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IntelIntelIntel multi–cores

Autor:Autor:Ricardo Topham González

2008 Ricardo Topham

ÍndiceIntroducción

Índice

Arquitectura

PrestacionesPrestaciones

Futuro

lConclusiones

Referencias

25º IT – Microprocesadores para comunicaciones

2008 Ricardo Topham

1 IntroducciónLos procesadores iban siguiendo la Ley de Moore en cuanto a sud ll d d l b l d d d d ó

1. Introducción

desarrollo. Cada 2 años se duplicaba la densidad de integraciónen un chip. Traducido a sus prestaciones, significaba que lasmismas se duplicaban cada 18 meses.


1 Introducción2008 Ricardo Topham

La Ley de Moore también implicaba un aumento del consumo.á í l l d d d d

1. Introducción

Prácticamente crecía al mismo ritmo que la densidad deintegración.

5º IT – Microprocesadores para comunicaciones 4


Los diseñadores se enfrentaban a un serio problema: la disipaciónd l l h á d l

1. Introducción

de calor en el chip. De seguir incrementándose en la mismaproporción que en el pasado, la tecnología se estancaría debido aeste contratiempo.



Idea: en vez de continuar aumentando la frecuencia de reloj en unl ú l l l ú l f

1. Introducción

solo núcleo, utilizar una arquitectura multi–núcleo. De esta formase pueden incrementar las prestaciones de los procesadores y, ala vez, “controlar” el consumo.

Roadmap seguido por “Intel”:1. Lanzamiento comercial del procesador de doble núcleo a

mediados de 2005.2. Llegada al mercado del procesador de cuádruple núcleo a

finales de 2006.3. Lanzamiento del pseudo–procesador de ocho núcleos en el

i i d 2008 N b l Sk ll ilprimer trimestre de 2008. Nombre en clave Skulltrail.4. ¿Procesador de óctuple núcleo para mediados/finales de 2008?


2 Arquitectura2008 Ricardo Topham

Hay que distinguir entre los dos planteamientos de “Intel”:

2. Arquitectura

1. Multi–núcleo “ficticio”:i. Varios núcleos, un dado (Pentium D = 2x Pentium 4).ii Varios dados un encapsulado (Core 2 Quad 2x Core 2ii. Varios dados, un encapsulado (Core 2 Quad = 2x Core 2

Duo).

2. Multi–núcleo “real” ––> varios núcleos independientesi d l d d i i d (integrados en un solo dado, estructura optimizada (Core 2Duo).



Primera arquitectura propuesta: Pentium D (derivada de Pentium) hf ld l

2. Arquitectura

4). Variantes: Smithfield y Presler.Smithfield:

i. Tecnología de fabricación de 90 nm.ii. Comercializado a mediados de 2005.iii. 2 núcleos Prescott en un solo dado.

Presler.Presler.i. Tecnología de 65 nm.ii. Comercializado a mediados de 2006.iii. 2 núcleos Cedar–Mill en un solo dado.



Segunda arquitectura propuesta: Intel Core Microarchitecture( ) d

2. Arquitectura

(nueva). Variantes: Core 2 Duo y Core 2 Quad.Conroe y Allendale (familia Core 2 Duo):

i. Tecnología de 65 nm.ii. Comercializado a mediados de 2006.iii. Doble núcleo real.

Kentsfield (familia Core 2 Quad):Kentsfield (familia Core 2 Quad):i. Tecnología de 65 nm.ii. Comercializados a finales de 2006.iii. 2x núcleos Conroe en un encapsulado.p



Tercera arquitectura propuesta: Penryn (derivada de “Intel Coreh ”) d

2. Arquitectura

Microarchitecture”). Variantes: Core 2 Duo y Core 2 Quad.Wolfdale y Yorkfield (familias Core 2 Duo y Core 2 Quad,respectivamente):

T l í d f b i ió d 45i. Tecnología de fabricación de 45 nm.ii. Comercialización a finales de 2007 (Yorkfield) y principios de

2008 (Wolfdale).iii Doble núcleo real (Wolfdale) y 2x Wolfdale en un encapsuladoiii. Doble núcleo real (Wolfdale) y 2x Wolfdale en un encapsulado

(Yorkfield).

Cuarta arquitectura propuesta Nehalem (nueva). Variantes: Core 2Quad ¿Core 4 Quad? ¿Core 2 Oct? ¿Core 4 Oct?Quad, ¿Core 4 Quad?, ¿Core 2 Oct?, ¿Core 4 Oct?

Bloomfield/Lynnfield y Westmere (derivada de “Nehalem”):i. Tecnología de fabricación de 45 nm y 32 nm respectivamente.ii Comercialización a finales de 2008ii. Comercialización a finales de 2008.iii. Cuádruple núcleo real y, ¿8 núcleos “ficticios”?



2. ArquitecturaDual core de 45nm Quad core de 45nm

(Wolfdale) (Yorkfield)



Siguiente arquitectura: Sandy Bridge / Gesher (nueva).

2. Arquitectura

i. Tecnología de fabricación de 32nm.ii. Comercialización entre 2009 y 2010.iii. 8+ núcleos “reales” (¿hasta 16 ó 32 núcleos?).


2 Arquitectura Procesadores de “Intel”

2008 Ricardo Topham

2. Arquitectura Procesadores de Intel



2. Arquitectura


3 Prestaciones SPEC CFP2006

2008 Ricardo Topham

3. Prestaciones SPEC CFP2006


3 Prestaciones SPEC CINT2006

2008 Ricardo Topham

3. Prestaciones SPEC CINT2006


3 Prestaciones SPEC CFP2006 (rates)

2008 Ricardo Topham

3. Prestaciones SPEC CFP2006 (rates)


3 Prestaciones SPEC CINT2006 (rates)

2008 Ricardo Topham

3. Prestaciones SPEC CINT2006 (rates)


3 Prestaciones2008 Ricardo Topham

Deep Fritz 10 (kilo nodos/s)3. Prestaciones Deep Fritz 10 (kilo nodos/s)



Filtro Photoshop CS3 (seg )3. Prestaciones Filtro Photoshop CS3 (seg.)



PcMark 2005 CPU (puntos)3. Prestaciones PcMark 2005 CPU (puntos)



Powerpoint a PDF (seg )3. Prestaciones Powerpoint a PDF (seg.)



Quake 4 demo (fps)3. Prestaciones Quake 4 demo (fps)



Sandra Arithmetic ALU3. Prestaciones Sandra – Arithmetic ALU


4 Futuro2008 Ricardo Topham

En septiembre de 2006 eld l d d “ l”

4. Futuro

consejero delegado de “Intel”,Paul Otellini, presentó unprototipo de procesador de 80núcleos Esperan que para 2011núcleos. Esperan que para 2011se comercialicen los primerosmodelos. En la foto, sostiene laoblea de 300 mm con los

iprototipos.

“Intel” tiene previstoimplementar la tecnología de 32p gnm en 2009 y la de 22 nm en2011.


5 Conclusiones2008 Ricardo Topham

5. Conclusiones“Intel” reduce el tiempo a mercado de sus productos. Esto se

d ó l í ltraduce en: ↓ investigación + ↓ tecnología + ↓ gastos. Opta por lasolución tecnológica fácil al principio, pasado un tiempo, lamejora: Ej. Pentium D ––> Core 2 Duo.

A día de hoy no ofrece un núcleo cuádruple real, sino la fusión dedos núcleos dobles ––> solución más sencilla y barata.

Es de suponer que el primer modelo de ocho núcleos será elEs de suponer que el primer modelo de ocho núcleos será elresultado de juntar dos núcleos cuádruples ––> solución mássencilla y barata.

Contrariamente a lo que pueda parecer en la gran mayoría de lasContrariamente a lo que pueda parecer, en la gran mayoría de lasaplicaciones las prestaciones de la tecnología nueva no duplicanlas de la anterior. Ej. Core 2 Quad ≠ 2x Core 2 Duo.

L li i d b d h lLas aplicaciones deben estar preparadas para aprovechar almáximo las prestaciones de las nuevas arquitecturas.Desgraciadamente, en este sentido, el software va un paso pordetrás del hardware


detrás del hardware.

26

6 Referencias2008 Ricardo Topham

Apuntes y documentación de la asignatura “Microprocesadores para

6. Referencias

Apuntes y documentación de la asignatura Microprocesadores para

comunicaciones”

www.intel.com

www.spec.org

www.theinquirer.es

www.tomshardware.com

www.hothardware.com

www.wikipedia.org

techfreep.com/intel‐80‐cores‐by‐2011.htm

www.trustedreviews.com/cpu‐memory/review/2007/03/30/Intel‐

Processor‐Roadmap‐Penryn‐Nehalem‐and‐the‐Future/p3

htt // h t/ t t/it h ?it 6184& 2http://www.hexus.net/content/item.php?item=6184&page=2


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