Nowinki technologiczne procesorów

Elbląg 22.04.2010
Nowinki technologiczne procesorów
Przygotował:
Radosław Kubryń
VIII semestr PDBiOU
1
Spis treści
1.
2.
3.
4.
5.
Wstęp
Intel Hyper-Threading
Enhanced Intel Speed Technology
Intel HD Graphics
Multi Core w połączeniu z Hyper Threading
2
Wstęp
Technologie procesora to specjalne funkcje zaimplementowane w procesor w celu usprawnienia
jego pracy.
Funkcje te mogą spełniać różne zadania np. :
- Wirtualizować procesor
- Zarządzać pamięcią procesora oraz operacyjną
- Zarządzać energią procesora
- Obsługiwać standardy HD/BlueRay
Najbardziej znaną technologią wprowadzoną w latach 90 była instrukcja MMX firmy Intel. Już
wtedy miała ona spore znaczenie w usprawnieniu pracy ponieważ wspomagała ona przetwarzanie
danych multimedialnych.
Przykładowe zastosowanie:
1. wyświetlanie grafiki trójwymiarowej: przekształcenia geometryczne, cieniowanie,
teksturowanie;
2. dekodowanie obrazów JPEG i PNG;
3. dekodowanie i kodowanie filmów MPEG (m.in. wyznaczanie transformat DCT i IDCT);
4. filtrowanie sygnałów: obrazów statycznych, filmów, dźwięku;
Wyposażone były w tą technologie procesory Pentium, AMD i Cyrix.
3
Intel Hyper-Threading
Intel Hyper-Threading, pseudo wielowątkowość potrafi przyspieszyć wykonywanie aplikacji do
~15%. Niestety wirtualizacja procesora odbywa się kosztem strat na procesorze fizycznym
zwiększając jego obciążenie w momencie utworzenia procesora logicznego.
Zrzut ekranu z (Windows Task Manager – Windows XP SP2) pokazuje obciążenie procesorów w
domyślnym trybie pracy. Obciążenie na poziomie 30-40% dla pierwszego oraz 60-70% dla
drugiego.
Działanie Hyper-Threading wygląda mniej więcej jak na w/w obrazku. Oczywiście w praktyce jest
trochę inaczej. Poza spadkiem wydajności procesora fizycznego związanego z uruchomieniem
4
procesora logicznego mamy również spadek wydajności szyny FSB oraz pamięci L2, L1. Intel
stwierdza, że HT przyspiesza do ~40% wydajności. Rzeczywistość pokazuje, że przyspieszenie
sięga zaledwie ~15%. Do poprawnego działania HT potrzebny jest komputer wyposażony w system
operacyjny Windows XP SP2 lub wyżej. Wcześniejsze wersje systemu posiadały wiele błędów z
obsługą HT.
Intel Turbo Boost
Jest technologią, która automatycznie zwiększa prędkość procesora w miarę zapotrzebowania na
moc obliczeniową. W procesorach wielordzeniowych , Turbo Boost potrafi wyłączyć lub włączyć
rdzeń lub rdzenie w miarę potrzeby dzięki instrukcjom wpisanym w procesor. Dodatkowo możemy
to kontrolować za pomocą aplikacji dostarczonej przez firmę Intel. Taktowanie procesora zmienia
się dynamicznie zwiększając nawet do ok 30% w przypadku 1 rdzenia dla aplikacji jednowątkowej.
Dla wielu rdzeni zwiększenie wydajności sięga ok ~10-15% w zależności od modelu procesora.
Turbo Boost jest idealnym rozwiązaniem dla posiadaczy komputerów mobilnych. Poprzez
wyłączenie niepotrzebnych rdzeni można wydłużyć czas pracy laptopa na baterii oraz zredukować
wydzielanie ciepła.
Enhanced Intel SpeedStep Technology
Enhanced Intel SpeedStep ma na celu zmniejszenie mnożnika (liczba przez którą mnoży się
częstotliwość magistrali systemowej FSB np. 12x133MHz = 1596 MHz) i napięcia procesora przez
co zmniejszana jest jego prędkość i wydajność. Funkcja ta stosowana jest w procesorach mobilnych
Intela i znacznie wydłuża czas pracy na baterii oraz zmniejsza wydzielanie ciepła, przez co
wentylator procesora jest odpalany znacznie rzadziej. Tym samym sam laptop staje się cichszy.
Przykładowo Procesor Intel Pentium M o taktowaniu 1.6Ghz przy braku obciążenia potrafi zwolnić
nawet do 200Mhz a jego napięcie z ok. 1.4V spada do ok. 0,7V.
Intel HD Graphics
W procesorach Intel Core i5 oraz i7 wbudowano w procesor układ kraty graficznej, który na chwilę
obecną posiada pełne wsparcie FULL HD oraz BlueRay. Karta graficzna ta współpracuje z
technologią Turbo Boost. Turbo Boost kontroluje zapotrzebowanie mocy pomiędzy kartą graficzną
a procesorem oraz odpowiednio ją rozdziela. W momencie kiedy jest zapotrzebowanie na
przetwarzanie grafiki procesor zwiększa wydajność karty graficznej kosztem wydajności procesora.
Intel HD Graphics stosowany jest najczęściej w układach mobilnych w celu zredukowania poboru
prądu. Karta pozwala na swobodne oglądanie filmów Blue Ray w jakości HD oraz FULL HD jak i
granie w popularne gry. Posiada pełne wsparcie przez najnowszy system Windows 7. Ciekawą
funkcją jaką dodatkowo oferuje jest przełączanie trybu wyświetlania w locie. W momencie kiedy
posiadamy dodatkową kartę graficzną (dedykowaną), akcelerator 3D np. nVidia 9800GT lub
pokrewne, możemy w zależności od zapotrzebowania przełączać się między kartą procesora lub
akceleratorem bez potrzeby ponownego uruchamiania komputera.
5
Multi Core w połączeniu z Hyper-Threading
Multi Core czyli wielordzeniowość była zastosowana początkowo w procesorach Pentium Dual
Core, następnie był to Intel Core Duo, Intel Core 2 Duo, Intel Quad Core, Intel Atom oraz
najnowsze Core i3, Core i5, Core i7. Technologia HT wycofana przez Intela stosowana w
Procesorach serii Pentium 4 powróciła nie co ulepszona. Procesory wielordzeniowe z włączoną
funkcją HT potrafią posiadać nawet 12 procesorów w systemie z czego połowa jest wirtualnych
(Core i7).
Wielordzeniowość jest bardzo podobna do technologi HT z tym, że każdy rdzeń jest osobnym
procesorem. Zadania, wątki przy wielu rdzeniach wykonywane są równolegle na obu procesorach
co zwiększa wydajność o wiele bardziej niż HT ponieważ nie ma tutaj kolejkowania, które jest
wąski gardłem dla wątków. Można bez najmniejszych problemów wykonywać wiele rzeczy
jednocześnie bez obawy o stratę mocy/wydajności. Niektóre aplikacje wykorzystujące
wielowątkowość potrafią przyspieszyć o 100 a nawet 200% i więcej w zależności o liczby rdzeni.
Najnowsze procesory Intela serii Core i3, i5 oraz i7 poza tym, że posiadają wiele rdzeni
umożliwiają również korzystanie z funkcji HT co pozwala na kolejne zwiększenie wydajności. W
połączeniu z technologią Turbo Boost nasza wydajność wzrasta jeszcze bardziej a zadania, które
wykonywane będą przez procesor będą wykonywać się jeszcze szybciej.
6