Die Architektur Ivy Bridge ist eine Fortsetzung Sandy Bridge. Die Besonderheit dieses Unterschieds drückt sich in der Anwesenheit von 22 Nanometern aus. Dadurch ist die Produktivität gestiegen und der Energieverbrauch gesunken. Darüber hinaus Auftragsverarbeiter neue Architektur Weitere Verbesserungen wurden hinzugefügt:
16 Grafikausführungseinheiten hinzugefügt;
Erhöhter IPC (die Anzahl der möglichen Befehle, die pro Taktzyklus ausgeführt werden);
Verbessert Durchsatz DDR3-Speichercontrollerkanal (2800 MT/s);
PCI Express wurde von 2.0 auf 3.0 aktualisiert, mit Ausnahme der i3-Serie;
Die Chipsätze der 7er-Serie wurden mit USB 3.0 aktualisiert;
Die Möglichkeit, nicht 2, sondern 3 Monitore anzuschließen;
Verbesserte integrierte Grafik: Für einen Heim-PC – HD Graphics 2500 – unterscheidet es sich nicht wesentlich vorherige Version(Sandy Bridge), z mobile Geräte(Laptops) – HD Graphics 4000, erhalten Hochleistung Leistung, die sowohl alte Modelle als auch alle neuen Modelle der Konkurrenz übertrifft;
Quick Sync (Videokodierung und -dekodierung) verbessert die Leistung jetzt um 75 Prozent schneller (war nur 15 Prozent in der 2. Generation).
Ivy-Bridge-Tests.
Die Liste endet hier nicht. Intel hat versucht, so viele Verbesserungen wie möglich an der Ivy-Bridge-Architektur vorzunehmen. Leider zeigten Tests einen leichten Unterschied zwischen der dritten und der zweiten Generation.
Bei manchen Aufgaben steigt die Produktivität um etwa 15 Prozent. Bei gewöhnlichen Haushaltsarbeiten liegt die Erhöhung jedoch zwischen 5 und 10 %. Und das kann man nicht als guten Indikator bezeichnen.
Positiv zu vermerken.
Der Wechsel des Prozessors ist für eine Person von Vorteil, wenn sie auf eine leistungsstärkere Linie umsteigen muss, zum Beispiel: von i3 auf i5. Oder Sie sind mit der Taktfrequenz nicht zufrieden und haben sich entschieden, sie aus dem mittleren Segment, aber auf das Maximum zu bringen. Dann ist dies der Fall, wenn ein Prozessor auf Basis der Ivi-Bridge-Architektur ideal für Sie ist.
Benutzer, deren Hobby die Arbeit mit Videos (Kodierung) ist, werden mit Quick Sync zufrieden sein. In diesem Fall lohnt sich ein Prozessorwechsel. Intel hat in diese Richtung großen Wert gelegt. Vergessen Sie bei der Auswahl eines Prozessors jedoch nicht die anderen Prozessorparameter.
Abschluss.
Die Erwartungen wurden nicht erfüllt. Die Architektur der dritten Generation unterscheidet sich nicht wesentlich von der zweiten. Und wenn jemand Sandy Bridge bereits verwendet, muss der Prozessor nicht gewechselt werden. Allerdings kann der längst abgekündigte Prozessor durch die 3. Generation ersetzt werden. Darüber hinaus eignet sich der Kauf eines neuen Produkts auf Basis der Ivy-Bridge-Architektur für bestimmte Aufgaben.
Die Unvermeidlichkeit eines weiteren Wechsels der Prozessorgenerationen Intel Core Prozessor Daran bestand kein Zweifel. Der Dritte repräsentiert die höchste Exzellenz der Intel-Prozessortechnologie Intel-Generation Core, früher bekannt als Ivy Bridge, hat bereits einen erheblichen Einfluss auf den Embedded-Markt.
ZAO RTSoft, Moskau
Führende Hersteller von Hardware für Embedded-Lösungen traditionell nahezu zeitgleich mit offizielle Premiere Intel-Prozessoren Kerndrittel Generationen präsentierten viele darauf basierende Produkte und legten damit den notwendigen Grundstein für den Übergang der Branche auf eine neue Plattform. Die Bedeutung der Intel-Technologien für den Markt für eingebettete Lösungen kann kaum noch überschätzt werden. Man könnte sagen, dass es für die vom Konzern produzierten Prozessoren fast keine grundsätzlich geschlossenen Segmente und Nischen mehr gibt. Und so konnte die Premiere des Intel Core der dritten Generation, bisher unter dem Codenamen Ivy Bridge bekannt, einfach nicht unbemerkt bleiben. Gleichzeitig stellt sich für viele vielleicht die berechtigte Frage: Bieten die vorgestellten Prozessoren den Entwicklern eingebetteter Lösungen ein qualitativ neues Leistungsniveau? Und ist es dementsprechend wirklich notwendig, darauf umzusteigen?
Die vorherige, zweite Generation von Intel Core, auch bekannt als Sandy Bridge, erwies sich auf dem Markt für eingebettete Systeme als äußerst erfolgreich, und es wäre ziemlich unaufrichtig zu sagen, dass diese Prozessoren, die 2011 auf den Markt kamen, mittlerweile hoffnungslos veraltet sind. Darüber hinaus gilt es in der Embedded-Systems-Branche heutzutage als guter Ton, Produkte mit auf den Markt zu bringen Lebenszyklus Lebensdauer von 5-7 Jahren oder länger, was von vielen Kunden gefordert wird (dies gilt insbesondere für „konservative“ Märkte, zu denen beispielsweise der Verteidigungskomplex, der Transportsektor, die Industrie, die Telekommunikationsindustrie, der medizinische Bereich usw. gehören). Wie wir wissen, tauchen neue Generationen von Intel-Prozessoren viel häufiger auf. Ob hier ein Widerspruch vorliegt oder nur scheinbar, darüber gehen die Meinungen auseinander.
Unabhängig davon, welchen Standpunkt Sie vertreten, ist jedoch auf jeden Fall klar, dass es notwendig ist, einen genaueren Blick auf die dritte Generation von Intel Core zu werfen und die Vorzüge dieser Prozessoren und ihre Rolle auf dem Markt für eingebettete Systeme zu bewerten. All dies wird weiter unten besprochen.
Moores unerbittliches Gesetz
Die Ankunft der dritten Generation von Intel Core als Ersatz für die zweite war unvermeidlich, wie Herbstlaub oder Winterkälte. Jeder ist seit langem daran gewöhnt, die Produktlinien der Intel-Prozessoren gemäß dem Mooreschen Gesetz systematisch und regelmäßig zu aktualisieren. Dieses Gesetz trägt den Namen eines der Gründer des Konzerns und derzeitigen Ehrenvorsitzenden des Board of Directors von Intel und ist bereits weit über die Grenzen der Halbleiterindustrie hinaus bekannt. Es gibt unterschiedliche Interpretationen des Mooreschen Gesetzes, die meisten gehen jedoch von einer deutlichen Verbesserung der Prozessoreigenschaften (Leistung, Gesamtzahl der Transistoren, Transistordichte auf dem Chip) über einen Zeitraum von 18 bis 24 Monaten aus. Es wurde erstmals in den 1960er Jahren von Gordon Moore nicht als Gesetz, sondern als empirische Beobachtung formuliert und hat sich seitdem zu einem leistungsstarken Instrument für Marketing und Planung von Forschung und Entwicklung entwickelt. Skeptiker haben wiederholt versucht, das Ende seiner Wirkung vorherzusagen, doch das Gesetz funktioniert bis heute erfolgreich.
Vor einigen Jahren traf Intel die strategische Entscheidung, Innovationen, die auf der Ebene der Prozessor-Mikroarchitektur implementiert wurden, mit Innovationen im Zusammenhang mit dem Übergang zu anspruchsvolleren Fertigungstechnologien abzuwechseln. Diesem Grundsatz folgend markiert die dritte Generation des Intel Core den Beginn der groß angelegten Einführung der 22-Nanometer-Prozessortechnologie mit 3D-Transistoren. Dies ist der Haupt-, aber nicht der einzige Unterschied zwischen den Prozessoren der Ivy-Bridge- und Sandy-Bridge-Generation, die mit 32-nm-Technologie und herkömmlichen Planartransistoren hergestellt werden.
Verbesserungen im Herstellungsprozess haben es ermöglicht, die Die-Fläche zu reduzieren (160 mm² gegenüber 216 mm² bei vergleichbaren Quad-Core-Varianten von Ivy Bridge und Sandy Bridge). Gleichzeitig wurden die Bestückungsdichte und die Gesamtzahl der Transistoren auf dem Chip erhöht (1,4 Milliarden gegenüber 1,16 Milliarden im gleichen Beispiel). Der Stromverbrauch der Ivy-Bridge-Prozessoren wurde deutlich reduziert und ihre Leistung im Vergleich zu Sandy Bridge gesteigert. Unabhängigen Experten zufolge haben technologische Innovationen der dritten Generation des Intel Core insgesamt zu einer Steigerung der Rechenleistung von etwa 20 % und einer Produktivität pro Watt Stromverbrauch von bis zu 40 % verholfen.
Gleichzeitig unterscheidet sich die dritte Generation des Intel Core architektonisch geringfügig von der zweiten. Die Mikroarchitektur Ivy Bridge ist eine Ableitung von Sandy Bridge. Natürlich gibt es einige Unterschiede, aber von radikalen Innovationen wie dem Aufkommen der AVX-Technologie (Advanced Vector Extensions) in Sandy-Bridge-Prozessoren ist keine Rede.
Experten zufolge war es die Unterstützung der AVX-Technologie, die den Befehlssatz x86-kompatibler Prozessoren um Vektorerweiterungen für die Arbeit mit Daten im Gleitkommaformat ergänzte, die der zweiten Generation von Intel Core einst einen fulminanten Durchbruch bescherte im Markt der Embedded-Lösungen.
Von der dritten Generation des Intel Core erwartete im Gegensatz zur zweiten kaum jemand wirklich revolutionäre Veränderungen auf dem Markt für eingebettete Technologie. Dennoch wurde die Veröffentlichung der Ivy-Bridge-Prozessoren von den Entwicklern eingebetteter Lösungen grundsätzlich sehr positiv aufgenommen. Warum?
Vorteile von Ivy Bridge und Marktrealitäten
Für einige mag die Steigerung der Rechenleistung der dritten Intel Core-Generation im Vergleich zur zweiten bescheiden sein. Es ist möglich, dass es diejenigen gibt, die von der Verbesserung der Energieverbrauchseigenschaften nicht besonders beeindruckt sind. Wir werden nicht über Geschmack und subjektive Eindrücke streiten. Wir stellen jedoch fest, dass es kaum ratsam ist, Prozessoren isoliert zu bewerten – isoliert von den darauf basierenden Systemen und den Anwendungen, für die diese Systeme gedacht sind.
Somit gibt es eine ziemlich beeindruckende Schicht eingebetteter Anwendungen, die immer die höchste verfügbare Rechenleistung, Signalverarbeitung und Grafikoperationen in Kombination mit der größtmöglichen Kommunikationskanalbandbreite (Verteidigung, Medizin, Telekommunikation) erfordern. Für sie scheint die Ivy-Bridge-Plattform heute eine ausgezeichnete Wahl zu sein, da sie alle architektonischen Vorteile von Sandy Bridge auf der Grundlage einer fortschrittlicheren Fertigungstechnologie nutzt und zusätzliche Leistungs- und Energieeffizienzgewinne bietet. Vergessen wir nicht, dass diese Technologie es ermöglichte, einen leistungsstärkeren Grafikkern auf dem Ivy-Bridge-Chip zu platzieren, der bis zu 16 Aktuatoren (bei Sandy Bridge sind es nicht mehr als 12) und unterstützt grafische Oberflächen DirectX 11, OpenGL 3.1, OpenCL 1.1. Gleichzeitig nahm die Kristallfläche, wie oben erwähnt, nicht zu, sondern nahm im Gegenteil ab.
Reis. Allgemeine Struktur der eingebetteten Plattform Computersysteme
basierend auf Intel Core-Prozessoren der dritten Generation
Auch die Kommunikationsfähigkeiten der Ivy-Bridge-Plattform sind im Vergleich zu Sandy Bridge deutlich verbessert. Auf Prozessorebene ist die Unterstützung von bis zu 16 PCI Express (PCIe) 3.0 Lanes implementiert – diese Technologie bietet im Vergleich zu PCIe 2.0 die doppelte Bandbreite und ermöglicht so beispielsweise den Einsatz moderner High-End-Grafikkarten in Lösungen und den Einsatz von Hofür die externe Kommunikation (einschließlich 10 GbE und 40 GbE).
Der integrierte Intel Core-Speichercontroller der dritten Generation unterstützt standardmäßig die DDR3-1600-Spezifikation. Es ist auch in der Lage, mit DDR3L-Geräten mit niedrigerer Spannung (1,35 V gegenüber 1,5 V für normale DDR3-Geräte) zu arbeiten, was beim Aufbau von Systemen nützlich sein kann mobile Anwendungen.
Zusammenfassend stellen wir fest, dass die Märkte für eingebettete Computertechnologie Derzeit behindern sie nicht nur nicht, sondern begünstigen sogar teilweise die volle Entfaltung des Potenzials des Einsatzes von Systemen auf Basis von Intel Core-Prozessoren der dritten Generation. Darüber hinaus hat die bisherige zweite Generation eine recht gute Grundlage für die weitere Weiterentwicklung geschaffen. Daher war die Begeisterung, mit der führende Hersteller begannen, ihre Produktlinien mit Produkten auf Basis von Ivy-Bridge-Prozessoren aufzufüllen, verständlich. Wir werden über einige dieser Produkte ausführlicher sprechen.
VPX: auf dem Weg zu neuen Höhen
Die These, dass die VPX-Systemarchitektur eine der besten Plattformen zur Erstellung sicherer Multiprozessorsysteme auf Basis x86-kompatibler Prozessoren ist, kann heute als nahezu unbestreitbar gelten. Diejenigen, die daran zweifelten, scheinen vom Erfolg der VPX-Lösungen mit Sandy-Bridge-Prozessoren auf den Systemmärkten für Verteidigungs- und Luft- und Raumfahrtanwendungen endgültig überzeugt zu sein.
Die Generation Ivy Bridge hat daher die Aufgabe, die Erfolge ihrer Vorgänger zu festigen und, wo möglich, darauf aufzubauen. Eine wichtige Rolle bei der Lösung dieses Problems spielen die Partner von Intel – führende Hersteller von Hardware für eingebettete Systeme, darunter Kontron. Für VPX-Systeme im 3U-Formfaktor bietet Kontron die VX3042-Module an (standardmäßig basierend auf einem Dual-Core Intel Core i7-3517QE mit einer Nennleistung). Taktfrequenz 1,7 GHz und konfigurierbarer TDP) und VX3044 (mit Quad-Core Intel Core i7-3612QE/2,1 GHz). Ersteres ist in erster Linie für Konsolen und robuste Kampfserver gedacht, die auf raue Betriebsbedingungen ausgelegt sind. Bei der zweiten handelt es sich um den Einsatz als Teil von High-Performance-Computing-Clustern.
Reis. Kontron VX3042 (oben) und VX3044 VPX-Boards
unterstützen die proprietäre Kontron VXFabric-Softwaretechnologie
Beide Produkte entsprechen den Standards OpenVPX (VITA 65) und VPX REDI (VITA 48) und stehen Kunden abhängig von den Betriebstemperaturbedingungen und dem verwendeten Kühlsystem in drei Versionen zur Verfügung. Die Boards unterstützen die systeminterne Kommunikation über PCIe 3.0- und 10GbE-Busse sowie Kontrons proprietäre Technologie namens VXFabric, die die IP-Datenübertragung über PCIe-Kanäle implementiert. Die Front-E/A wird über Mini-DisplayPort, Gigabit-Ethernet, USB 2.0 und serielle Schnittstellenanschlüsse (RS-232 oder RS-485) bereitgestellt.
COM Express (PICMG COM.0)-Produkte, die traditionell die fortschrittlichsten technologischen Fortschritte im Bereich kleiner eingebetteter Systeme verkörpern, werden von vielen Experten zu Recht als eine der Hauptantriebskräfte für das schnelle Wachstum der COM-Lösungen angesehen Industrie, die wir derzeit erleben. Wie erwartet begrüßten die führenden Hersteller dieser Produkte die dritte Generation des Intel Core voll ausgestattet und bereiteten die entsprechenden Produkte schnell für die Markteinführung vor. Also die Firma Kontron, die der Gründer ist dieser Norm stellte bald zwei neue Serien von COM-Express-Modulen im Basisformfaktor auf Basis von Ivy-Bridge-Prozessoren vor – COMe bIP2 (mit Typ-2-Pinbelegung) und COMe-bIP6 (Typ 6).
Die Modelle dieser Serien unterscheiden sich vor allem durch die Art des verwendeten Prozessors. Hierbei kann es sich um einen Dual- oder Quad-Core-Prozessor der Intel Core i3-3000-, Intel Core i5-3000- oder Core Intel i7-3000-Familie (modifiziert für eingebettete mobile Anwendungen) mit einer Taktfrequenz von 1,6 bis 2,7 GHz und einer Thermik handeln Paket von 17 bis 45 W.
Alle COMe bIP2- und COMe bIP6-Module ermöglichen die gleichzeitige Ausgabe unabhängiger Videostreams an drei Displays und unterstützen drei DisplayPort-Display-Schnittstellen (kann mit verwendet werden). DVI-Monitore und HDMI – über Adapter), einschließlich eines eDP (DisplayPort-Option für eingebettete Anwendungen). Bei Bedarf können Sie auch den SDVO-Port, die Dual-Channel-LVDS-Schnittstelle oder die analoge Schnittstelle zum Anschluss von CRT-Monitoren mit einer Auflösung von bis zu 2048x1536 zur Ausgabe eines Videostreams nutzen.
Zu den Fähigkeiten der vorgestellten Module für die Arbeit mit Festplatten gehört die Unterstützung von zwei SATA-Geräten der dritten Generation (Busbandbreite - 6 Gbit/s) und zwei ähnlichen Geräten der zweiten Generation (3 Gbit/s). Module mit Typ-2-Stecker ermöglichen auch die Verwendung eines solchen Diskettenlaufwerk mit paralleler ATA-Schnittstelle.
Die Möglichkeiten zur Unterstützung von PCI-, PCIe- und USB-Schnittstellen hängen in etwas größerem Maße vom Modultyp ab. So ermöglichen Typ-2-Module die Nutzung von acht USB-2.0-Ports, einem PCIe-x16-Grafikport, fünf PCIe-x1-Lanes und einem parallelen PCI-Bus Version 2.3 (33 MHz). Module vom Typ 6 haben vier USB-Anschluss 3.0, die gleiche Menge – USB 2.0, und die Anzahl der PCIe x1-Lanes beträgt sieben. Unterstützung für Verbindungen über den PCIe-x16-Bus ist ebenfalls vorhanden, allerdings fehlt die Möglichkeit, eine parallele PCI-Schnittstelle zu nutzen.
Das Kommunikationssubsystem beider Modultypen umfasst eine Gigabit-Ethernet-Schnittstelle. Wir weisen außerdem auf das Vorhandensein eines integrierten Kryptoprozessors hin, der gemäß der TPM-Spezifikation (Trusted Platform Module) Version 1.2 hergestellt wurde, die Unterstützung der ACPI 3.0-Technologie (implementiert Konfigurations- und Energieverwaltungsmechanismen mithilfe von Betriebssystemtools) und die Verwendung von Festkörperkondensatoren mit a Tantalanode, die eine erhöhte Zuverlässigkeit aufweist.
CompactPCI: Die Evolution geht weiter
Unter den neuen 3U-CompactPCI-Prozessorboards ist das Kontron CP3003-SA-Board hervorzuheben. Zu den Basiskonfigurationsoptionen für dieses Produkt gehören ein Intel Core i7-3517UE-, ein Intel Core i7-3555LE- oder ein Intel Core i7-3612QE-Prozessor. Das CP3003-SA-Board basiert auf dem Mobile Intel QM77-Chipsatz und ist in den Versionen Single-Slot (4TE) und Dual-Slot (8TE) erhältlich. Für die 4-TE-Version besteht optional die Möglichkeit, ein NAND-Flash-Speichermodul mit einer Kapazität von bis zu 32 GB zu installieren. An der Vorderseite des Boards stehen in dieser Modifikation ein VGA-Anschluss und zwei USB 2.0- und Gigabit-Ethernet-Anschlüsse zur Verfügung.
Die Version des Boards mit zwei Steckplätzen erfordert die Verwendung einer von zwei vorgeschlagenen Erweiterungsmoduloptionen – CP3003-HDD oder CP3003-XMC. Die erste davon bietet Unterstützung für CFast-Flash-Karten und 2,5-Zoll Festplatte und SSD-Geräte. Durch den Einsatz dieses Moduls können Sie außerdem die Anzahl der Anschlüsse für externe Anschlüsse erhöhen, die über die Frontplatte zugänglich sind.
Die CP3003-SA-Karte kann entweder in einem System- oder Peripheriesteckplatz installiert werden. Im ersten Fall wird eine 32-Bit-CompactPCI-Schnittstelle verwendet, die mit einer Frequenz von 33 MHz (optional - 66 MHz) arbeitet. Bei der Installation in einem Peripheriesteckplatz isoliert die PCI-Passivmodus-Unterstützung die Karte vom CompactPCI-Bus.
Für 6U CompactPCI-Systeme bietet GE Intelligent Platforms das XCR15-Prozessormodul an. In seinen Eigenschaften ähnelt dieses Produkt weitgehend dem zuvor erwähnten SBC625 VPX-Modul – die gleichen Prozessoren in der Grundkonfiguration, der gleiche Chipsatz, die gleichen fünf Versionen für den Einsatz mit Luft- oder Leitungskühlung.
Das XCR15-Prozessormodul ist nach dem PICMG 2.16-Standard gefertigt, d. h. es kann als Teil von CompactPCI-Systemen verwendet werden, die auf Paketvermittlungs-Backplanes basieren. Unter anderen Produktmerkmalen bemerken wir das Vorhandensein eines integrierten IPMI 2.0-Controllers. Auch unterstützt Verschiedene Optionen zum Anschluss von PMC- und XMC-Erweiterungskarten.
Als Haupt Softwareplattformen Für die getesteten Kontron- und GE Intelligent Platforms-Geräte wird das Betriebssystem angezeigt Windows-Familie, und auch Linux-Versionen und VxWorks. Es ist klar, dass die Adaption anderer beliebter Softwareplattformen wie QNX, LynxOS, RTX, Integrity usw. für Lösungen ansteht Intel-Plattform Auch die 3. Core-Generation ist eine Frage der kurzen Zeit.
Die Früchte einer langfristigen Strategie
Die interne Entwicklung von Embedded-Motherboards, die eine sorgfältige Komponentenauswahl und ein umfangreiches Labortestprogramm umfasst, ist für Kontron und mehrere andere führende Unternehmen eine langfristige strategische Priorität. Teil der Produktpalette mit einem siebenjährigen Lebenszyklus ist das Kontron KTQ77/Flex FlexATX-Motherboard, das für Systeme auf Basis von Dual- und Quad-Core-Intel-Core-Prozessoren der 3. Generation konzipiert ist.
Reis. KTQ77/Flex-Motherboard im FlexATX-Formfaktor
ist eines der Kontron-Produkte mit einem siebenjährigen Lebenszyklus
Das Board basiert auf dem Intel Q77-Chipsatz und verfügt über Möglichkeiten zum Anschluss von Erweiterungskarten, darunter zwei PCIe x16-Steckplätze (einer für PCIe 3.0-Geräte, der andere unterstützt PCIe-Spezifikationen der zweiten Generation und arbeitet im x4-Modus), zwei PCI-Steckplätze (32 Bit, 33 MHz) und einen Mini-PCIe-Anschluss. Zum Anschluss von Laufwerken können sechs SATA-Anschlüsse (RAID-Arrays der Level 0, 1, 5 und 1+0 werden unterstützt) und ein mSATA-Anschluss verwendet werden. Für externe Anschlüsse sorgen vier USB-3.0-Anschlüsse, zwei per USB 2.0 (bei Bedarf kann deren Anzahl auf zehn erhöht werden), drei per Gigabit-Ethernet (RJ-45), zwei per DisplayPort, je einer per RS-232 (DB9). und VGA. Optional besteht die Möglichkeit, einen TPM 1.2-Kryptoprozessor zu installieren.
Ein weiteres neues Kontron-Motherboard für Systeme auf Basis von Ivy-Bridge-Prozessoren, das sich ebenfalls auf Produkte mit einem siebenjährigen Lebenszyklus bezieht, heißt KTQM77/mITX. Dieses Gerät Hergestellt im Mini-ITX-Formfaktor basierend auf dem Mobile Intel QM77-Chipsatz und unterscheidet sich etwas vom KTQ77/Flex hinsichtlich der Möglichkeit, Erweiterungskarten zu verwenden und externe Geräte anzuschließen. Somit grenzt der PCIe x16-Steckplatz mit Unterstützung für PCIe 3.0 auf dem KTQM77/mITX-Board an den PCIe x1-Anschluss für PCIe-Geräte der zweiten Generation; es besteht überhaupt keine Möglichkeit, Geräte mit einer parallelen PCI-Schnittstelle und zwei Mini PCIe zu installieren Anschlüsse befinden sich mit Rückseite Gebühren. Zum Anschluss von Monitoren können zwei DisplayPort-Anschlüsse und ein DVI-Anschluss verwendet werden. Gleichzeitig besteht die Möglichkeit, USB-Geräte, SATA-Laufwerke (einschließlich RAID-Unterstützung) usw. zu verwenden Netzwerkverbindungen KTQM77/mITX sind KTQ77/Flex völlig ähnlich. Und bei Bedarf kann auch eine Option mit einem Datenverschlüsselungsmodul implementiert werden, das der TPM 1.2-Spezifikation entspricht.
VME: „Veteran“ bleibt im Dienst
Einer der langlebigen Marktführer für eingebettete Technologien, die VMEbus-Architektur, feierte kürzlich sein 30-jähriges Jubiläum und hat nicht vor, in den Ruhestand zu gehen. VME-Lösungen nehmen weiterhin eine recht starke Position im Segment der Verteidigungs- und Luft- und Raumfahrtanwendungen ein und erhalten würdige Ergänzungen in Form von Produkten auf Basis von Ivy-Bridge-Prozessoren.
Das XVR15-Prozessormodul von GE Intelligent Platforms ist fast ein Zwilling des oben besprochenen XCR15 und ähnelt dementsprechend in vielerlei Hinsicht dem SBC625. Das XVR15-Board ist für 6U-VME-Systeme konzipiert und basiert auf dem Systemlogik Mobiler Intel QM77.
Schaut man sich das Design dieser beiden Platinen genauer an, kann man natürlich einige Unterschiede feststellen, die nicht nur auf die architektonischen Besonderheiten der Standards CompactPCI und VME zurückzuführen sind. Gleichzeitig sind aber auch die Ähnlichkeiten in den Eigenschaften auffällig – identische Gestaltungsmöglichkeiten für verschiedene Kühlsysteme und Temperaturbereiche, Unterstützung von Softwareplattformen etc.
Im Allgemeinen sehen wir, dass GE Intelligent Platforms für Systeme, die auf ähnlichen Backbone-Modular-Standards basieren, Prozessorplatinen auf Basis von Ivy Bridge anbietet, die in ihren Eigenschaften, Grundkonfigurationen und Designoptionen ähnlich sind. Darin liegt sicherlich Logik. Kunden aus der Verteidigungs- und Luft- und Raumfahrtindustrie sind für ihren Konservatismus bekannt, der sich insbesondere in der Wahl der verwendeten Backbone-Modular-Architekturen widerspiegelt. Der Ansatz von GE Intelligent Platforms besteht darin, nicht zu versuchen, diese Wahl zu beeinflussen, sondern dem Kunden die Möglichkeit zu geben, eine Lösung zu erhalten, die auf jeden Fall mit den fortschrittlichsten Technologien hergestellt wird.
AMC: für Telekommunikation und mehr
Der Markt für AMC-Prozessormodule (Advanced Mezzanine Card), die in AdvancedTCA- und MicroTCA-Systemen eingesetzt werden, gehört zu denen, deren Wachstum auch die globale Wirtschaftskrise nicht verhindern konnte. Bis 2015 könnte dieser Markt laut Analysten um mehr als das Zweieinhalbfache im Vergleich zu 2010 wachsen, und die aktuelle Produktgeneration wie der Kontron AM4022 muss dabei offensichtlich eine Schlüsselrolle spielen.
Das AM4022-Board basiert auf dem Mobile Intel QM77-Chipsatz und ist standardmäßig mit einem Intel Core i7-3555LE- oder Intel Core i7-3612QE-Prozessor ausgestattet (andere sind auf Kundenwunsch auch erhältlich). Unterstützt bis zu 8 GB DDR3-1600 ECC-Speicher und bis zu 64 GB SATA-Flash-Speicher.
Zu den Kommunikationsfunktionen des AM4022-Prozessormoduls gehört die Unterstützung systeminterner PCIe-Schnittstellen (in x4- und x8-Konfigurationen) und Gigabit-Ethernet, wodurch die Kompatibilität mit MCH-Controllern wie Kontron AM4901 und AM4904 gewährleistet wird. Von der Frontplatte zwei externe Netzwerkverbindungen Gigabit-Ethernet (RJ-45), ein USB 2.0-Anschluss und ein weiterer – DisplayPort oder RS-232 (10-poliger Mini-Anschluss). Wir bemerken auch das Vorhandensein eines integrierten MMC-Controllers (Module Management Controller) mit Unterstützung für Intelligente Steuerung IPMI 2.0 und die optionale Möglichkeit, den TPM 1.2-Kryptoprozessor zu verwenden.
Reis. Prozessormodul Kontron AM4022
Hergestellt auf dem Mobile Intel QM77-Chipsatz und in einer Standardkonfiguration
ausgestattet mit einem Intel Core i7-3555LE oder Intel Core i7-3612QE Prozessor
Die Standardversion des AM4022-Moduls geht von einem Betrieb bei Temperaturen von –5 bis +55 °C aus. Erhältlich in Modifikationen, die einen erweiterten Temperaturbereich unterstützen – von –40 bis +70 °C. Auf Kundenwunsch kann die Frontplatte des Moduls nach dem MTCA.1-Standard gefertigt werden, was den Einsatz des Geräts als Teil geschützter Outdoor- und mobiler luftgekühlter MicroTCA-Systeme ermöglicht.
Unter den Softwareplattformen, für die die Unterstützung des AM4022-Moduls überhaupt implementiert wurde, heben wir insbesondere Windows 7 und hervor Windows Server 2008 R2 und auch Rot Hat Enterprise Linux und Fedora. Der Haupteinsatzbereich für AMC-Module sind nach wie vor Telekommunikationsanwendungen, und das Kontron-Produkt bildet in diesem Sinne keine Ausnahme. MicroTCA-Lösungen mit AM4022-Boards können jedoch auch in Bereichen wie Medizin, Luft- und Raumfahrt und Verteidigung, Test- und Messgeräten, Sicherheitssystemen usw. eingesetzt werden.
Softwareumgebung: Es ist definitiv nicht schlechter geworden
Die Softwareunterstützung für neue Prozessorgenerationen ist ein weiteres traditionelles Thema, das sich jedoch nicht nur und nicht so sehr an Intel, sondern an seine Partner richtet.
Was die Anwendungssoftware betrifft, ist die Frage der Optimierung für die Ivy-Bridge-Plattform offensichtlich weniger dringlich als bei der Vorgängergeneration – Sandy Bridge. Der Grund dafür ist, dass sich diese Prozessoren auf Mikroarchitekturebene kaum voneinander unterscheiden. Tatsächlich ist die Optimierung für neue Prozessoren für viele Anwendungen optional. Ja, die dritte Generation von Intel Core hat mehrere AVX-Anweisungen hinzugefügt. Im Vergleich zur ursprünglichen Implementierung dieser Technologie in der Sandy-Bridge-Mikroarchitektur ist der Fortschritt sehr positiv, aber nicht so groß.
Ivy-Bridge-Prozessoren verfügen außerdem über neue Sicherheitsfunktionen – Intel Secure Key (einschließlich eines digitalen Zufallszahlengenerators zur Verbesserung). kryptografische Algorithmen) und Intel OS Guard (bietet einen Mechanismus zum Blockieren von Softwareangriffen von Anwendungen im Benutzermodus, wenn das System mit der maximalen Berechtigungsstufe ausgeführt wird). Und es ist kein Zufall, dass unter den Softwareentwicklern für eingebettete Lösungen, die auf die Premiere von Ivy Bridge reagierten, einer der bemerkenswertesten Nachrichtenmacher war, ebenso wie bei der Einführung von Sandy Bridge LynuxWorks, das die Veröffentlichung einer Version von ankündigte das sichere Virtualisierungspaket LynxSecure, das für die vorgestellte Plattform optimiert ist.
Beachten Sie, dass viele Experten beim Intel Core der zweiten Generation trotz aller architektonischen Innovationen die Softwareunterstützung nicht für überaus wichtig hielten und diese Ansicht nicht unbegründet war. Ohne auf eine Debatte zu diesem Thema einzugehen, beschränken wir uns auf die folgende Aussage: In Bezug auf die Softwareunterstützung ist die aktuelle Position von Ivy Bridge zumindest nicht schlechter als die, die Sandy Bridge seinerzeit hatte.
Abschluss
Zusammenfassend betonen wir noch einmal, dass Intel Core-Prozessoren der dritten Generation die architektonischen Vorteile der vorherigen, zweiten Generation mit den Vorteilen der Umstellung auf ein verfeinertes technologisches Verfahren vereinen, was sich in weiteren Leistungs- und Energieeffizienzsteigerungen ausdrückt. Die Ivy-Bridge-Plattform legt die Messlatte in der nächsten Entwicklung eingebetteter Systeme noch höher und ist jetzt und in naher Zukunft die logische Wahl für eine breite Palette eingebetteter Anwendungen, die auf eine Vielzahl vertikaler Märkte abzielen.
HÖLLE. Sysoev, Direktor der Abteilung,
CJSC „RTSoft“, Moskau,
Tel.: (495)967-1505,
Architekturmerkmale
Seit einigen Jahren unterliegt die Veröffentlichung neuer Generationen von Intel-Prozessoren der empirischen TICK-TOCK-Regel, deren Kern darin besteht, dass die Produktion auf eine neue verlagert wird technologischer Prozess(TICK) und die Einführung einer neuen Prozessor-Mikroarchitektur (TOCK) erfolgen abwechselnd im Abstand von zwei Jahren. Wenn beispielsweise im ersten Jahr auf einen neuen Herstellungsprozess umgestellt wird, wird im zweiten Jahr eine neue Prozessor-Mikroarchitektur mit demselben Herstellungsprozess eingeführt. Und im nächsten Jahr wird die Mikroarchitektur in einen neuen Produktionsprozess überführt.
Letztes Jahr veröffentlichte Intel 32-nm-Sandy-Bridge-Prozessoren, die auf einer neuen Mikroarchitektur (TOCK-Zyklus) basieren. Im April kündigte das Unternehmen eine 22-nm-Version von Prozessoren an, die auf der Sandy-Bridge-Mikroarchitektur basieren und den Codenamen Ivy Bridge (TICK-Zyklus) tragen.
Allerdings sind Ivy-Bridge-Prozessoren nicht nur eine 22-nm-Version der Sandy-Bridge-Prozessoren. In diesem Fall sprechen wir von einer deutlichen Modernisierung der Mikroarchitektur selbst. Deshalb nennt Intel diesen Übergang zu einer neuen Prozesstechnologie nicht nur einen TICK-Zyklus, sondern einen TICK+-Zyklus.
Wir haben auf den Seiten unseres Magazins bereits über die neuen Ivy-Bridge-Prozessoren geschrieben, allerdings scheint uns die offizielle Ankündigung dieser Prozessoren ein so bedeutsames Ereignis zu sein, dass es sinnvoll ist, etwas zu wiederholen und alle verfügbaren in einem Artikel zusammenzufassen An dieser Moment Informationen zu diesen neuen Prozessoren.
Schauen wir uns also an, wie sich Ivy-Bridge-Prozessoren von Sandy-Bridge-Prozessoren unterscheiden und warum die neuen Prozessoren nicht nur eine 22-nm-Version der Prozessoren der vorherigen Generation sind.
Der Ivy-Bridge-Prozessor verfügt wie auch der Sandy-Bridge-Prozessor über einen integrierten PCI-Express-Controller mit 16 Lanes. Wenn es sich beim Sandy-Bridge-Prozessor jedoch um einen PCI-Express-2.0-Controller handelt, verwenden die Ivy-Bridge-Prozessoren einen PCI-Express-3.0-Controller.
Der Unterschied im Durchsatz zwischen PCI Express 2.0- und 3.0-Schnittstellen ist ziemlich groß. Somit beträgt der Durchsatz jeder Leitung in jede Richtung für die PCI Express 2.0-Schnittstelle 500 MB/s und für die PCI Express 3.0-Schnittstelle 1 GB/s. Es lässt sich leicht berechnen, dass der Durchsatz für die PCI Express 3.0 x16-Schnittstelle bereits 32 GB/s beträgt.
Um die Fähigkeiten der PCI-Express-3.0-Schnittstelle im Ivy-Bridge-Prozessor zu implementieren, benötigen Sie natürlich auch eine Grafikkarte mit einer ähnlichen Schnittstelle. Selbst in diesem Fall sollten Sie jedoch nicht damit rechnen, dass die Verwendung der PCI-Express-3.0-Schnittstelle die Systemleistung in Spielen verbessert. Wie Tests zeigen, stellt die PCI-Express-2.0-Schnittstelle keinen Flaschenhals für moderne Spiele dar und der Wechsel zu einer schnelleren Schnittstelle bringt nichts.
Der Ivy-Bridge-Prozessor verfügt wie der Sandy-Bridge-Prozessor über einen integrierten Dual-Channel-DDR3-Speichercontroller. Allerdings unterstützt der Ivy-Bridge-Prozessor einen schnelleren Speicher mit niedrigerer Spannung (1,35 V).
Der wichtigste Unterschied zwischen Ivy-Bridge-Prozessoren und Sandy-Bridge-Prozessoren besteht darin, dass sie mit einer 22-nm-Prozesstechnologie hergestellt werden (Sandy-Bridge-Prozessoren werden mit einer 32-nm-Prozesstechnologie hergestellt), d. h. die geometrischen Abmessungen der Transistoren betragen 1,45 mal kleiner. Dies wirkt sich natürlich auf alle Eigenschaften des Transistors aus.
Das Hauptproblem bei der Reduzierung der Transistorgröße besteht darin, dass ein exponentieller Anstieg der Anzahl der Transistoren auf einem Chip zu einem exponentiellen Anstieg des Stromverbrauchs und infolgedessen zu einer Überhitzung des Chips führt. Der Grund für dieses negative Phänomen liegt darin, dass eine Verkleinerung des Transistors zu Leckströmen führt. Insbesondere wenn die Dicke der dielektrischen Schicht auf einen Wert von mehreren Nanometern reduziert wird, beginnen die Effekte des Ladungstunnelns durch die dielektrische Schicht aufzutreten, was zum Auftreten von Leckströmen führt.
Planar- und Tri-Gate-Transistoren
Dieses Problem wird teilweise dadurch gelöst, dass anstelle von Siliziumdioxid, das seit vielen Jahren als Dielektrikum in Transistoren verwendet wird, andere dielektrische Materialien verwendet werden, die es ermöglichen, dickere dielektrische Schichten zu erhalten, die aber dennoch eine Erhöhung der Kapazität bewirken Gate-Kondensator. Solche Materialien müssen eine höhere Dielektrizitätskonstante haben und werden daher als High-K-Dielektrika bezeichnet. Es ist klar, dass die Verwendung alternativer Materialien mit einer höheren Dielektrizitätskonstante eine Erhöhung der Dicke der dielektrischen Schicht ermöglicht, was wiederum Leckströme reduziert.
Aus diesem Grund werden ab dem 45-nm-Herstellungsprozess Transistoren mit High-K-Dielektrika (High-K/Metall-Gate) bei der Herstellung von Prozessoren eingesetzt.
Natürlich ist die Verwendung von High-K-Dielektrika nur eine der Verbesserungen, die Planartransistoren erfahren haben. Sie können sich auch an die Strained-Silicium-Technologie erinnern, die bei der Herstellung von NMOS- und PMOS-Transistoren mithilfe der 90-nm-Prozesstechnologie eingesetzt wurde, um deren Leistungsmerkmale zu verbessern. Die Spannungserzeugungstechnologie ermöglicht eine Erhöhung der Mobilität von Elektronen und Löchern und erhöht die Schaltgeschwindigkeit von Transistoren.
Die neueste revolutionäre Verbesserung in der Struktur von Feldeffekttransistoren betrifft eine grundlegende Änderung ihrer Geometrie – Transistoren haben sich von flach zu dreidimensional gewandelt.
Die Entwicklung dreidimensionaler Transistordesigns begann bereits im Jahr 2002. Im September 2002 kündigte Intel die Entwicklung eines dreidimensionalen Triple-Gate-Transistordesigns (Tri-Gate) an, das im Vergleich zu herkömmlichen Planartransistoren einen effizienteren Stromverbrauch bietet.
Der 3D-Triple-Gate-Transistor basiert auf einer 3D-Struktur, die wie eine erhöhte horizontale Ebene mit vertikalen Wänden aussieht.
Diese Struktur ermöglicht die Übertragung elektrischer Signale sowohl entlang des „Dachs“ des Transistors als auch entlang seiner beiden „Wände“. Tatsächlich ist es so, als gäbe es nicht einen Fensterladen wie bei einer ebenen Struktur, sondern gleich drei (zwei Wände und einen Deckel). Daher der Name „Triple Gate“ (Tri-Gate).
Dank eines solchen Stromverteilungsschemas erhöht sich effektiv die für den Stromdurchgang verfügbare Fläche und damit sinken seine Dichte und damit auch der Leckstrom. Das Triple-Gate ist auf einer ultradünnen Schicht aus vollständig verarmtem Silizium aufgebaut, was den Leckstrom weiter reduziert und ein schnelleres Ein- und Ausschalten des Transistors ermöglicht, während gleichzeitig der Stromverbrauch deutlich reduziert wird.
Ein Merkmal dieses Designs ist auch die erhöhte Quelle und Senke – dadurch wird der Widerstand verringert, was es dem Transistor ermöglicht, mit einem geringeren Leistungsstrom zu arbeiten.
Obwohl die Entwicklung des dreidimensionalen Designs von Transistoren bereits im Jahr 2002 begann, wurde ihr Einsatz in der Produktion von Prozessoren erst fast 10 Jahre später, also mit der Umstellung auf einen 22-nm-Herstellungsprozess, möglich.
3D-Tri-Gate-Transistoren, die mit einer 22-nm-Prozesstechnologie hergestellt werden und bei niedriger Spannung arbeiten, bieten bis zu 37 % mehr Hochleistung im Vergleich zu herkömmlichen Transistoren auf Basis der 32-nm-Technologie. Prozessoren mit den neuen Transistoren können bei gleichbleibender Leistung weniger als die Hälfte der Leistung von 32-nm-2D-Chips verbrauchen.
Wir weisen auch darauf hin, dass Intel als erster dreidimensionale Transistoren bei der Herstellung von Mikroschaltungen eingesetzt hat. Alle anderen Chiphersteller können frühestens in vier Jahren mit der Produktion von 3D-Transistoren beginnen.
Eine der wichtigsten Neuerungen bei 22-nm-Ivy-Bridge-Prozessoren ist die Verwendung produktiverer und energieeffizienterer dreidimensionaler Tri-Gate-Transistoren. Dies ist jedoch nicht der einzige Unterschied zwischen 22-nm-Ivy-Bridge-Prozessoren und 32-nm-Sandy-Bridge-Prozessoren.
Der Rechenkern des Ivy-Bridge-Prozessors hat im Vergleich zum Sandy-Bridge-Rechenkern keine architektonischen Änderungen erfahren. Aber der integrierte Grafikkern mit Unterstützung für DirectX 11, Codename Carlow, ist tatsächlich eine der wichtigsten Neuerungen in der Ivy-Bridge-Mikroarchitektur.
Laut Antrag Intel, wird der Grafikkern in Ivy-Bridge-Prozessoren 60 % produktiver sein als der Grafikkern in Sandy-Bridge-Prozessoren.
Zusätzlich zur Unterstützung von DirectX 11 unterstützt der Carlow-Grafikkern OpenGL 3.1 und OpenCL 1.1, also Grafik Intel Core Prozessor wird in der Lage sein, Berechnungen mit Shader-Prozessoren durchzuführen.
Erinnern wir uns daran, dass der Grafikkern des Sandy-Bridge-Prozessors (je nach Prozessormodell) sechs oder zwölf Ausführungseinheiten (Execution Unit, EU) enthält, von denen jede über eine Textureinheit verfügt. Im Ivy-Bridge-Grafikkern wurde die maximale Anzahl an Ausführungseinheiten auf 16 erhöht, wobei jede Ausführungseinheit bereits über zwei Textureinheiten verfügt.
Dem Ivy Bridge-Grafikkern wurden auch Blöcke für Hardware-Tessellation und Shader-Array-Unterstützung hinzugefügt (was tatsächlich die Kompatibilität mit Shader Model 5.0 und DirectX 11 ermöglichte).
Interessant ist, dass die GPU-Taktrate des Ivy-Bridge-Prozessors niedriger ist als die GPU-Taktrate des Sandy-Bridge-Prozessors, was zur Reduzierung des Stromverbrauchs beiträgt. Dadurch ist der Carlow-Grafikkern gemessen an der Leistung pro Watt doppelt so leistungsstark wie der HD 2000/3000-Kern im Sandy Bridge-Prozessor. Beachten Sie, dass es zwei Implementierungen des Carlow-Grafikkerns geben wird – HD 4000 und HD 2500, die sich in der Anzahl der Funktionsblöcke voneinander unterscheiden.
Die Änderungen betrafen auch die Intel Quick Sync-Technologie. Zunächst verspricht der Hersteller eine Verdoppelung der Geschwindigkeit der HD-Videotranskodierung durch den Einsatz spezieller Prozessoreinheiten. Darüber hinaus werden eine Verbesserung der Kodierungsqualität und die Möglichkeit hinzugefügt, Filter wie die Verbesserung des Farbumfangs oder des Kontrasts auf den transkodierten Videostream anzuwenden.
Die Leistung des Hardware-Videodecoders reicht aus, um mindestens 16 HD-Videostreams gleichzeitig abzuspielen. Eine weitere Innovation bei Ivy-Bridge-Prozessoren ist die konfigurierbare TDP.
Erinnern wir uns daran, dass TDP eines der wichtigsten Merkmale von Intel-Prozessoren ist. Insbesondere bestimmt der TDP-Wert sowohl die maximale Leistungsaufnahme des Prozessors als auch die erforderliche Effizienz des Kühlsystems. Der TDP-Wert hängt auch mit der Möglichkeit zusammen, die Taktfrequenz der Prozessorkerne im Turbo-Boost-Modus zu erhöhen (d. h. die Taktfrequenz kann nur erhöht werden, wenn der TDP-Wert nicht überschritten wird oder diese Überschreitung nur von kurzer Dauer ist).
Ivy-Bridge-Prozessoren haben nicht einen, sondern drei TDP-Werte: Minimum, Nominal und Turbo. Das heißt, bei ausreichender Wärmeableitung kann die TDP des Prozessors erhöht und seine Taktfrequenz im Turbo-Boost-Modus entsprechend erhöht werden. Wenn Sie den Stromverbrauch so weit wie möglich reduzieren müssen, kann die TDP reduziert werden.
Es ist klar, dass die konfigurierbare TDP-Technologie in erster Linie darauf abzielt mobile Prozessoren. Wenn der Laptop also über das Netzwerk mit Strom versorgt wird und für eine ausreichende Kühlung des Prozessors gesorgt ist, kann die TDP erhöht werden. Wenn der Laptop im Offline-Modus arbeitet, erhöhen Sie die Zeit Batterielebensdauer Es empfiehlt sich, die TDP des Prozessors zu reduzieren.
Es ist wichtig zu beachten, dass die konfigurierbare TDP-Technologie weder die Intel Speed Step-Technologie noch die Wahl des Prozessorstromverbrauchsschemas in den Betriebssystemeinstellungen ersetzt. Es ergänzt lediglich alle bereits vorhandenen Technologien.
Bei der Übertaktung der Ivy-Bridge-Prozessoren wurden deutliche Verbesserungen erzielt. Erinnern wir uns daran, dass bei Sandy-Bridge-Prozessoren mit freigeschaltetem Multiplikator (Prozessoren der K-Serie) der maximale Multiplikator 57 betrug. Das heißt, Sandy-Bridge-Prozessoren konnten selbst theoretisch nicht über eine Frequenz von 5,7 GHz übertaktet werden (Sandy-Bridge-Prozessoren sind nahezu unmöglich). zum Übertakten durch Erhöhen der Systembusfrequenz). Bei Ivy-Bridge-Prozessoren wird der maximale Multiplikatorfaktor auf 63 erhöht, d. h. durch Änderung des Multiplikatorfaktors kann der Prozessor theoretisch auf eine Frequenz von 6,3 GHz übertaktet werden.
Eine weitere Neuerung bei den Übertaktungsmöglichkeiten des Ivy-Bridge-Prozessors ist die Möglichkeit, den Multiplikator zu ändern, ohne das System neu starten zu müssen.
Die nächste Neuerung im Ivy-Bridge-Prozessor ist das Vorhandensein eines Hardware-Zufallszahlengenerators (Digital Random Number Generator, DRNG), der bei kryptografischen Aufgaben verwendet wird. Generell werden Zufallszahlengeneratoren schon seit langem in Prozessoren eingesetzt. Bisher haben wir jedoch von Pseudozufallsgeneratoren gesprochen, die nach einem bestimmten mathematischen Algorithmus arbeiten. Der Ivy-Bridge-Prozessor verwendet einen echten (nicht pseudozufälligen) Zufallszahlengenerator, der auf einer elektronischen Schaltung mit unbestimmtem Zustand basiert und es ihm ermöglicht, einen Strom zufälliger Zeichen in 16, 32 oder 64 Bit zu erzeugen mit einer Geschwindigkeit von 2 oder 3 Gbit/s formatieren.
Zu den Neuerungen gehört auch der Supervisory Mode Execute Protection (SMEP), eine Implementierung einer Technologie zum Schutz vor der Erhöhung von Privilegien. Diese Technologie Steuert die Berechtigungsstufe des ausführbaren Codes, der sich im Adressraum befindet, der für die Arbeit von Programmen (Anwendungen) vorgesehen ist. Tatsächlich wird der klassische Angriff, der auf die Ausweitung der Berechtigungen abzielt und für den Zugriff auf Systemressourcen notwendig ist, auf Hardwareebene blockiert.
Ivy-Bridge-Prozessorreihe
Intel wird eine ziemlich beeindruckende Reihe von Ivy-Bridge-Prozessoren herausbringen, die durch die Intel Core i7-, Core i5- und Core i3-Familien repräsentiert werden (Tabelle 1). Diese Prozessoren unterscheiden sich in Taktrate, Grafikkernversion (HD 4000 oder HD 2500), Anzahl der Kerne (vier oder zwei), Unterstützung für Hyper-Threading-Technologie, L3-Cache-Größe und TDP. Alle Desktop-Prozessoren von Ivy Bridge verfügen über einen LGA 1155-Prozessorsockel und sind mit Boards kompatibel, die auf Intel-Chipsätzen der 7er-Serie basieren, und in einigen Fällen auch mit Boards, die auf Intel-Chipsätzen der 6er-Serie basieren.
Alle Prozessoren der Intel Core i7-Familie sind Quad-Core-Prozessoren und unterstützen die Hyper-Threading-Technologie. Die L3-Cache-Größe beträgt bei ihnen 8 MB, sie verfügen über einen integrierten HD 4000-Grafikkern mit einem Basistakt von 650 MHz, der im Turbo-Modus auf 1150 MHz erhöht werden kann.
Der Intel Core i7-3770K-Prozessor ist das Topmodell der Intel Core i7-Familie. Der Unterschied besteht darin, dass es über einen freigeschalteten Multiplikator verfügt (gekennzeichnet durch den Buchstaben „K“) und sich an Fans extremer Übertaktung richtet. Allerdings beträgt seine TDP nur 77 W.
Wenn im Namen des Prozessors der Buchstabe „K“ vorkommt, bedeutet dies im Allgemeinen, dass dieser über einen freigeschalteten Multiplikator verfügt. Das Fehlen eines Buchstabens ist das Grundmodell des Prozessors. Für Basismodelle und K-Serie-Prozessoren der Intel Core i7- und Core i5-Familien beträgt die TDP 77 W. Nun, für Basismodelle von Prozessoren der Intel Core i3-Familie beträgt die TDP 55 W.
Das Vorhandensein des Buchstabens „S“ bedeutet, dass die TDP 65 W beträgt, und der Buchstabe „T“ bedeutet, dass die TDP 45 W für Quad-Core-Prozessoren und 35 W für Dual-Core-Prozessoren beträgt.
Eine Besonderheit der Intel Core i5-Prozessorfamilie ist das Vorhandensein von vier logischen Kernen. Das heißt, es kann sich um Quad-Core-Prozessoren ohne Unterstützung der Hyper-Threading-Technologie handeln oder Dual-Core-Prozessoren mit Unterstützung für Hyper-Threading-Technologie. Genauer gesagt sind alle Prozessoren der Intel Core i5-Familie bis auf einen Quad-Core-Prozessor, unterstützen jedoch keine Hyper-Threading-Technologie. Die L3-Cache-Größe für diese Prozessoren beträgt 6 MB. Und nur ein Modell der Intel Core i5-Familie ist Dual-Core. Es geht um Kernprozessor i5-3470T. Er unterstützt die Hyper-Threading-Technologie und wird daher wie alle anderen Prozessoren der Intel Core i5-Familie vom Betriebssystem als Quad-Core (vier logische Kerne) erkannt.
Alle Prozessoren der Intel Core i5-Familie verfügen über einen HD 2500-Grafikkern mit einer Basistaktrate von 650 MHz und 1050 MHz im Turbo-Modus. Die einzigen Ausnahmen sind Prozessoren mit einer Nummer, die auf „5“ endet (z. B. Intel Core i5-3475S). Dabei handelt es sich um Prozessoren mit HD 4000-Grafikkern.
Zu den Besonderheiten der Intel Core i3-Prozessorfamilie gehört zum einen, dass sie alle Dual-Core-Prozessoren sind und die Hyper-Threading-Technologie nicht unterstützen, also aus der Sicht Betriebssystem sind Dual-Core-Prozessoren, und zweitens unterstützen diese Prozessoren keinen Turbo-Modus für die Verarbeitung von Kernen.
Wenn das Prozessoretikett mit der Zahl „0“ endet, bedeutet dies, dass der Prozessor über einen HD 2500-Grafikkern verfügt, und wenn es mit der Zahl „5“ endet, bedeutet dies, dass der Prozessor über einen HD 4000-Grafikkern verfügt.
Chipsätze der Intel 7-Serie
Die neuen Chipsätze der Intel 7er-Serie sind auch für die neuen Ivy-Bridge-Prozessoren konzipiert. Wie bereits erwähnt, sind Ivy-Bridge-Prozessoren mit Boards kompatibel, die auf Intel-Chipsätzen der 7er-Serie basieren, und in einigen Fällen auch mit Boards, die auf Intel-Chipsätzen der 6er-Serie basieren. Das heißt, es ist möglich, dass ein BIOS-Flashing erforderlich ist, damit der Ivy-Bridge-Prozessor auf einem Board mit einem Intel-Chipsatz der 6er-Serie funktioniert, und möglicherweise funktioniert der Ivy-Bridge-Prozessor unter keinen Umständen auf einem Board mit einem Chipsatz der 6er-Serie von Intel. Kurz gesagt: Bevor Sie Risiken eingehen, müssen Sie sich mit der Liste der vom Board unterstützten Prozessormodelle vertraut machen.
Beachten Sie, dass eine ähnliche Situation bei Sandy-Bridge-Prozessoren beobachtet wird. Sie können, wie unsere Erfahrung zeigt, mit Boards starten, die auf Intel-Chipsätzen der 7er-Serie basieren, oder auch nicht. Und dies trotz der Tatsache, dass formal alle Sandy-Bridge-Prozessoren mit Boards kompatibel sein müssen, die auf Intel-Chipsätzen der 7er-Serie basieren.
Kehren wir jedoch zu den Chipsätzen der Intel 7-Serie zurück. Eigentlich, Motherboards Basierend auf Intel-Chipsätzen der 7er-Serie kamen sie bereits vor der Ankündigung des Ivy-Bridge-Prozessors in den Handel, was im Prinzip logisch ist, da diese Boards vollständig mit Sandy-Bridge-Prozessoren kompatibel sind. Die einzige Ausnahme ist Intel-Chipsatz X79 Express, das schon vor langer Zeit angekündigt wurde. Er gehört ebenfalls zur 7er-Serie der Intel-Chipsätze, zeichnet sich jedoch dadurch aus, dass er nur mit Sandy-Bridge-E-Prozessoren mit LGA-2011-Sockel kompatibel ist. Daher werden wir ihn in diesem Test nicht berücksichtigen. Alle anderen Chipsätze der Intel 7er-Serie sind nur mit Prozessoren mit dem LGA 1155-Sockel kompatibel.
Eine Besonderheit der neuen Chipsätze der Intel 7er-Serie ist die Unterstützung von USB 3.0- und SATA 6 Gb/s-Anschlüssen.
Der am weitesten verbreitete Chipsatz wird für Desktop-Prozessoren Intel Z77 Express sein, der auf Hochleistungs- und Massenmarkt-PCs ausgerichtet ist. Es unterstützt Prozessorgrafiken, verfügt über acht zusätzliche PCI-Express-2.0-Lanes, unterstützt zehn USB-2.0-Ports und vier USB-3.0-Ports sowie vier SATA-3-Gbit/s-Ports und zwei SATA-6-Gbit/s-Ports. Darüber hinaus unterstützt der Intel Z77-Chipsatz die Intel Smart Response-Technologie und ermöglicht das Übertakten des Prozessors. Dieser Chipsatz ermöglicht die Umsetzung von drei Konfigurationsmöglichkeiten für PCI-Express-Steckplätze über 16 PCI-Express-3.0-Lanes, die vom Ivy-Bridge-Prozessor unterstützt werden. Dies kann nur ein PCI-Express-3.0-Steckplatz sein, der im x16-Modus betrieben wird, oder zwei PCI-Express-3.0-x8-Steckplätze oder ein PCI-Express-3.0-x8-Steckplatz und zwei PCI-Express-3.0-x4-Steckplätze.
Der Intel Z75-Chipsatz verfügt über bescheidenere Fähigkeiten. Es ermöglicht Ihnen auch, den Prozessor zu übertakten, unterstützt jedoch nicht die Intel Smart Response-Technologie. Darüber hinaus ermöglicht dieser Chipsatz nur zwei Konfigurationsmöglichkeiten für PCI-Express-Steckplätze. Dies kann nur ein PCI-Express-3.0-Steckplatz sein, der im x16-Modus betrieben wird, oder zwei PCI-Express-3.0-x8-Steckplätze.
