2010. április 4., vasárnap

Az új Intel processzor család - What's new?


Már hónapok teltek el, mióta Január 7-én az Intel piacra dobta a legújabb mikroprocesszor családot. A Core márkanevet megtartotta, de teljesen új elnevezésekkel fogunk mostantól találkozni, érezhetően nagyobb teljesítménnyel, és néhány érdekes technikai megoldással. És mit jelent mindez a vásárlóknak?

Történelmi morzsa, hogy az Intel a kétezres évek első felében borzasztóan ellustult, ahogy partnere, a Microsoft is. Azután, hogy kiadták a Pentium 4-et és a Windows Xp-t - melyek mellesleg mindketten hatalmas sikernek örvendtek -, hátradőltek és lazítottak.
Nem így a versenytársak. a 2001-2006 között processzor fronton az AMD 2 olyan technológiai újítást is bevezetett, amit az Intel kénytelen volt egyszerűen elfogadni és maga is átvenni. És az Intel ehhez nagyon nincs hozzászokva. A Microsoftot meg közben főleg az Apple alázta, de ez egy másik sztori.

A legnagyobb processzorgyártó tehát felkötötte a gatyát, és megfogadta, hogy minden második évben új processzot-architektúrát, a köztes években pedig új gyártástechnológiát vezetnek be. Ezt hívják ők a Tik-tak ritmusnak. Elég feszített a tempó, kezdenek is elcsúszni vele :) Az új gyártástechnológia és az új processzorok mostanra szinte egyidőben jelentek meg, még 2009 év végén, de akkor még csak asztali gépekbe. Most végre itt vannak a laptopokba szánt modellek is, nem kevés újdonsággal megspékelve, ezért most megpróbálom ezeket bemutatni, előre is bocs :)

Grafika a processzorban
Az új technológiák egyike nem más, mint a processzorba integrált grafikus csip. A lépés egy régóta várt mérföldkő a számítógépek fejlődésének útján. A processzor után a videocsip igényli a legtöbb erőforrást, és a processzorral is folyamatosan együtt dolgozik. Logikus tehát, hogy ezek ketten legyenek egy helyen, a gép középpontjában. A proci már amúgy is ott van, cuccoljon hát oda a videocsip is.
Jelenleg a dolog még úgy néz ki, hogy a CPU apró lapkájára a két egységet (a videocsipet és a processzormagokat) külön építik rá, később azonban ezek minden bizonnyal eggyé válnak majd.
A dolog előnye egyértelműen a jobb kommunikáció a két részegység között, ami elsősorban a videocsipnek kedvez. Az ilyen integrált csipek közös fogyasztása kisebb, mint a korábbi megoldásoké, amikor a grafikai részt az alaplap csipjeibe integrálják, tehát a laptopoknak ez külön előny. Az sem elhanyagolható, hogy ezentúl minden Inteles gépben van egy alacsony fogyasztású és alapfeladatokat gond nélkül ellátó grafikus mag, ezzel se kell törődnie a felhasználónak.

Core i sorozatú proci: a nagyobbik csip a grafikus processzor. Jól mutatja, hogy ez még nem teljes integráció, "csak" 2 csip egy kis lapkán.

Hátránya ugyanakkor, hogy ezentúl minden Inteles gépben van egy grafikus mag, akár akarjuk, akár nem. Ez a többi gyártót is hátrányos helyzetbe hozza, és persze ki is kell fizetni, akár kell, akár nem. Továbbá, bár az összfogyasztás csökken, a meglévő egy helyre koncentrálódik, jobban terhelve a laptop hűtőrendszerét (zaj).

A Turbo boost
Az összes közül talán ez a leghasznosabb új trükk az új procikban. Az elv borzasztó egyszerű, bár a megvalósítás annyira nem volt az. A programok változó módon terhelik a CPU-kat, ez nem nagy újdonság. A többmagos lapkák megjelenése azonban okozott némi problémát: a többletteljesítményt nem mindig lehet kihasználni, mert nem minden alkalmazás képes párhuzamosan terhelni a processzormagokat. Az Intel pedig látva a problémát, kitalálta az okosságot: ha a prociban csak 1 mag terhelt, akkor miért ne lehetne a többit "elaltatni", és azt az egyet nagyobb sebességre kapcsolni?! De bizony, hogy lehet!
A processzor névleges órajele mostantól csak arra az esetre vonatkozik, amikor az összes mag tartósan terhelt, egyfajta minimum órajel. Ahogy a magok lekapcsolnak, úgy növekszik a még működők sebessége. A legnagyobb teljesítményre persze továbbra is akkor képes a csip, mikor az összes mag dolgozik, az órajelemelésnek ugyanis korlátai vannak. A legfontosabb, hogy a processzor semmi esetben nem lépheti túl az előírt fogyasztási korlátot, így a turbózás nem mehet az égig. Továbbá, a magoknak külön-külön is van egy bizonyos órajele, aminél többre nem képesek. Ez a Core i sorozat csipjeinél valahol 3,5-4 GHz-nél van (elméletileg, tuning nélkül). Tehát ha a 4 magos CPU-nk alapórajele modjuk 3 GHz, akkor 1 magos működés esetén sem fog gyorsabban menni, mint 3,5-3,6 GHz, mégha a fogyasztási keretbe beleférne, akkor sem. Minél alacsonyabb az alapórajel, annál magasabb lehet a turbó órajel. Íme 2 konkrét példa:
Az Intel Core i5-520M processzor alapórajele 2400 MHz, ha mind a 2 mag terhelt. De ha nem, akkor az órajel 2933 MHz-ig nőhet (és akár köztes értékeket is felvehet, korlátozott terhelés mellett mind a 2 mag ketyeghet 2,4 GHz fölött is). Az ultra-alacsony feszültségű Core i5-520UM még látványosabban produkál: alap az 1067 MHz, a maximum (1 mag esetén) viszont 1867 MHz is lehet.

Az Intel Turbo Boost, képekben 

Az AMD is megalkotta a maga turbóját, melyet a Márciusban piacra dobott, az új 6 magos processzoraiban debütált. A jövőben már minden processzorukban ott lesz nekik is.

Hyper Threading
A szép angol név mögött az Intel egy felelevenített kis trükkje rejtőzik, amit még a Pentium 4-es időkben vezettek be, de a Core 2 családból kimaradt: amennyiben ez a technológia jelen van a processzorban, az operációs rendszer minden processzormagot kettőnek lát. Nem optikai csalódás, hanem a CPU (mag) feladatokat ütemező részei valóban meg vannak kettőzve, de a végrehajtó egységek (a lényegi, és legnagyobb részek) nem. Hogy ennek akkor mégis mi értelme van? Ebben az esetben is több feladatszálat tud kezelni párhuzamosan a proci, mintha tényleg többmagos lenne (mert végrehajtani mindig tud több dolgot párhuzamosan, a kulcs a több feladat egyidejű ütemezése), ezáltal pedig - erőtöbbletet ugyan nem jelent - jobban ki tudja használni a meglévő erőforrásokat. Konkrétan: ha a processzor(mag) nincs 100%-osan leterhelve, a feladatoknak normális esetben akkor is meg kellene várniuk egymást. Ha azonban van HT, akkor az egyik, a procit nem teljesen kihasználó feladat mellett futhat egy másik is, a maradék processzoridőt kihasználva, így gyorsítva fel a munkát. Ha egy feladat 100%-ra járatja a (összes) CPU-t, akkor a HT nem oszt, nem szoroz, mert nincs felesleges processzoridő, amit egy másik folyamat kihasználhatna. Tehát ismét: A Hyper Threading nem gyorsítja a processzort, hanem annak jobb kihasználásával gyorsítja a munkát.
Az AMD is dolgozik a HT megfelelőjén, egy még teljesebb, hatékonyabb, de bonyolultabb verzión. A 2011-ben megjelenő új processzorcsaládban hivatott megjelenni.

Memóriavezérlő a processzorban
Ez már a kevésbé látványos újdonságokhoz tartozik, az átlag felhasználót nem is érinti, ezért én is éppen csak megemlítem. Tehát a rendszermemória (RAM) kezeléséért felelős csip is a processzor mellé költözött. Sajnos nem egészen bele, hanem a processzormagokkal egy lapkán lévő grafikus csipben kapott helyet. Ez a megoldás is jelentősen növeli az adatátviteli sebességet a memória és a processzor között, de még nem az igazi, mert az adatok nem közvetlenül kerülnek a feldolgozást végző magokhoz, hanem a grafikus-memóriaverzérlő közös csipen keresztül. Ez a sebességet nem, de az elérési időt rontja (elérési idő: egy parancs kiadása és annak végrehajtása közt eltelt idő, késlekedés).
Az AMD mellesleg már évek óta a processzorba integrálja ezt a funkciót, ahogy kell. Ez az egyik dolog, amiben az Intel le volt (és egy kicsit még van is) maradva. Eddig.

A 32 nanométeres gyártástechnológia
Itt-ott még a technológia iránt nem érdeklődők is olvashatnak ilyeneket, hogy egy csip xy nanométeres, más szóval csíkszélességű. Ez a nanométer dolog a csipek gyártásához kapcsolódik. Egyszerűen fogalmazva, ez a távolságok jelöli két logikai elem között a szilícium csipen. Minél kisebb ez a távolság, és vele együtt az egész csip is, annál kisebb az elektromos ellenálás, és ezáltal a fogyasztás és a melegedés is. Ebből következik, hogy a nanométer-háború a legnagyobb fogyasztók esetén a legjelentősebb: processzor és videokártya.
Ma a 32 nm technológia a legfejlettebb, ami elérhető, és csak az Intel rendelkezik vele, használja a legújabb, Core i sorozatú processzorokban. Némi csalással ugyan, ugyanis a processzorba integrált grafikus csip még a korábbi, 45 nm-es csíkszélességgel készül, tehát keverék csipek. 
Az AMD-nek még csak 45 nm-es processzorai vannak. Igaz, azokat továbbfejlesztette, hogy még megfeleljenek a jelen kihívásainak, közben pedig az újonnan átszervezett gyáraiban már inkább a következő lépést, a 28 nanométert tervezik.
A videokártyák terén mind az AMD (ATI), mind az nVidia bérgyártót alkalmaz, ráadásul ugyanazt a céget, így náluk jelenleg ebben nincs verseny, az aktuális csíkszélességük a 40 nm, amit az 55 nm előzött meg, az aktuális modellek ezekre épülnek.
Ha valaha ez választási szemponttá válik, válasszuk a kisebb csíkszélességű terméket, mert attól kisebb fogyasztást remélhetünk.