Intel svela nuove chicche su Nehalem e Larrabee

Roma – Con circa un mese di anticipo rispetto alle precedenti edizioni, quest’anno l’Intel Developer Forum ( IDF ) autunnale si è tenuto durante i primi giorni della scorsa settimana, dunque in pieno clima vacanziero. Nonostante il periodo poco felice, i temi trattati dal chipmaker di Santa Clara sono stati di grande interesse: dai processori Nehalem e Larrabee ai dischi a stato solido.

Della nuova microarchitettura Nehalem a 45 nanometri, alla base della prossima generazione di CPU Intel, sono state rivelate due nuove tecnologie chiave: la Power Gates , capace di “spegnere” quasi completamente i core inutilizzati, regolandone in modo indipendente frequenza di clock e tensione; e la Turbo Mode , che al contrario effettua una sorta di overclocking dinamico dei singoli core in risposta al carico di lavoro.

Turbo mode incrementa la frequenza operativa dei core più utilizzati in un dato momento, spingendo il clock anche al di sopra della soglia nominale. Tale modalità è stata concepita soprattutto per migliorare le performance delle applicazioni meno recenti , ossia quelle che non riescono a sfruttare tutti i core di una moderna CPU x86.

In presenza di applicazioni non ottimizzate per il multicore/multithreading, le funzionalità Power Gates e Turbo Mode agiscono dunque in concerto per incrementare le performance e, nello stesso tempo, ridurre i consumi complessivi della CPU: i core utilizzati dai programmi in esecuzione vengono infatti overcloccati, ma l’incremento dei consumi introdotto dalla modalità Turbo Mode viene efficacemente compensata dall’azione di Power Gates, che provvede a disattivare i core non utilizzati.

Come noto da tempo, Nehalem sarà anche la prima evoluzione dell’architettura Core ad adottare un controller di memoria integrato, un bus point-to-point ( QuickPath Interconnect ), e una nuova incarnazione della tecnologia Hyper-Threading ( Simultaneous Multi-Threading ).

Le prima famiglia di processori desktop basata sull’architettura Nehalem porterà il nome commerciale di Core i7 , e sarà introdotta sul mercato entro la fine dell’anno insieme alla versione server, attualmente nota con il nome in codice Nehalem-EP . Nel 2009 queste due serie di chip saranno affiancate da Havendale e Lynnfield nel settore desktop, da Nehalem-EX nel settore server, e da Auburndale e Clarksfield nel segmento mobile. Mentre le CPU Nehalem-EP si rivolgeranno ai server energy-efficient, quelle EX si indirizzeranno ai sistemi ad elevate performance.

I processori Core i7 , di cui Intel rilascerà anche edizioni Extreme con moltiplicatore di frequenza sbloccato, integreranno quattro core e faranno coppia con il futuro chipset X58 Express, di cui al momento si conoscono pochissimi dettagli.

I chip desktop mainstream basati su Nehalem, Lynnfield e Havendale , adotteranno rispettivamente quattro e due core, e si accompagneranno ad un chipset noto in codice come Ibex Peak . Le controparti mobili saranno date dalla CPU quad-core Clarskfield e da quella dual-core Auburndale , a cui si accompagnerà una versione mobile di Ibex Peak.

Grazie alla tecnologia Simultaneous Multi-Threading, tutti i processori Intel di prossima generazione saranno in grado di eseguire fino a due thread contemporaneamente .

Rimanendo in tema di processori, Intel ha lanciato sul mercato la sua seconda generazione di CPU mobili dual-core . I nuovi chip forniscono finalmente a tutti i produttori di notebook gli stessi vantaggi che Intel ha garantito ad Apple con la CPU alla base del MacBook Air, la cui dimensione e i cui consumi sono significativamente inferiori a quelli di un Core 2 Duo mobile tradizionale.

I nuovi processori Centrino sono costituiti dai modelli SL9400 (1,8 GHz) e SL9300 (1,6 GHz), con TDP di 17 watt, FSB a 1066 MHz e cache L2 da 6 MB, e dai modelli SU9400 (1,4 GHz) e SU9300 (1,2 GHz), con TDP di 10 watt, FSB a 800 MHz e cache L2 di 3 MB.

Queste nuove CPU si rivolgono espressamente ai notebook ultraleggeri e ultrasottili, e le versioni a più basso consumo potrebbero fare la loro comparsa anche su nettop e netbook. All’ultimo IDF Intel ha fornito qualche informazione in più anche su Larrabee , un processore che utilizza lo stesso set di istruzioni delle CPU per PC ma si basa su di un’architettura parallela programmabile. Il produttore definisce il design di Larrabee col termine many-core , ad indicare una CPU basata su una gamma di molti processori, eventualmente anche diversi tra loro.

La caratteristica più interessante di Larrabee è che, al pari delle moderne GPU basate su stream processor, potrà essere utilizzato sia come acceleratore grafico sia come soluzione altamente scalabile per i sistemi di high performance computing. Rispetto ad una GPU, Intel sostiene che Larrabee permette agli sviluppatori di utilizzare un metodo di programmazione molto simile a quello usato per le CPU x86 tradizionali.

Intel sta già collaborando con alcuni dei principali sviluppatori di giochi alla creazione di un’API (Application Programming Interface) per Larrabee dedicata alla grafica 3D.

Se le prime soluzioni basate su Larrabee saranno particolarmente destinate ai giochi e alle applicazioni grafiche con supporto alle librerie DirectX e OpenGL, Intel sottolinea che il suo futuro chip potrà essere utilizzato anche in applicazioni scientifiche e tecniche.

I core di Larrabee deriveranno da quelli del processore Pentium P54C , caratterizzato da una pipeline di esecuzione delle istruzioni piuttosto corta e da una struttura della cache perfettamente coerente. L’architettura Larrabee include poi un’unità VPU (Vector Processing Unit) ampia, il supporto nativo al multi-threading, le estensioni a 64 bit e sofisticati algoritmi di pre-fetching.

“Una cache coerente di secondo livello rende possibile una comunicazione inter-processore efficiente, oltre a dati locali ad ampia larghezza di banda accessibili dai core della CPU, semplificando la scrittura di programmi software”, spiega Intel. “Il modello di programmazione nativo di Larrabee supporta un’ampia varietà di applicazioni altamente parallele, incluse quelle che utilizzano strutture di dati irregolari. Questo favorisce lo sviluppo di API di grafica, la rapida innovazione di nuovi algoritmi grafici e un’elaborazione multifunzionale sul processore grafico con strumenti di sviluppo software per PC consolidati”.

Larrabee supporta quattro thread di esecuzione per ogni core , con set di registri separati per ogni thread. In questo modo, spiega Intel, è possibile utilizzare una semplice ed efficiente pipeline sequenziale conservando i vantaggi, in termini di latenza, delle pipeline non sequenziali.

L’architettura Larrabee supporta pienamente gli standard IEEE per l’aritmetica a virgola mobile a singola e doppia precisione. Il supporto per questi standard è un prerequisito fondamentale in diversi ambiti applicativi, tra i quali quello finanziario.

SSD SATA
All’IDF Fall Intel ha finalmente svelato nuovi dettagli sulla sua futura generazione di dischi a stato solido (SSD) con formato standard da 1,8 e 2,5 pollici. Se fino ad oggi il chipmaker californiano si è limitato a produrre SSD di piccola capacità da integrare direttamente sulla scheda madre dei PC, i futuri modelli includeranno un’interfaccia SATA (che li renderà dunque intercambiabili con gli hard disk mobili) e forniranno capacità decisamente più elevate.

Le prime due famiglie di SSD SATA dedicate al mercato mainstream saranno la X18-M e la X25-M , con tagli di 80 e 160 GB e velocità di trasferimento dati di 250 MB/s in lettura e 70 MB/s in scrittura. La tecnologia alla base dei chip NAND flash di tali SSD sarà quella Multi-Level Cell, che consente ai produttori di contenere i costi di produzione a sacrificio delle performance di picco.

La prima famiglia indirizzata ai server e ai sistemi HPC sarà invece la X25-E (Extreme), disponibile nei tagli da 32 o 64 GB e con una velocità massima, in scrittura, di 170 MB/s.

Tutti i nuovi SSD SATA di Intel si caratterizzeranno per un consumo, in stato inoperativo, di 0,06 watt . In stato operativo i modelli consumer assorbiranno invece 0,15 watt contro i 2,4 watt delle versioni Extreme (quest’ultimo valore è simile a quello di un tradizionale hard disk per notebook).