BOOMSIDE Inc.

В наших обзорах процессорных архитектур часто можно встретить большое количество названий различных технологий, отвечающих за те или иные функции. Объем журнала не позволяет уделять им достаточно внимания, потому мы решили исправить это недоразумение и посвятить процессорным технологиям отдельный материал.

Одной из самых известных процессорных технологий Intel является Hyper-Threading. Она основана на технологии одновременной многопоточности (SMT). Впервые она появилась в 2002 году в серверных процессорах Intel Xeon, а затем и в процессорах Intel Pentium 4. Работа технологии основана на том, что одно физическое ядро делится на два логических. То есть фактически операционная система видит в два раза большее количество ядер, чем есть на самом деле. Следовательно, обработка информации проходит по двум каналам. Теоретически при обработке лишь одного потока информации задействованы не все элементы ядра, а при обработке двух потоков их эффективность должна возрасти. Если посмотреть с другой стороны, то можно заметить, что количество элементов ядра не возрастает, и их функции делятся пополам между двумя логическими процессорами. Вследствие этого каждое логическое ядро обладает худшими характеристиками в сравнении с одним физическим, из-за чего мы можем наблюдать падение производительности в некоторых приложениях, не способных эффективно работать с Hyper-Threading. К сожалению, к ним можно отнести и многие игры. Разработчики неохотно оптимизируют игровые приложения для работы с четырьмя и более ядрами (не последнюю роль играет и ориентация на игровые консоли), потому польза от Hyper-Threading стремится к нулю. Несмотря на давнее появление технологии, не все процессоры Intel поддерживают ее. Например, процессоры Intel Core 2 Solo/Duo/Quad так и остались без поддержки Hyper-Threading. А вот начиная с ядер Nehalem технологию возродили. Правда, опять-таки она активизирована не во всех моделях.

Сегодня широко распространены технологии энергосбережения. Увидеть мы их можем как в графических процессорах, так и в CPU. Первое подобное решение Intel носило название EIST (Enhanced Intel SpeedStep Technology). Суть работы технологии довольно проста. При незагруженности ядер процессора снижались тактовая частота и напряжение. Чаще всего показатели изменялись в заданных границах, однако некоторые CPU имели лишь два-три фиксированных режима работы. Тем не менее, эффективность метода вопросов не вызывала. С выходом процессоров Intel Nehalem технология стала носить название TurboBoost и претерпела значительные изменения. Первой инновацией стала функция повышения тактовой частоты одного или нескольких ядер. То есть теперь производительность в зависимости от нагрузки может не только снижаться, но и увеличиваться. Фактически, появилась функция автоматического оверклокинга. Естественно, что технология звезд с неба не хватает: ее возможности строго ограничены максимальными показателями температуры и тепловыделения. Повышение частоты проходит шагами, каждый из которых равен 133 МГц. Характеристика функционирования TurboBoost дается четырьмя цифрами для одного, двух, трех или четырех работающих ядер. Для наглядности возьмем четырехъядерный процессор Core i7-870 с номинальной частотой 2.93 ГГц. Характеристикой TurboBoost являются цифры 5/4/2/2 для одного, двух, трех или четырех загруженных ядер. То есть при работе одного ядра частота может увеличиться на 133*5=667 МГц, двух – 133*4=533 МГц, трех и четырех – 133*2=266 МГц. Множители не являются общими для всей линейки Core i7-8xx и могут варьироваться от модели к модели. Тут стоит сделать отступление: процессоры Core i3 не имеют поддержки TurboBoost и работают лишь с технологией EIST. В общем и целом, TurboBoost оказывается крайне полезной функцией процессоров, особенно что касается приложений, не оптимизированных под многопоточность.

Интересна технология Intel Advanced Smart Cache, которая нацелена на обеспечение максимальной производительности и эффективного использования кэш-памяти. Ускорение работы происходит за счет уменьшения задержек при обращении к часто используемым данным. Примечательно, что использование Smart Cache позволило инженерам улучшить показатели энергосбережения. Объем кэш-памяти и ее производительность безусловно влияют на скорость работы в играх, и Smart Cache в этом плане будет полезна. Однако не стоит ждать существенной прибавки в скорости.

Еще одной отличительной технологией процессоров Intel является Advanced Digital Media Boost. Она обеспечивает значительное повышение производительности при работе со 128-разрядными командами SSE, выполняя каждую из них за один такт. Увеличение скорости работы можно заметить в научных приложениях, а также программах, работающих с видео и графикой.
Pro уровень

Кроме массового сегмента рынка, Intel уделяет внимание и корпоративному. У многих процессоров имеется поддержка функций, востребованных только в корпоративном секторе. К таковым относится и аппаратно-программная технология vPro. В частности, она позволяет удаленно управлять системой и следить за ее параметрами. Также vPro позволяет защитить систему от программных атак и других угроз безопасности. В состав vPro входит технология Intel TXT (Trusted Execution Technology), также известная как LaGrande. Технология обеспечивает безопасность информации, хранящейся в одном виртуальном разделе, путем аппаратной системы защиты, которая закрывает доступ к данной информации со стороны приложений, расположенных в другом виртуальном разделе. Вряд ли обычному пользователю будут полезны данные функции, однако в корпоративном секторе они играют очень важную роль.
Виртуализируем

С комплексом vPro тесно связаны технологии виртуализации Intel VT-x и VT-d. Первая позволяет запускать на одном компьютере несколько гостевых операционных систем в целях их независимости от аппаратной платформы и создания нескольких виртуальных машин на одной физической. Технология VT-d (Virtualization technology for directed I/O) создана в дополнение к VT-x. Она позволяет удаленной операционной системе напрямую работать с подключенными посредством шины PCI или PCI Express устройствами. Поддержкой VT-x обладают все процессоры поколения Nehalem. Что же касается VT-d, то некоторые модели Core i3 и i5 с этой технологией не работают.