Intel chuẩn bị tung ra thế hệ bộ vi xử lý mới nhất của mình vào mùa xuân này mặc dù có một trở ngại nhỏ ảnh hưởng đến các mẫu điện áp cực thấp – những mẫu dành cho máy tính xách tay siêu mỏng. Theo tiêu chuẩn thông thường, việc ra mắt sẽ đánh dấu một “dấu tích” mới trong lộ trình sản phẩm của công ty, nhưng Intel không chỉ thu nhỏ bộ xử lý Sandy Bridge 32nm hiện tại bằng cách giới thiệu một số cải tiến cơ bản cùng với quy trình 22nm mới của mình.
Đối với những người không quen thuộc, Intel tuân theo mô hình “tick tock” cho chu kỳ nâng cấp bộ xử lý của mình. Với mỗi “tích tắc”, công ty chuyển sang một quy trình sản xuất nhỏ hơn, trong trường hợp này là từ 32nm đến 22nm, làm tăng đáng kể mật độ bóng bán dẫn đồng thời nâng cao hiệu suất và hiệu suất năng lượng của vi kiến trúc hiện tại. Sau đó, với một chu kỳ “tock” luân phiên, Intel giới thiệu một vi kiến trúc bộ xử lý mới.
Ivy Bridge bao gồm các cải tiến về sản xuất và hệ thống con. Nó là phiên bản thu nhỏ của Sandy Bridge và cũng là sản phẩm đầu tiên sử dụng bóng bán dẫn Tri-Gate của Intel, sử dụng kiến trúc phi phẳng để nhồi nhét nhiều bóng bán dẫn hơn vào không gian ít hơn, do đó tiêu thụ ít điện năng hơn hoặc mang lại hiệu suất cao hơn trong cùng một vỏ bọc điện năng.
Đã có khá nhiều thông tin về Ivy Bridge kể từ khi Intel trình bày chi tiết kiến trúc vào cuối năm ngoái. Chúng tôi sẽ tóm tắt lại một số thay đổi lớn và ý nghĩa thực tế, đồng thời giúp bạn cập nhật những phát triển mới nhất, bao gồm cả thông số kỹ thuật và dòng sản phẩm ra mắt dự kiến.
Không giống như các bóng bán dẫn phẳng thông thường nằm phẳng, các bóng bán dẫn Tri-Gate của Ivy Bridge sử dụng một vây ba chiều đứng thẳng đứng so với đế silicon. Điều này thể hiện một số lợi ích. Đối với người mới bắt đầu, Intel có thể nhồi nhét nhiều bóng bán dẫn hơn vào không gian ít hơn, điều này sẽ cực kỳ có giá trị khi công nghệ chế tạo thu nhỏ xuống còn 22nm và hơn thế nữa.
Ngoài ra, thiết kế mới về cơ bản cho phép diện tích bề mặt cho các electron di chuyển gấp ba lần khi bóng bán dẫn ở trạng thái ‘bật’, mở đường cho hiệu suất tăng lên.
Các bóng bán dẫn mang tín hiệu điện trong khi các cổng điều khiển dòng điện đó bằng cách bật và tắt dòng điện. Trong khi ở một bóng bán dẫn điển hình, chỉ có lớp nhỏ giữa kênh và cổng hoạt động khi bóng bán dẫn được bật, bóng bán dẫn Tri-Gate của Intel tạo ra một vây silicon ba mặt mà cổng bao quanh, tăng diện tích bề mặt nơi dòng điện thực sự hoạt động. chảy. Video dưới đây giải thích điều này tốt hơn.
Thiết kế này cũng tối đa hóa hiệu suất chuyển đổi bóng bán dẫn giữa trạng thái bật và tắt và giảm rò rỉ lãng phí điện năng.
Intel tóm tắt ý nghĩa thực tế bằng cách cho biết các bóng bán dẫn 3D Tri-Gate 22nm giúp tăng hiệu suất lên tới 37% ở điện áp hoạt động thấp so với các bóng bán dẫn phẳng 32nm của Intel – một vấn đề lớn đối với chip Atom và ULV – hoặc gần 20% ở 1V đối với điện áp cao hơn phần cuối máy tính để bàn và thiết bị di động.
Ngoài ra, bóng bán dẫn Tri-Gate 22nm mới có thể tiêu thụ ít hơn một nửa điện năng khi ở cùng mức hiệu suất như bóng bán dẫn phẳng 2D trên chip 32nm.
Intel cũng đã đề cập đến khả năng có nhiều lá tản nhiệt đứng thẳng đứng từ đế silicon và được kết nối với nhau, như minh họa ở bên phải, để tăng cường độ truyền động tổng thể của bóng bán dẫn để có hiệu suất cao hơn. Họ chưa thảo luận chi tiết về vấn đề này nhưng chúng tôi cho rằng Intel có thể sử dụng nó để tinh chỉnh quy trình 22nm của mình trong các sản phẩm cao cấp hơn hoặc sử dụng nó như một phương pháp không an toàn để cải thiện năng suất của từng khuôn.
Các tấm wafer Tri-Gate 22nm mới cũng không nên đắt hơn nhiều để sản xuất. So với quy trình phẳng 22nm giả định của Intel, quy trình 3D Tri-Gate chỉ nên thêm 2-3% nữa vào tổng chi phí, theo ước tính của chính Intel.
Bên cạnh thiết kế bóng bán dẫn mới, không có thay đổi lớn nào trong kiến trúc Ivy Bridge so với Sandy Bridge. Nó tiếp tục phân vùng nền tảng 2 chip (CPU + PCH) và tương thích ngược với các bo mạch chủ LGA-1155 hiện có, mặc dù sẽ có các chipset mới để kích hoạt các tính năng mới.
Phần trung tâm của khuôn có bốn lõi x86-64 với bộ đệm L2 chuyên dụng 256 KB mỗi lõi và bộ đệm L3 8 MB dùng chung. Đối với mỗi bên của phần trung tâm này là tác nhân hệ thống và lõi đồ họa.
Tất cả các thành phần này được liên kết bởi một ring-bus vận chuyển dữ liệu giữa chúng. Tác nhân hệ thống có các giao diện cho bộ điều khiển bộ nhớ tích hợp DDR3 kênh đôi, bộ điều khiển PCI-Express (hỗ trợ 16 làn PCIe 3.0), bus chipset DMI, bộ điều khiển hiển thị và liên kết FDI tới PCH.
đồ họa
Nhưng cũng có một vài điều chỉnh ở đây và ở đó. Trước hết, lõi đồ họa đã được thiết kế lại hoàn toàn và hiện hỗ trợ OpenCL 1.1, DirectX 11 và OpenGL 3.1. Điều này cuối cùng sẽ đưa GPU tích hợp của Intel ngang bằng với tính năng của AMD. Intel cũng bổ sung bộ đệm L3 dành riêng cho đồ họa, ba đầu ra màn hình (tăng từ hai trong Sandy Bridge), lọc bất đẳng hướng tốt hơn, nhiều bộ đổ bóng hoặc đơn vị thực thi hơn (8 hoặc 16 EU trong Ivy Bridge tùy thuộc vào GPU so với 6 hoặc 12 trong Sandy Bridge), và một vài cải tiến khác.
Ivy Bridge cũng cải thiện đáng kể Intel Quick Sync Video, công nghệ chuyển mã của gã khổng lồ chip. Tất cả đã nói, kết quả cuối cùng là hiệu suất GPU tăng tới 60% so với GPU tích hợp của Sandy Bridge.
Các thay đổi về tập lệnh Hyper-Threading và CPU Về phía CPU, có một số thay đổi trong cách phân bổ tài nguyên cho hàng đợi HyperThreading diễn ra. Ivy Bridge sẽ tự động phân bổ tài nguyên cho các luồng để nếu chỉ có một luồng hoạt động, tất cả các tài nguyên sẽ được dành riêng cho luồng đó thay vì một số tài nguyên không được sử dụng như với phân bổ tĩnh của SB.
Có một quy trình tạo số ngẫu nhiên mới giúp cải thiện tính bảo mật, một tính năng quản lý năng lượng mang lại sự linh hoạt hơn trong việc thiết lập đường bao nhiệt của hệ thống (thêm về điều này tiếp theo) và các cải tiến hiệu suất của bộ nhớ và chuỗi. Ivy Bridge cũng được cho là cho phép ép xung động hơn.
Trên hai trang tiếp theo: Tối ưu hóa năng lượng của Ivy Bridge & CPU và chipset đã xác nhận ra mắt các dòng sản phẩm.