Adelantos de Intel Penryn y Nehalem

Adelantos de Intel Penryn y Nehalem

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La gente de Intel se explayo largo y tendido de sus planes para los próximos procesadores en 45nm basados en la micro-arquitectura Core y Penryn. Podrán leer de primera mano las nuevas novedades que Intel tiene para sus clientes, entre las cuales les adelantaremos nuevas características, más núcleos, controladores de memoria integrado y la tan esperada evolución del FSB.


Intel tiene las cosas muy claras Por desgracia, esa claridad no se transmite al público, así que los sacrificados reporteros de CHW tenemos que recoger las migajas de información que se van dejando caer, para intentar confeccionar un artículo coherente. En esta ocasión, el Senior Vice President de Intel, Pat Gelsinger, se pronunció generosamente sobre el Penryn, sucesor del Core 2 en 45nm, y dejó entrever algunas novedades sobre lo que viene después, y que por ahora se conoce como la arquitectura Nehalem.

Achicar sin Transar

Intel ha sido hasta ahora pionero -para bien o para mal- de los procesos de miniaturización, siendo casi infaliblemente el primero en presentar procesadores de fabricación masiva en el proceso productivo siguiente al estándar de la industria. A veces se luce, otras paga caro el precio de la vanguardia, pero tiene una vocación de ir un paso adelante y es consecuente con ella, lo cual por lo menos merece nuestro respeto. Cuando en ocasiones anteriores hemos explicado el propósito de la miniaturización, hemos sido bastante enfáticos en que ésta no puede ser un fin en sí misma, que no hay menores consumos ni temperaturas asociados a una simple miniaturización. Que no hay mejor overclock, ni un desplazamiento en el techo de frecuencias, y que el único beneficio directo de miniaturizar es obtener más procesadores por oblea de silicio, reduciendo los costos y eventualmente los precios. Sin embargo, así como un miniaturista tiene mejor pulso que un pintor de brocha gorda, a medida que se dominan procesos más avanzados se van puliendo y minimizando imperfecciones que se arrastran de procesos anteriores. En el caso de la reducción a los 45nm, pese a que arquitectónicamente funciona igual que un Core 2 a escala, la reducción a 45nm trae consigo un importante avance en materiales.

Verán, hasta ahora los transistores utilizados en estos productos eran de silicio, pero a contar del Penryn éstos serán reemplazados por transistores con gate de metal y dieléctricos high-K, con lo cual eliminarán buena parte de las corrientes de fuga, cosa que a su vez incidirá en un menor consumo (y menor temperatura) a igual frecuencia que los productos actuales. En Enero, Tbon y Alcapone se despacharon un artículo bastante completo abordando este revolucionario cambio en los transistores, así que no vamos a profundizar en ello, lo importante es que, con esto, el Penryn podrá correr a más de 3Ghz, con FSB 1600Mhz sin despeinarse siquiera, y quién sabe hasta donde puedan escalar en manos de un overclockero extremo. Por otro lado, la miniaturización del Penryn permite poner la misma cantidad de transistores en un volumen menor. El espacio así ganado no será desaprovechado, sino que se ocupará para adjuntar más memoria caché a esta generación de 45nm. Los modelos Quad Core de esta familia vendrán con 12MB de caché L2, como para que no se note pobreza, aunque también se sabe que habrá uno que otro Xeon basado en Penryn y no sería raro que le adjuntaran otro extra de memoria L2 o L3.

Estos 4MB adicionales de cache en la versión de cuatro núcleos, traerán de la mano un aumento en el numero de transistores, que pasa de los actuales 582 millones de Kentsfield a 820 millones en la familia Penryn. El proceso de miniaturización es tan efectivo, que incluso con un aumento nada de marginal en el conteo de transistores, la superficie del núcleo se ve disminuida en aproximadamente un 40%.

El incluir más cache a la hora de una miniaturización es una práctica común dentro de Intel. Ya lo vimos con el paso de Northwood 130nm a Prescott 90nm, en el que se paso de 512KB de cache de segundo nivel a un 1MB de cache, y así mismo también lo vimos con la evolución del Pentium D, cuando duplico su memoria cache en el paso de la línea 8xx Smithfield a 9xx Presler. Como pueden ver esta es una practica histórica y debido a que Intel es un gran defensor de grandes memorias cache y al parecer sus micro arquitecturas – ya sea la casi-difunta Netburst o la actual Core – se ven beneficiadas por esto, y apenas se tiene un espacio “libre” se llena con esta característica.

 Fotografía del Núcleo

 

En el apartado instrucciones, como lo vimos con el paso de Northwood a Prescott, una miniaturización es un buen momento para agregar nuevas características, ya que así se puede crear un salto en rendimiento real y no algo completamente marginal. En esta ocasión veremos la introducción del paquete SSE4 (Streaming SIMD Extensions 4), que agrega 50 nuevas instrucciones que por primera vez no son exclusivas para multimedia. Esto sin lugar a dudas es una sorpresa, ya que en el pasado se esperaba que NNI (Nehalem New Instructions) o SSE4 fuera integrados tal como su seudónimo lo dice, en la siguiente micro arquitectura de Intel. Esto de acuerdo a Gelsinger, traería de la mano del aumento en cache, un avance en el rendimiento por frecuencia de los futuros procesadores fabricados en 45nm. 

A pesar de que una disminución en los nodos no trae de la mano necesariamente un aumento en la frecuencia de operación per se, de acuerdo a Intel si trae una reducción en el consumo eléctrico y por ende esa disminución puede ser utilizada como un ahorro o derechamente como un espacio para poder escalar la frecuencia. En el caso de Penryn ya se habla de modelos de más de 3GHz, pero cuanto empuje Intel las frecuencias de sus procesadores desde fábrica no depende exclusivamente de ellos, sino más bien de su competencia directa AMD. Si la nueva arquitectura de AMD, Barcelona, llega a poner en aprietos a Penryn, veremos como la batalla por los MHz cobra nuevamente vida, al menos hasta un cambio de arquitectura por parte de la compañía azul. Finalmente, pese a que sus explicaciones sobre el Penryn fueron de lo más interesante, toda esa parte con detalles y todo palidece frente a la información candente del día: el Nehalem. Aunque de él se sabe muy poco, y los detalles escasean, bastó un
puñado de palabras de Gelsinger para que todos los medios web estén hablando de ese procesador, que comparte los 45nm del Penryn pero que además trae muchos cambios a nivel de arquitectura.

Nehalem: La próxima arquitectura

Como ya les hemos adelantado, Nehalem se tratara de procesadores de doble núcleo monolíticos – tal como los actuales Core 2 Duo – ademas de algunos modelos basados en dos núcleos monolíticos sobre un mismo sustrato – como el enfoque de el actual Core 2 Quad Kentsfield – y uno que otro modelito de cuatro núcleos monolíticos como Gainestown, del cual les hablamos en esta noticia. Incluso se habla de la posibilidad de procesadores de ocho núcleos, y no es novedad, si Intel puede fabricar núcleos quadcore nativos, basta con incluir dos de ellos en un mismo sustrato. Todos los procesadores tendran la capacidad de procesar dos hilos por nucleo, tal como actualmente lo hace SUN Microsystems con sus procesadores UltraSPARC T1 “Niagara”. Esta capacidad que aun no se sabe si se trata de una evolución de HyperThreading permitirá procesar más tareas a una mayor velocidad, al menos en el papel.

Nehalem será la primera familia de procesadores Intel en incluir un controlador de memorias DDR3 integrado en el mismo núcleo, tal como lo hace actualmente AMD, además de un nuevo sistema de comunicación con el resto de los componentes CSI. CSI o Common System Interface, es la competencia directa de HyperTransport, es decir un bus de datos serial de punto a punto con múltiples canales de comunicación paralelos.

Por ultimo, es muy posible que veamos ciertos procesadores basados en Nehalem que incluyan un procesador de gráficos integrado. Sin embargo y tal como nos lo adelanto Augusto Pinard en el caso del proyecto Fusión de AMD, es bastante probable que se trate de un procesador grafico con un rendimiento medio o bajo. Las razones para esto son obvias, hay claras limitantes de consumo y disipación de calor aun en 45 nanómetros, basta con ver la ultima generación de tarjetas graficas discretas para darse cuenta que un procesador grafico de alto rendimiento aun es un generador de calor demasiado grande para ser incluido junto a un procesador.

Palabras al cierre

Intel sin lugar a dudas y tal como lo dijimos al comienzo, tiene una hoja de ruta muy clara por lo menos por los próximos dos años. Esta cumpliendo su promesa de achicar sus procesos productivos cada dos años y su arquitectura también. Le esta dando en el gusto a uno de sus fundadores, hablamos de Gordon Moore y lo que es mejor, esta haciendo una vez mas de la tecnología de procesadores, en una batalla campal, en la que los dos fabricantes de procesadores lideres del planeta, no darán tregua.

Las fechas aun son algo confusas, sin embargo es de esperar que Penryn y su gama de productos vean la luz del día a finales del presente año y comienzo del segundo. Por su parte Nehalem, debiese de hacer lo suyo a finales del 2008. Ahora solo queda esperar y ver la jugada de AMD, para más tarde ver el rendimiento de Penryn. La pelea esta aun comenzando.

Fuentes:

Intel

Anandtech