Intel Core de tercera generación: Ivy Bridge

Intel Core de tercera generación: Ivy Bridge

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Micro-arquitectura refinada junto a un nuevo y potente IGP DirectX 11 y un menor proceso de manufactura constituyen la más reciente oferta de Intel.

Como parte del análisis de Ivy Bridge que publicaremos dentro de las próximas horas, los dejamos con un artículo preparado por uno de nuestros expertos David Sarmiento, sobre la arquitectura detrás de el lanzamiento de Intel en el pasado mes de abril.

Ivy Bridge es el nombre código de la nueva micro-arquitectura de Intel, la cual es una ligera evolución de la anterior micro-arquitectura Sandy Bridge, enfocada a refinar sus características, incorporar nuevas tecnologías, entregar un rendimiento por ciclo ligeramente mayor, y a la vez ofrecer un menor consumo, gracias a ser el primer microprocesador de Intel fabricado con el proceso de manufactura a 22nm Tri-Gate (FinFET).

La familia de microprocesadores Ivy Bridge


Intel tiene planeado lanzar muchos distintos microprocesadores basados en la arquitectura Ivy Bridge, los cuales estarán enfocados a distintos segmentos del mercado:

  • Ivy Bridge-DT: Equipos de escritorio socket LGA 1155.
  • Ivy Bridge-MB: Equipos portátiles (laptops y notebooks).
  • Ivy Bridge-ULV: Portátiles ultra-delgadas (Ultrabooks).
  • Ivy Bridge-E: Equipos de escritorio socket LGA 2011 para el sector entusiasta.
  • Ivy Bridge-EN: Servidores mono socket LGA 1536.
  • Ivy Bridge-EP: Servidores mono y dual socket LGA 2011.
  • Ivy Bridge-EX: Servidores mono y dual socket LGA 2011.

De estas 7 variantes Intel presenta inicialmente a sus microprocesadores Ivy Bridge-DT (escritorio) e Ivy Bridge-MB (portátiles). Las otras 5 variantes llegarán en el trascurso de este año (hace poco fueron presentados los Ivy Bridge-EN para socket LGA 1356), aunque posiblemente las ediciones para socket LGA 2011 lleguen el próximo año.

¿Que ofrece Ivy Bridge frente a Sandy Bridge?
Como mencionamos al principio. Ivy Bridge está basado en Sandy Bridge, al que realizaron algunas mejoras, entre las más importantes podemos mencionar una nueva estructura de datos dinámica, la cual es compartida dinámicamente entre el núcleo físico y el núcleo virtual (Hyper Threading); esto difiere de la estructura estática de Sandy Bridge (los registros se dividen a la mitad para cada núcleo virtual), y con este cambio se persigue incrementar el desempeño por núcleo, pues en tareas que no hagan uso de ambos hilos de ejecución del núcleo, el núcleos virtual activo tendrá acceso completo a todos los registros de datos.

Otras de sus mejoras son: una nueva unidad de división de enteros y de punto flotante con un rendimiento que duplica a la de Sandy Bridge, un generador de números aleatorios (característica usada en seguridad), el nuevo modo de ejecución protegida SMEP (Supervisory Mode Execute), un nuevo controlador de memoria DDR3-1600 integrado (hasta DDR3-2800 OC) con soporte a memorias DDR3L de bajo voltaje (1.35V), y algunas nuevas características enfocadas a reducir el consumo del chip.

Aunque las diferencias suenan sustanciales en papel, en la práctica estas mejoras se mezclan con las muchas otras características que se mantuvieron sin cambios con relación a Sandy Bridge; pero que en conjunto ofrecen un rendimiento por ciclo entre 4 a 10% mejor según Intel.

PCIe 3.0

Ivy Bridge posee un controlador de bus PCI Express 3.0 (PCIe 3.0) integrado, el cual posee un total de 16 líneas PCIe, las que pueden usarse en hasta 3 dispositivos (8x+4x+4x / 8x+8x / 16x) como por ejemplo 3 tarjetas de video en los modos multi-GPU 3-Way SLI o 3-Way CrossFireX; aunque Intel permite que los fabricantes de tarjetas madre realicen implementaciones complementarias usando las líneas PCIe presentes en el chipset, a fin de poder lograr soporte al modo 4-Way SLI/CF.

Retro-compatibilidad

Intel promete que sus nuevos microprocesadores Ivy Bridge-DT (escritorio) serán retro-compatibles con las tarjetas madre socket LGA 1155 basadas en los ahora viejos chipsets 6 Series “Cougar Point”. Para que esta retro-compatibilidad se cumpla, se deben cumplir 2 condiciones, que el fabricante de la tarjeta madre debe implementar:

  • Un firmware compatible con Management Engine 8 (ME8).
  • Un BIOS con soporte expreso para los microprocesadores Ivy Bridge-DT.

Los nuevos IGP HD Graphics 4000/2500

Quizá el IGP de Ivy Bridge es la unidad que ha sufrido los mayores y más sustanciales cambios. El nuevo IGP posee un núcleo gráfico modular completamente nuevo (arquitectura modular de 2º generación), el cual Intel anuncia como compatible por hardware con el API Microsoft DirectX 11, pero en realidad es sólo parcialmente compatible con hardware con las especificaciones de los API Microsoft DirectX 11, pues soporta la especificación Microsoft Shader Model 4.1 (Los GPUs completamente compatibles con DirectX 11 soportan Shader Model 5.0); esto a su vez permite que el nuevo IGP sea compatible con el API de cómputo acelerado por GPU OpenCL (versiones 1.1 y 1.2); trayendo grandes beneficios al rendimiento al usar cualquiera de las muchas aplicaciones compatibles con OpenCL existentes (actualmente más de 100).

El IGP de Ivy Bridge está basado en una arquitectura modular cuya base son los EUs, unidades de cómputo conformadas por cuatro ALUs (shader processors), los que a su vez están organizados en grupos de tres (GT1) y cuatro (GT2) EUs, conformando un Row, a su vez, dos Rows conforman un Half Slice, los que a su vez conforman un Slice, el cual está conformado por uno o dos Half Slice. Un Slice junto a la unidad de rasterizado conforman el IGP de Ivy Bridge.

El nuevo núcleo gráfico posee un L1 dedicado de 32KB (el IGP de Sandy Bridge tiene un L1 de apenas 4KB); los shader processors han sido completamente rediseñados, pero al igual que en Sandy Bridge existen 2 variantes, una con 16 EUs (la denominación de Intel para los grupos de shader procesor, cada EU está conformado por 4 ALUs) denominada GT2 (HD Graphics 4000, IGP con 64 ALUs) y otra con 6 EUs denominada GT1 (HD Graphics 2500, IGP con 24 ALUs). El núcleo gráfico GT1 es capaz de ejecutar 5 hilos de procesamiento por EU, mientras que GT2 es capaz de ejecutar 8 hilos por EU). Además de los shader processors, el IGP de Ivy Bridge posee una unidad de cálculo vectorial FMA de 32 bits.

Ambas variantes ofrecen un rendimiento gráfico considerablemente mayor que el de sus antecesores, gracias a la combinación de su nuevo núcleo gráfico y un esquema de shaders mucho más robusto; el que a su vez permite la ejecución de aplicaciones aceleradas por GPU, convirtiendo al IGP en una unidad de cálculo que asiste al microprocesador para ejecutar aplicaciones optimizadas para OpenCL a velocidades hasta 10 veces superiores que el del CPU, dependiendo del tipo de aplicación.

Los nuevos IGP de Intel soportan hasta 3 salidas de video simultáneas, lo cual los convierte en una muy buena opción para los usuarios que requieran configuraciones multi-monitor.

Quick Sync 2.0

La nueva unidad de encoding de video por hardware de Ivy Bridge ha sufrido algunos refinamientos para incrementar su rendimiento, los que por su propia cuenta quizá no mejoren de forma importante el rendimiento, pero que gracias a su capacidad de acceder a los compute shaders del IGP, es capaz de ofrecer un rendimiento que prácticamente duplica al de Quick Sync original presente en Sandy Bridge.

Aunque debemos mencionar que estas mejoras dependen de la potencia del IGP, por lo que los modelos con el IGP HD Graphics 2500 no mostrarán tantas mejoras como los que incorporen el IGP HD Graphics 4000.

Next Gen Clear Video HD Technology
Versión mejorada de la original Clear Video introducida en el IGP de Sandy Bridge, soporta reproducción de videos en hardware para los formatos AVC, VC1 y MPEG2, además ofrece una mayor calidad de imagen, y controles para el contraste y tonos de piel.

Enhanced InTru 3D

Versión mejorada de la original InTru 3D, su principal novedad es brindar soporte al modo 3D auto-estereoscópico (sin gafas).

Los chipsets 7 Series “Phanter Point”
Desde la integración del northbridge y el controlador de memoria al CPU, los chipsets han perdido mucho brillo, pasando de ser uno de los pilares que influían de sobremanera en el rendimiento del equipo, a algo casi sin verdadera relevancia. Los actuales chipsets básicamente se reducen a un mero southbridge con algunas líneas de interconexión con el CPU.

Los nuevos chipsets 7 Series no son la excepción a la regla y fuera de ofrecer soporte al bus USB 3.0 y las líneas de conexión para las tres salidas de video de los CPU Ivy Bridge, no ofrecen ninguna novedad que no esté ya presente en los chipsets 6 Series.

 

 

Los chipsets Intel 7 Series para el mercado doméstico son: Z77, Z75 y H77, de ellos, los dos primeros soportan funciones de overclock al microprocesador. Por último tenemos a la línea de chipsets empresariales: Q77, Q75 y B75, de ellos sólo el chipset Q77 soporta la especificación vPRO.

 

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