Lynnfield aneb „Core i5“: podrobně o Nehalemu pro masy

Posledních pár dnů je velmi bohatých na novinky od Intelu. Minulý týden Intel předváděl připravovaný nejvýkonnější osmijádrový procesor Nehalem-EX. Ten stejně jako Core i7 podporuje HyperThreading, najednou na něm tedy může běžet až šestnáct vláken. Tím to ale nekončí, chystané procesory má být možné osadit do až osmiprocesorového systému, čímž vznikne počítač se 64 jádry a možností současného zpracování až 128 programových vláken.

Dosud nejvýkonnější Core i7 965 (3,2 GHz) Extreme nahradil v nabídce Intelu nový model Core i7 975 Extreme taktovaný o malinko výše na 3,33 GHz. Spolu s ním se objevil i levnější Core i7 950 (3,06 GHz).

Ještě pro pořádek – chystaným čtyřjádrům z rodiny Lynnfield sice nikdo neřekne jinak než Core i5, samotný Intel ale ještě označení Core i5 pro nové procesory nepoužívá. Známo není ani modelové značení prvních tří připravovaných procesorů. Teoreticky tedy mohou nové modely ještě dostat i zcela odlišné značení.

Procesory z rodiny Nehalem: kdo je kdo

V chystaných procesorech Intelu z rodiny Nehalem se asi orientuje jen málokdo, nezaškodí krátká rekapitulace. Všechny v poslední době uvedené a na dohlednou dobu plánované procesory, o nichž je řeč, jsou vyráběné 45nm procesem, přechod na 32nm proces je naplánovaný někdy na přelom roku 2009/2010 a jako první by se měl objevit u chystaných dvoujádrových procesorů z nižší třídy.

  

označení	výrobní proces	jader	cílový segment	uvedení
Core i7 (Bloomfield)	45 nm	4	špičkový desktop	4. čtvrtletí 2008
Lynnfield	45 nm	4	výkonný desktop	3. čtvrtletí 2009
Clarksfield	45 nm	4	výkonný mobilní	3. čtvrtletí 2009
Clarkdale	32 nm	2	střední třída	4. čtvrtletí 2009
Arrandale	32 nm	2	mobilní	4. čtvrtletí 2009
Gulftown	32 nm	6	špičkový desktop	1. pololetí 2010

Od loňského roku je nejvýkonnějším prodávaným desktopovým procesorem Core i7 s kódovým označením Bloomfield. Špičkovému výkonu i parametrům odpovídají i ceny. Stručná charakteristika – nativní čtyřjádrový procesor pro patici LGA 1366, podporuje hyperthreading (8 vláken), má integrovaný tříkanálový řadič pamětí DDR3, s čipovou sadou X58 komunikuje přes rychlou sběrnici QPI. Základní desky s X58 zvládají trojici grafických karet zapojenou do 3-way SLI či CrossFire (v konfiguraci PCIe ×16+PCIe ×8+PCIe ×8).

Procesory střední třídy, které brzy převezmou štafetu po stávající řadě Core 2, nesou kódové označení Lynnfield, používá se pro ně ale také neoficiální označení Core i5. Procesory mají využívat novou patici LGA 1156. Jde rovněž o nativní čtyřjádrový procesor, může (ale nemusí) podporovat HyperThreading, má vestavěný dvoukanálový řadič pamětí DDR3 a spolu s ním i PCIe 2.0 řadič se 16 linkami pro připojení grafické karty. Výkonnou sběrnici QPI nahradí starší DMI pro připojení na propustnost méně náročných periferií jako je SATA řadič, síťové adaptéry či USB porty.

Clarksfield je pak obdoba Lynnfieldu určená pro mobilní segment.

S přechodem na 32nm proces se mají objevit nejlevnější dvoujádrové procesory s architekturou Nehalem s integrovanou grafikou. Modely určené pro stolní počítače nesou kódové označení Clarkdale, v mobilním segmentu to má být Arrandale, někde se pro ně používá zatím rovněž pracovní název Core i3.

Intel tyto procesory označuje jako MCH (Multi-Chip Package). Pod kovovým rozptylovačem tepla budou na jedné destičce dva samostatné čipy: dvoujádrový procesor vyráběný 32nm procesem a samostatný integrovaný grafický adaptér vyráběný starším 45nm procesem.

 

V prvním pololetí příštího roku by se pak měl objevit špičkový šestijádrový Gulftown, vyráběný 32nm procesem, nástupce Core i7.

V souvislosti se 32nm procesory zaznívá další pojem - Westmere. Jedná se o půlgeneraci procesorů s architekturou Nehalem vyráběnou lepším 32nm procesem, obdobu současných 45nm čipů z rodiny Penryn.

V souvislosti s levnějšími procesory z rodiny Nehalem můžete narazit ještě na dvě jména, která figurovala v plánech Intelu – Auburndale a Havendale. Měly to být první dvoujádrové procesory s integrovanou grafikou vyráběné stávajícím 45nm procesem, Intel ale jejich vývoj počátkem roku zrušil. Nahradí je až o něco později výše uvedená dvoujádra vyráběná 32nm procesem.

Core i7 + X58: skoro klasika – procesor a dva čipy v sadě

Starší Core i7 má ještě celkem blízko ke klasické koncepci, v níž procesor doplňuje čipová sada X58 se severním a jižním můstkem.

 

Pro označení severního můstku se používá nové označení IOH (Input/Output Hub), pro jižní se používá klasické označení ICH (I/O Controller Hub). Procesor s čipovou sadou komunikuje pomocí rychlé sběrnice QPI (QuickPath Interconnect) s propustností až 25,6 GB/s. Ta není navržena jen pro komunikaci s čipovou sadou, ale je dost výkonná na to, aby u víceprocesorových systémů zbytečně nebrzdila vzájemnou komunikaci několika procesorů, což je u podstatné u serverových Xeonů.

IOH je samostatný PCI Express 2.0 řadič s až 36 linkami, který s procesorem komunikuje přes QPI. Oproti klasické koncepci chybí řadič pamětí, který se přesunul k procesoru.

K IOH je už pomocí „pomalého“ DMI s dostatečnou propustností 2 GB/s připojený jižní můstek ICH10, který obsluhuje další méně náročná zařízení, jako jsou řadiče disků, řadič USB portů, síťové adaptéry, zvuková karta a podobně.

Lynnfield alias „Core i5“ + P55, aneb když zůstane z čipsetu jen čip

Lynnfield je naproti tomu s integrací dále. Na komunikaci s čipovou „sadou“ procesoru stačí i pomalé rozhraní DMI. Jak je to možné?

V případě Lynnfieldu se nepočítá s nasazením u víceprocesorových systémů. Na rozdíl od Core i7+X58 nenabízí kombinace Core i5+P55 ani dostatek linek pro osazení dvou grafických karet do plnohodnotných PCIe ×16 slotů.

Nejnáročnější součást čipové sady, řadič PCI Express se šestnácti linkami, se stejně jako paměťový řadič vešel přímo k procesoru. Severní můstek se tedy přesunul přímo k procesoru a z čipové sady zůstal pouze jižní můstek ICH. Ten je stejně jako u Core i7+X58 připojený ke zbytku systému jen pomocí pomalého DMI. Stejně jako ve všech starších sadách to stačí, protože slouží k připojení pomalejších zařízení.

 

Core i7 Bloomfield vs. Lynnfield, aneb vše, co vám nejspíš nebude chybět

Paměťový řadič jen se dvěma kanály

Core i7 má tříkanálový paměťový řadič. O polovinu vyšší paměťová propustnost oproti klasickému dvoukanálovému zapojení se na desktopech bohužel projevuje především v syntetických testech paměťové propustnosti, v běžných aplikacích to znamená obvykle nějaká dvě, tři procenta výkonu navíc.

Lynnfield je naproti tomu osazený jednodušším dvoukanálovým řadičem. Pokud neoficiální specifikace, které kolují po internetu, nelžou, nižší propustnost dvoukanálového zapojení ještě částečně kompenzuje podpora 1 333MHz pamětí. Core i7 oficiálně podporuje pouze 800 a 1 066MHz paměti, neoficiálně ale zvládá i mnohem vyšší frekvence.

Samozřejmostí je nižší maximální kapacita pamětí. Desky pro Core i7 mívají šest slotů, nabízejí tedy o dva moduly více. Pikantní je, že právě další dva sloty navíc musí výrobci základních desek vecpat do nepříliš velkého prostoru mezi patici procesoru a napájecí konektory. V případě pamětí s vyšším pasivem a procesorového chladiče s koncepcí věž to ale často znamená kolizi chladiče s paměťovým modulem.

O 210 pinů lehčí

Něco málo pinů oproti LGA 1366 Intel ušetřil použitím dvoukanálového řadiče, další piny ubyly díky tomu, že procesor komunikuje s čipovou sadou přes jednodušší DMI. Oproti Core i7 jsou ale navíc vyvedeny kontakty z integrovaného PCI Express řadiče.

SLI a CrossFire

Core i7+X58 je platforma pro nadšence. Počítá se u ní s možností osazení více grafických karet. Uživatelů, kteří se rozhodli pro SLI či CrossFire řešením není moc ani v této skupině. Dá se předpokládat, že u Lynnfieldu a P55 jich bude ještě méně. Propojení dvou karet ani tak nic nebrání. Šestnáct PCIe linek z procesoru lze rozdělit mezi dva PCIe sloty, čímž dostanete dva PCIe ×8 sloty. Zatím jsem nenarazil na informaci, že by Nvidia uvolnila SLI pro P55 podobně, jako v případě čipových sad X58. Někteří výrobci už ukázali lepší modely základních desek osazených přídavným můstkem nForce 200. Je tedy docela pravděpodobné, že u levnějších modelů bez můstku bude fungovat pouze CrossFire.

Sdílená L3 cache

Lynnfieldy mají být stejně jako Core i7 vybavené 8MB L3 cache sdílenou mezi všemi čtyřmi jádry.

HyperThreading ano, ale ne u všech modelů

Všechny současné procesory z řady Core i7 podporují modernější obdobu HyperThreadingu známého z Pentií 4, která umožňuje současný běh dvou programových vláken na jednom jádru. Tuto vlastnost si ale budete muset při výběru konkrétního modelu Core i5 ohlídat, podle dostupných informací nebude nejlevnější ze tří chystaných Lynnfieldů HyperThreading podporovat.

Turbo Boost

Turbo Boost je funkce, která umožňuje zvýšení násobiče (a spolu s tím i frekvence) procesoru v případě, že na něm běží aplikace náročné na výkon, které nejsou optimalizované pro vícejádrové procesory a část procesoru není vytížena. S Turbo Boost by na tom měly být chystané procesory dokonce lépe, než výkonnější Core i7. Opět jsou to ale zatím oficiálně nepotvrzené údaje.

Co by vám vadit mohlo vadit

Cena, cena, cena.

Přestože je čipset P55 evidentně jednodušší, jeho prodejní cena se přesto má podle dostupných zpráv pohybovat na úrovni P45. Náklady na výrobu základní desky mají být podle čínského Inpai o něco vyšší, než u starších produktů z podobné kategorie. Výsledná cena, za jakou budou základní desky k dostání,  bude záviset především na výrobcích desek. Předpokládá se, že se bude pohybovat někde mezi cenou základních desek s P45 a X58.

Podle neoficiálních zpráv se mají objevit zpočátku tři modely (prozatím není známé jejich modelové značení). V  následující tabulce najdete, kam se nové modely cenou zařadí

model	Velkoobchodní cena	Zákazník v ČR (s DPH)
Intel Core i7-940 (2.93GHz)	562 USD	11 400 Kč
Intel Lynnfield 2.93GHz	562 USD	11 400 Kč
Intel Core 2 Quad Q9650 (3.00GHz)	316 USD	7 500 Kč
Intel Core i7-920 (2.66GHz)	284 USD	6 700 Kč
Intel Lynnfield 2.80GHz	284 USD	6 700 Kč
Intel Core 2 Quad Q9550 (2.83GHz)	266 USD	6 300 Kč
Intel Core 2 Quad Q9400 (2.66GHz)	213 USD	5 300 Kč
Intel Lynnfield 2.66GHz	196 USD	4 700 Kč
Intel Core 2 Quad Q8400 (2.66GHz)	183 USD	4 200 Kč
Intel Core 2 Quad Q8200 (2.33GHz)	163 USD	3 800 Kč

Neznamená to, že bude cena Lynnfieldů v době uvedení začínat o 17 dolarů výše, než stojí čtyřjádrové Core 2 Quad Q9400. Obvykle spolu s uvedením nových modelů dojde ke zlevňování starších.

Poslední rozloučení s disketovou mechanikou?

V dnešní době už je to přežitek, přesto se občas může disketová mechanika hodit. Ani ne tak na běžné užívání, jako spíše pro servisní účely – především pro flashování BIOSu, ať už pro základní desky, nebo pro grafické karty. Některé desky osazené přídavným řadičem ještě konektor pro disketovou mechaniku mají, na řadě vyfotografovaných modelů už byste jej na rozdíl od klasického IDE konektoru hledali marně.

A zase nové chladiče

Bohužel, je to tak. V případě LGA 1156 Intel bohužel nepoužil ani rozteč montážních otvorů ze staré LGA 775, a co je horší, ani rozteč z větší LGA 1366, ale udělal zbrusu nový standard, který je rozměry někde mezi LGA 775 a1366. V lepším případě budete moci osadit chladiče s univerzálním uchycením, jakým je třeba upínací mechanismus na Thermaltake SpinQ, který použili pro testování na Anandtechu, v horším to bude znamenat nutnost vybírat z modelů určených přímo pro LGA 1156, nebo čekat na nové revize chladičů se sponou pro LGA 1156 či dokupování nových spon samostatně.

Co mají desky s P55 navíc?

ONFI slot

ONFI je zkratka pro Open NAND Flash Interface. Slot pro přídavný modul s flash pamětí byl k vidění především na prototypech základních desek. Vyskytuje se poblíž paměťových slotů a je jim i podobný, jen je mnohem kratší. Na fotografiích připravených modelů základních desek se ale objevuje jen sporadicky. 

Modul by měl snad sloužit jako disková cache (mluví se o kapacitě až 16 GB).

Videovýstupy

Při pohledu na některé modely vás možná vyvede z míry přítomnost videovýstupů. Skutečnost, že se objevily na deskách s čipovou sadou P55, je v přímém rozporu s tím, co se povídalo na začátku letošního roku, když se objevily neoficiální specifikace plánovaných čipových sad Intelu.

Podle těchto informací měly být videovýstupem vybavené jen čipové sady H55, H57 a Q57 s podporou Flexible Display Interface, a jen v nich měly fungovat i integrované grafické adaptéry z chystaných levných dvoujádrových procesorů Clarkdale a Arrandale.

	P55	P57	Q57	H55	H57
Termín uvedení	3. čtvrtletí 2009	1. čtvrtletí 2010	1. čtvrtletí 2010	1. čtvrtletí 2010	1. čtvrtletí 2010
2× PCIe8	•	•	-	-	-
Podpora integrované grafiky	-	-	•	•	•
SATA	6	6	6	6	6
USB 2.0	14	14	14	12	14
PCI	4	4	4	4	4
Braidwood	-	•	•	-	•
Quiet Systém Technology		•	•	•	•
Intel Management Engine	•	-	-	-	-
1.6.2000	-	-	•	-	-
Rapid Storage Technology	•	•	•	-	•
FDI	-	-	•	•	•

Videovýstupy ale nepatří k povinné výbavě desek, u některých modelů s P55 schází.

Bohužel těch zpráv a zpráviček kolem vestavěných grafik a výstupů z desek je tolik, že se jen stěží dozvíte, co je vlastně pravda. A řada z nich si protiřečí. Spekuluje se o všem možném, počínaje informacemi, že integrované adaptéry nebudou fungovat jinde než v deskách s čipovou sadou s podporou FDI, přes informace, že videovýstpy na deskách s P55 (o níž se mluví jako o sadě bez podpory FDI) budou sloužit pro MCH z rodiny Westmere (tedy 32nm Clarkdale a Arrandale), až ke spekulacím, že přes výstupy na deskách s P55 bude fungovat všechno možné včetně přepínání ze samostatné grafické karty na integrovanou a že se přes tyto porty vlastně dá vytáhnout obraz ze samostatné grafické karty (podobně jako v případě Hybrid SLI od Nvidie).

 

Jisté je, že alespoň pro Clarkdale i Arrandale by něco podobného fungovat mohlo, tato informace se totiž objevila na oficiálních snímcích z prezentace Intelu. Zajímavé je to především v mobilním segmentu (tedy u Arrandale). Otázkou je, zda právě přepínání karet není funkce FDI a u desek s P55 nejde jen o prostý výstup pro procesory s integrovanou grafikou bez dalších možností. řesný popis toho, co můžeme od technoloigie FDI čekat a co vše obnáší, se zatím také neobjevil.

Poslední vlna zpráv o dalších čipových sadách proběhla někdy v lednu letošního roku. Na upřesnění známých specifikací u plánovaných čipsetů si tedy nejspíš budeme muset počkat do příštího IDF.

Minulý týden v pátek se na Anandtechu objevilo i první zdařilé preview s testy výkonu. Parametry testovaného procesoru se liší od produkčních kusů. Základní takt vzorků byl jen 2,13 GHz, mají ale funkční HyperThreading. Taktovací frekvenci jádra na Anandtechu napravili navýšením základní frekvence (Base clock) ze 133 na 166 MHz. Horší je to už s Turbo režimem, testovaný kus nedovolil navýšit při zátěži násobič o více než jeden krok (po přetaktování tedy o 166 MHz). Znamená to, že testovací procesor podává nižší výkon, produkční kusy by měly v turborežimu běžet ještě o poznání rychleji.