(Windows Vista 32-bit)
Hard disk
500GB SATA2 Western Digital WD5001ABYS RE2
Opički uređaj
DVD-RW Pioneer 215D SATA
Napajanje
CoolerMaster RealPower 1000W
Monitor
Samsung SyncMaster 960BF
SiSoft Sandra 2008 Pro
FutureMark PCMark Vantage
Cinebench 10 & DivX transcoding test
SpecORG SpecVIEWPerf 10
WinRAR, Fritz Chess i Nuclearus benchmark
FutureMark 3DMark 06 i 3DMarkVantage
Igrački testovi
Tripple channel protiv Dual Channel režima rada
Tripple channel protiv Dual Channel režima rada (nastavak)
Komentar o rezultatima
Pre nego što krenemo na zaključnu reč, osvrnimo se još jednom na tabele sa rezultatima, jer se njima nalazi gotovo sve što je za zaključak potrebno. U većini standardnih aplikacija i primena, Nehalem ostvaruje oko deset procenata bolje performanse u odnosu na Penryn jezgro na istom radnom taku i istom količinom memorije. Kao što smo videli, trokanalni memorijski kontroler definitivno radi, ali se toliko protok za sada ne može adekvatno iskoristiti. Tako je glavni uzročnik za ovaj bazični rast performansi upravo integrisani memorijski kontroler i brža komunikacija na vezi jezgro-memorija-jezgro, dok veliki bandwidth u triple channel režimu nije toliko bitan. Kada se izađe iz okvira standardnih primena i krene na reon 3D rendering i video kompresije, tu Nehalem počinje da sija na pravi način. Rast peformansi kod ovog vida aplikacija je minimum preko 15 procenata, a nekim slučajevima može ići i skoro do 40 procenata. Ovde pored memorijskog kontrolera veliku ulogu igra i HyperTreading iza kojeg se nalaza sva unapređenja na Loop Stream Detector-u, Transfer Lookaside Buffer-u, Branch Prediction jedinici i ostalim stvarima. Jedini segment gde Nehalem ne nudi baš uvek više su igre, i to samo u nekim specifičnim naslovima, kao što je na primer Crysis.
Same performanse u igrama dosta zavise od keš memorije, odnosno od brzine i kapaciteta istog. Tako kod Penyrin jezgra L2 keš je mnogo veći, a na primer određeni engine je optimizovan za veći L2 keš koga kod Nehalem-a nema, i to dolazi do nešto manjih ili isti performansi. L2 keš kod Nehalem-a jeste brži, ali je opet L3 keš sporiji nego L2 keš kod Penryn-a, pa je to odgovor na performanse u igrama. Ipak, već sa novim igrama koji su sve više optimizovane za multicore procesore, ovaj problem će brzo nestati. Realno, sa trenutno ukupnom cenom jednog Nehalem sistema koji uključuje procesor, DDR3 memoriju i matičnu ploču obični igrači nisu potencijalni kupci, već su to upravo oni koji se bave 3D dizajnom i grafikom, gde novi procesor i nudi svoj maksimum. Za one kojima ni ove performanse nisu dovoljne, tu je uvek overkloking.
Ovom prilikom se nismo mnogo bavili overkloking rezultatima, ostavićemo to za neku drugu priliku. Ono što smo probali da utvrdimo jesu trenutni limiti Nehalem jezgra. Sa Intel DX58S0 matičnom pločom overkloking je nabolje vršiti preko direktne promene množioca, naravno, u slučaju Extreme Editon modela kod kojeg je isti otključan. Sa ovim procesorom smo uz povećanje radnog napona na 1.45V uspeli da ostvarimo stabilan rad na 4.1 GHz, što je veoma dobar rezultata. Performanse tada totalno lete u stratosferu, predstavljajući najbržu desktop mašinu koju trenutno možete imati. No, iako su overkloking performanse odlične, sam domet je u granicama očekivanog. Kako se i Nehalem radi u 45nm proizvodnom procesu, jasno je da su overkloking dometi na nivou maksimalnih koje i Penryn može da pruži. Naravno, sa sledećim „Tick“ korakom koji će doneti 32nm proizvodni proces bi overkloking granica mogla ići gore, a sa tim bi možda mogla da dođe i veća količina L2 keš memorije radi dodatnog osiguranja po pitanju performansi.
Zaključak
Kada čisto pitanje performansi sklonimo na stranu i sagledamo kompletnu situaciju, možemo izvesti zaključak da je Intel sa Nehalem procesorom napravio značajan korak u napred. Ovaj korak u napred se prvenstveno odnosi na desktop primene, ali što je još bitnije i na serversko tržište. Upravo na serverskom tržištu AMD je sve do sada imao prednost, ali ga Nehalem sada gotovo uklanja sa lica zemlje. Sasvim je logično zašto je Intel-u serverski segment veoma bitan, pa realno i cela Nehalem arhitektura kreirana iz te vizure. Dakle, trokanali memorijski kontroler koji punu snagu daje samo na serverima, dve QPI veze za multiprocesorske sisteme, sve je jasno. Gledajući sva primenjena rešenja, nemoguće je zametnuti činjenicu da sve ovo umnogome podseća na AMD rešenja koja su nam poznata već par godina. Ovo se ne odnosi samo na arhitekturu procesora, već i na samu referentu Intel X58 matičnu ploču. Memorijski slotovi se kod ove ploče nalaze iznad procesorskog soketa, a čipset je na zapadnoj strani mnogo bliže sredini PCB-a. Ko se seća prvih serija K8 matičnih ploča, sličnost nikako ne može da promakne. Tako se na kraju definitivno može reći da je Intel uradio ono što mnoge velike kompanije rade u bilo kojoj industrijskoj sferi, tj. posudio malo tuđe ideje i onda sve to realizovano na mnogo bolji, veći i efikasniji način. Kada se podvuče crta, Nehalem upravo to predstavlja, Core 2 osnovno jezgro sa svim Intel optimizacijama složeno na AMD način. Definitivno zanimljiva kombinacija, ali je realnost da je Intel sa Nehalem-om zadao još jedan ozbiljan udarac svoj konkurentu. Koliko je ovo ozbiljno, može da bude da više ni ne bude potrebe za ovakvih udarcima.
Core i7 procesore i Intel matičnu ploču na test ustupio Intel.
