Краткая история процессоров Intel, часть 2: Pentium II через Coffee Lake

Pentium III (Katmai) Первый Pentium III, построенный вокруг ядра Klamath, стал маргинальным обновлением до Pentium II. Он предложил поддержку первого набора команд SIMD от Intel (одна инструкция, несколько данных) и более высоких тактовых частот, а также спорный механизм идентификации ЦП, который в то время вызвал огромные споры.

Pentium III (Coppermine) Pentium III Coppermine - это процессор, который большинство людей будет помнить как «настоящий» Pentium III. Архитектурно он сохранил ту же базовую структуру, что и Pentium II, но добавил полностью интегрированный кэш L2 с полной скоростью процессора. Это значительно улучшило производительность процессора, в то время как «гонка Gigahertz» с AMD привела Intel к быстрому внедрению более быстрых и быстрых фишек. Pentium III испытывал ограниченную доступность на самых высоких тактовых частотах и ​​некоторые высокие затраты DRAM в зависимости от платформы материнской платы, но предлагал отличную производительность по сравнению с эквивалентом Athlon AMD в то время.

Pentium III (Tualatin) Pentium III Tualatin - это немного необычное ядро, которое заслуживает упоминания здесь. Едва ли он пришел на настольный компьютер - Intel в основном занималась маркетингом Pentium 4 в то время - но она предложила Pentium 3 с пониженным энергопотреблением и более крупным общим кэшем L2 (чипы Celeron натолкнулись на 256 КБ встроенного кеша , Pentium III-S предложил 512 КБ, по сравнению с 256 КБ). Tualatin стал основой для линейки продуктов Pentium M, которая будет продолжаться через Banias, Dothan и Yonah, прежде чем вернуться на рабочий стол в качестве Core 2 Duo.

Pentium 4 (Willamette) Первая итерация Pentium компании Intel 4 была чрезвычайно спорной. Новая архитектура «Netburst» была презрительно названа «marchitecture» (маркетинг + архитектура) и точно обвинялась в том, что она подчеркивала высокие тактовые частоты, не отметив того, что процессор выполнял гораздо меньше работы за такт. Небольшой кэш L2 от Willamette (256 КБ), дорогой RDRAM и ограниченные тактовые частоты сделали первый P4 посредственным продуктом в лучшие времена, и он был регулярно превзошел как Pentium III на основе Tualatin, так и конкурирующие части от AMD.

Pentium 4 (Northwood) Ядро Northwood размером 0,13 микрон было усадочной матрицей P4, которая доказала, что эта часть может работать. Тактовая скорость взлетела вверх, увеличенный кэш большей емкости L2, а добавление Hyper-Threading обеспечило кремовую гладкость многопоточной реакции на одноядерный процессор. Northwood взорвал процессорные часы, гоночные с 2 ГГц при введении до 3,4 ГГц к моменту появления следующей итерации CPU. Нортвуд также был сильным конкурентом против AMD и в целом превзошел своего соперника. В то время как Athlon 64 был быстрее во многих отношениях, Northwood в основном конкурировал с Athlon XP и делал это очень хорошо. Из трех итераций Pentium 4, Northwood был вариантом, который достиг своих целей и обеспечил ожидаемую производительность.

Pentium 4 (Prescott) Прескотт был непревзойденной катастрофой. Несмотря на то, что он продавался очень хорошо, его слабая производительность и энергоэффективность оставили процессор в отличном от AMD недостатке. Более длинный трубопровод P4 был предназначен для того, чтобы он мог достичь высоких тактовых частот, но трубопровод Prescott был слишком длинным, и его 90-нм процесс имел значительные проблемы с утечкой мощности. Конечным результатом стал процессор, который изо всех сил пытался превзойти Northwood, и это не могло поразить более высокие тактовые частоты, необходимые для демонстрации лидерства в производительности. Именно по этой причине эпоха 2004-2006 годов считается золотым веком для AMD. После того, как стали доступны двухъядерные процессоры, Athlon 64 решительно превзошел P4 практически на всех тестах и ​​рынке.

Core 2 Duo Если Прескотт был катастрофой, Core 2 Duo стал триумфальным возвратом в форму. Intel отказалась от архитектуры Netburst, которая подчеркнула тактовую частоту и вернулась к созданию высокопроизводительных ядер на более низких часах. Более быстрая скорость шины P4 была сохранена, но соответствовала более крупным общим кэшам L2, поддерживала дополнительные SIMD-инструкции (SSE4.1) и более широкий интерфейс для поддержки более агрессивного исполнения. Core 2 Duo добавила макро-op-слияние (объединив несколько операций для уменьшения количества выполненных инструкций и улучшения исполнения вне порядка). Архитектура C2D была более эффективной и, как правило, превосходила процессоры AMD Athlon 64 X2, создав тенденцию, которая будет продолжаться до запуска Ryzen в 2017 году. Процессоры Core 2 Duo были запущены в двух вариантах (65 нм и 45 нм) и были одним из самых успешных семейств процессоров. Технология Intel Tick-Tock, дебютировавшая в семействе Core.

Nehalem Intel Nehalem стал крупным шагом вперед для компании, поскольку в нее встроен контроллер памяти, добавлена ​​поддержка Hyper-Threading, заменена устаревшая FSB новым интерфейсом Quick Path Interconnect, начался процесс интеграции компонентов материнской платы на диск, op fusion в 64-битном режиме, добавлена ​​поддержка SSE 4.2 и добавлен кеш-память L3 в качестве стандарта. В отличие от C2D, части Nehalem имеют общий кэш L3, но имеют частные процессоры L2 (Core 2 Duo, разделяющие L2). Nehalem прочно утвердил Intel как общий лидер по производительности.

Westmere Westmere - это 32-дюймовая матрица Nehalem с лучшими характеристиками шифрования / дешифрования AES, лучшей поддержкой виртуализации и большим количеством процессорных ядер. Были доступны шестиядерные и 10-ядерные процессоры, а первые мобильные устройства с встроенной (хотя и не полностью интегрированной) графикой были основаны на усадке штампа Westmere.

Песчаный мост (серия 2000) Sandy Bridge был крупным архитектурным капиталом в Nehalem и впервые дебютировал в 2011 году. Новые возможности Turbo Boost, полностью интегрированные графические процессоры, улучшенные возможности загрузки и хранения, новый кэш uop, лучшее прогнозирование ветвлений, поддержка AVX и поддержка до восемь основных ядер были основными функциями этого обновления. Современные процессоры Core, включая новейшие чипы Coffee Lake, являются прямыми потомками Sandy Bridge. Sandy Bridge был также первым процессором Intel, который сосредоточился на работе с низким энергопотреблением, а первый чип развернулся в том, что станет рынком ультрабуков. Это был первый процессор Intel, оснащенный QuickSync, специальным видеокодером Intel.

Ivy Bridge (серия 3000) Ivy Bridge хорошо известен благодаря использованию 22-нм транзисторов FinFET, поддержке PCIe 3.0, улучшенному встроенному графическому процессору и максимальному максимальному количеству ядер в конфигурациях серверов. Производительность лишь незначительно улучшилась по сравнению с Sandy Bridge, создавая основу тенденции небольших улучшений в годовом исчислении, которая продолжается и по сей день.

Хасуэлл (серия 4000) Haswell был значительным архитектурным обновлением, которое расширило ядро ​​процессора, добавило поддержку AVX2, увеличило тактовую частоту и интегрировало новый стабилизатор напряжения на кристалле (Intel позже отказалась от этого при последующем обновлении). Также улучшилось выполнение ветвей, но улучшения производительности были довольно скромными. Потребление энергии в верхних частях увеличилось, хотя производительность графического процессора была значительно улучшена по сравнению с Ivy Bridge. Первые чипы Intel для интеграции большого кэша EDRAM для графики и использования в качестве L4 (в некоторых частях) были построены вокруг ядра процессора Haswell.

Skylake (серия 6000) Skylake был последним архитектурным ремонтом Intel. Все процессоры с тех пор основаны на этой архитектуре. Skylake добавил поддержку DX 12_1, более глубокие буферы вне порядка, улучшенное общее исполнение, улучшенное шифрование AES, поддержку Intel SpeedShift и улучшенное устройство декодирования / кодирования видео. Производительность по сравнению с Haswell была тестовой и частично зависимой, некоторые чипы Skylake были быстрее, чем часы Хасуэлла, но работали на более низких тактовых частотах и, таким образом, заканчивались более или менее эквивалентными. Наибольшие улучшения производительности были сосредоточены в мобильных частях.

Озеро Каби (серия 7000) Озеро Каби было построено в рамках метода PAO (Process-Architecture-Optimization) Intel, а не tick-tock и представляет собой оптимизацию Skylake. Тактовые частоты и SpeedShift были скорректированы и, как правило, выше, с некоторыми дополнительными улучшениями в графическом декодере / кодировании видеооборудования. Kaby Lake также поддерживал первые приводы Optane cache. Этот выпуск, как правило, был омрачен AMD Ryzen, который дебютировал всего несколько месяцев спустя.

Кофейное озеро (серия 8000) Корпорация Intel Lake Lake Lake Lake построена на основе усовершенствования 14-нм техпроцесса и внес существенные изменения в общую линейку продуктов Intel. Количество процессоров центрального процессора было расширено до шести ядер / 12 потоков (от 4C / 8T), а семейства Core i5 и Core i3 были пересмотрены, как и линии Celeron и Pentium. Максимальные тактовые частоты также обычно улучшаются, хотя это несколько зависит от рассматриваемой части. Процессоры Coffee Lake значительно улучшили мобильность, где производительность и потребление энергии на ватт в настоящее время значительно улучшились.