Processeurs Intel

[ehman]

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Cet article n'a pas pour objectif de retracer l'histoire de Intel mais de suivre et comprendre les techniques récentes appliquées dans la fabrication des processeurs Intel.


Lorsque vous vous rendez sur le site de Intel, vous vous retrouvez noyé dans un listing de processeurs et lorsque vous approchez les détails de ces derniers, de nombreux termes sont employés.

Prenons par exemple le processeur Atom D525 sorti en février 2010:

Cores/Threads	Vitesse	Mémoire Cache	Instruction	Lithographie	Max TDP	Voltage	Mémoire Max	Type de mémoire	Mémoire et bande passante	Hyperthreading
2 Cores, 4 threads	1.8GHz	L2 = 1MB	SSSE3	45nm	13W	0.8V-1.175V,	4GB	DDR3-800 sODIMM, DDR2-800/667	1 canal, 6.4GB/s	Oui

Les processeurs Atom sont déstinés aux smartphones, les tablettes, des notebooks et autres petits objets éléctroniques.
On les caractérise par une faible consommation (max TDP - Thermal design power - de 13W) et aussi une faible puissance bien que optimale.


Cores et threads

Aujourd'hui, Intel ne conçoit plus de processeurs n'ayant pas au moins 2 cores. Chaque core physique peut opérer des instructions indépendamment l'un de l'autre et dans le cas du D525, chacun des core accepte de gérer des tâches parallèles en même temps, il s'agit de la technologie du multithreading.
 



Intel affiche le logo HyperThreading Technology (Intel HT technology) sur ses produits pour souligner ses efforts par rapport à la performance optimale pour chaque Watt dépensé.
Cela caractérise l'agencement des composants (au sein du processeur mais aussi l'interaction entre processeur et carte mère) dans le but de favoriser le parallélisme des tâches envoyées aux cores. Il en résulte une meilleure répartition des tâches et une moindre perte de temps.





Aussi la façon dont sont envoyées les instructions aux processeurs est identifiée par les extensions suivantes:
MMX, iwMMXt, SSE, SSE2, SSE3, SSSE3, SSSE4... Toutes sont des versions de SIMD (Single Instruction, Multiple Data), elles représentent le niveau de parallélisme appliqué.
On entrera pas dans les détails ici mais sachez que les versions les plus récentes permettent de traiter davantage de données en même temps. Notre processeur Atom utilise SSSE3.


Consommation & Performance

Afin de réduire la consommation d'un processeur, Intel utilise un procédé qu'il a nommé: Enhanced Intel SpeedStep.
Cela consiste à modifier le voltage ainsi que la fréquence en fonction de l'utilisation du processeur. Notre Atom D525 en ait dépourvu.

Etroitement lié, Intel Turbo Boost Technology fait partie de l'arsenal de Intel: lorsqu'un processeur opère sous ses limites et quand un programme demande un maximum de performance, la fréquence du processeur va augmenter dynamiquement jusqu'à atteindre les limites de l'ensemble des cores actifs.



Voici un CPU qui présente ces technologies avancées:

Le Xeon X7560 sorti lui aussi en février 2010:

table]

Cores/Threads	Vitesse	Mémoire Cache	QPI	Max TDP	Halogen Free	Turbo boost	Hyperthreading	Virtualisation	Speedstep	Execute disable bit
8 cores,16 threads	2.266GHz	L3 24MB	6.4GT/s	130W	Oui	Oui	Oui	Oui	Oui	Oui

En parlant de consommation, on en vient à l'impact sur l'environnement et quand on parle de Halogen Free et Lead free sur les processeurs, cela indique que ces derniers en sont dépourvus et qu'il en résulte moins de déchets. Je vous invite à parcourir le forum pour des articles concernant l'impact de l'éléctronique sur l'environnement.


Sécurité

Intel a développé une fonctionnalité au sein de ses processeurs qui se nomme: Execute Disable Bit.
Cette nouveauté va à l'encontre des attaques qui se propagent en chaîne sur un réseau en envahissant un PC de connexion (buffer overflow). Lorsqu'un vers malicieux (worm) essaie d'insérer du code dans le buffer, le processeur bloque l'exécution du code, pour contrer un dommage et une propagation.


Communication

Le processeur commnique avec la carte mère et pour cela il passe par le NorthBridge (pour davantage d'information consultez la section carte mère) et cela via un chemin qui jusqu'ici se nommait FSB (Front Size Bus), aujourd'hui Intel utilise Quickpath pour la connexion entre CPU et le Northbridge.



Ce FSB transporte les données entre le CPU et le Northbridge. Ce FSB limite le nombre de données transférées; on le mesure par sa bande passante avec un nombre de bits maximal à une vitesse maximale en MHz. Par exemple l'Intel Core 2 Duo E8600 sorti en 2008 est compatible avec un FSB (64bits de large) pouvant atteindre 1333 Mhz (333M Hz x 4) soit une bande passante de 10.7GB/s.

A présent Intel a mis en production son nouveau procédé d'interconnexion avec son QuickPath InterConnect (QPI) ce qui offre un taux de transfert de 25.6GB/sec doublant la bande passante d'un FSB de 1600MHz.




Le principe du QPI est d'intégrer un contrôleur mémoire proche de chacun des cores du CPU. L'interconnexion entre les cores en ait également facilitée.


Intel a aussi amélioré sa gestion des mémoires cache pour les cores; avec Intel® Smart Cache, les connexions sont encore plus performantes.








Conclusion


Voilà pour ce qui est de Intel et la technologie majeure employée. Je vous invite à consulter la technologie de AMD à titre de comparaison.

Cet article sera régulièrement mis à jour pour y inclure vos remarques et également les mises à jour du côté de Intel.