Intel-Mikroarchitekturen: eine kurze Übersicht bis heute

Wir möchten Ihnen einen kurzen Überblick über die Mikroarchitekturen von Intel geben. Wo wir ab 2010 mit der LGA 1366- Plattform mit Nehalem / Westmere zum aktuellen Intel Coffe Lake gestartet sind. Bereit für einen kurzen Blick? Los geht's!

Inhaltsverzeichnis

Intel Microarchitectures: Nehalem und Westmere

Die erste Generation von Core i5- und i7-Prozessoren wurde als Nehalem-Mikroarchitektur bezeichnet. Als Übersicht basierte es auf dem 45-nm-Prozess mit höheren Taktraten und höherer Energieeffizienz. Es hat Hyperthreading, aber Intel hat die Größe des L2-Cache reduziert. Um dies zu kompensieren, wurde die Größe des L3-Cache erhöht und auf alle Kerne verteilt.

Mit der Nehalem-Architektur erhalten Sie integrierte Intel HD-Grafik sowie einen nativen Speichercontroller, der zwei bis drei Kanäle DDR3-SDRAM-Speicher oder vier Kanäle FB-DIMM2 unterstützt.

Wie Sie vielleicht bemerkt haben, deckt Nehalem Core i3 nicht ab. Die Westmere-Mikroarchitektur wurde 2010 eingeführt. Core i5 und Core i7 waren unter Nehalem verfügbar, Core i3 wurde jedoch erst 2010 neben der Westmere-Architektur eingeführt. Unter Westmere können Sie Prozessoren mit bis zu 10 Kernen mit Taktraten erhalten, die in einigen Fällen bis zu 4, 4 GHz erreichen.

Und warum nicht… Intel Atom (2008)?

Prozessoren für den mobilen und eingebetteten Einsatz werden in unserer wachsenden mobilen Welt dringend benötigt. Während Intel einige dieser Anforderungen mit Variationen von Skylake und anderen Prozessoren erfüllt hat, ist Intel Atom eher ein echter Prozessor für Laptops, da dies das Ziel des Atoms ist: die Anforderungen mobiler Teams zu erfüllen.

Der Intel Atom wurde ursprünglich im Jahr 2008 veröffentlicht und soll eine Lösung für Netbooks und eine Vielzahl integrierter Anwendungen in verschiedenen Branchen wie dem Gesundheitswesen bieten. Es wurde ursprünglich im 45-nm-Prozess entworfen, aber 2012 wurde es auf den 22-nm-Prozess gebracht. Die erste Generation von Atom-Prozessoren basierte auf der Bonnell-Mikroarchitektur.

Im Vergleich zu den anderen Prozessoren, die wir aufgelistet haben, ist es ein ziemlich unbekannter Prozessor. Aber es versorgt viele Geräte des Gesundheitswesens sowie Geräte für andere Dienste, die wir nutzen.

Die meisten Varianten des Intel Atom verfügen über eine integrierte GPU. In der Regel werden bei Intel Atom-CPUs sehr niedrige Taktraten angezeigt. Aber denken Sie daran, dass dies keine schlechte Sache ist. Der Hauptunterschied zwischen den Intel Core-Prozessoren und dem Atom besteht darin, dass der Atom für Anwendungen mit sehr geringem Stromverbrauch und geringer Leistung entwickelt wurde. Effizienz ist hier der Schlüssel.

Sandy Bridge und Ivy Bridge

Schließlich würden die Mikroarchitekturen Sandy Bridge und Ivy Bridge 2011 Nehalem und Westmere ersetzen. Dies führte zu bemerkenswerten Verbesserungen der Core i3-, i5- und i7-Linie.

Sandy Bridge verwendet den 32-nm- Herstellungsprozess, während Ivy Bridge einen noch besseren 22-nm-Prozess verwendet. Auf der Sandy Bridge-Seite sind einige bemerkenswerte Verbesserungen Turbo Boost 2.0 und ein gemeinsam genutzter L3-Cache, der die Grafiken des Prozessors in Sockel H2 enthält.

Die Taktraten können 3, 5 GHz erreichen (Turbo bis 4, 0 GHz). Ivy Bridge hat einige signifikante Verbesserungen gegenüber Sandy Bridge. Dies umfasst die Unterstützung von PCI Express 3.0, Anweisungen zur 16-Bit-Gleitkommakonvertierung, die mehrfache 4K-Videowiedergabe und die Unterstützung von bis zu 3 Anzeigen.

Betrachtet man die tatsächlichen Zahlen, so ergibt sich eine Steigerung der CPU-Leistung um 6% im Vergleich zu Sandy Bridge. Trotzdem erhalten Sie zwischen 25% und 68% mehr Leistung auf der GPU.

Haswell und Broadwell

Der Nachfolger der Ivy Bridge war Haswell, das 2013 eingeführt wurde. Viele der Funktionen der Ivy Bridge wurden nach Haswell verschoben, aber es gibt auch viele neue Funktionen.

Die Sockel waren in LGA 1150 und LGA 2011 erhältlich. Die Grafikunterstützung für Direct3D 11.1 und OpenGL 4.3 sowie die Unterstützung für die Thunderbolt- Technologie wurden hinzugefügt.

Es gab auch vier Versionen der integrierten GPU: GT1, GT2, GT3 und GT3e. Es kam auch mit einer Menge neuer Befehlssätze: AVX, AVX2, BMI1, BMI2, FMA3 und AES-NI.

Mit der Mikroarchitektur von Haswell sind diese Befehlssätze für Core i3, Core i5 und Core i7 verfügbar. Je nach Art des von Ihnen gekauften Prozessors können die Taktraten bei normaler Betriebsfrequenz bis zu 4 GHz erreichen.

Haswells Nachfolger ist Broadwell. Es gab nicht viele Änderungen, aber einige bemerkenswerte Verbesserungen. Die neuen Funktionen beziehen sich hauptsächlich auf Video. Mit Broadwell erhalten Sie Intel Quick Sync Video, das die VP8-Hardwarecodierung und -decodierung hinzufügt.

Es gibt auch Unterstützung für VP9- und HEVC-Decodierung. Mit den Änderungen, die sich ganz auf Video beziehen, wurde die Unterstützung für Direct3D 11.2 und OpenGL 4.4 hinzugefügt.

Was die Taktrate betrifft, starten die grundlegenden Hauptprozessoren bei 3, 1 GHz und erreichen mit Turbo Boosted 3, 6 GHz.

Skylake, Kaby Lake, Coffee Lake und Cannon Lake

Skylake ist der Nachfolger der nächsten Generation von Haswell und Broadwell. Es ist eine der neueren Varianten, die erst Mitte 2015 auf den Markt gebracht wurde. Jetzt basiert es auf dem 14-nm-Prozess, dem gleichen Prozess bei Broadwell. Es erhöht jedoch die CPU- und GPU-Leistung in allen Formaten und reduziert gleichzeitig den Stromverbrauch.

Für die Funktionen erhalten Sie Unterstützung für Thunderbolt 3.0, SATA Express und ein Upgrade auf Iris Pro-Grafiken. Skylake hat die VGA-Unterstützung entfernt und Funktionen für bis zu 5 Displays hinzugefügt. Zwei neue Befehlssätze wurden ebenfalls hinzugefügt: Intel MPX, Intel SGX und AVX-512. Und auf der mobilen Seite können die CPUs von Skylake wirklich übertaktet werden.

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Kaby Lake ist die neueste Generation von Intel-CPUs, die im August 2016 angekündigt wurde. Kaby Lake basiert auf demselben 14-nm- Prozess und bringt einen Großteil des Trends mit sich, den wir bereits gesehen haben: bessere CPU-Geschwindigkeiten und Änderungen in Taktrate. Kaby Lake wurde um eine neue Grafikarchitektur erweitert, um die 3D-Grafikleistung und die 4K-Videowiedergabe zu verbessern.

Cannon Lake wird die Architektur von Coffe Lake ersetzen. Der Verkauf ist für Ende 2018 (oder etwas früher) geplant.

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Gerüchten zufolge wird es auf dem 10-nm-Verfahren basieren, aber aufgrund der geringen Ausbeuten des 10-nm-Verfahrens in gewissem Sinne begrenzt sein.