Wednesday, April 22, 2009

[IT Database] Core i7: Chip Super dari Intel

Akhirnya kita dapat berbicara mengenai Core i7. Seperti saat Intel meluncurkan Core2Duo, reviewer dan kalangan enthusiast sudah banyak mendengar kabar mengenai prosesor ini sejak Intel Developer's Forum (IDF) tahun lalu. Beberapa bahkan beruntung sempat "mengecap" apa yang ditawarkan Nehalem di Computex tahun ini. Kini, Core i7 telah diluncurkan oleh Intel dan CHIP melihat apa yang ditawarkan prosesor ini.

Nehalem

Kode untuk Core i7 diambil dari nama sungai di Amerika. Seperti biasa, Intel meneruskan tradisi mereka menamakan prosesor dengan nama kota/sungai di Amerika. Intel melakukan banyak perubahan pada Core i7, beberapa perubahan ini kita akan bahas lebih lanjut. Perubahan-perubahan ini sudah lama diterapkan oleh saingan utama mereka, AMD. Pendahulu Core i7, Core2Duo, merupakan cerminan prinsip baru dalam pemikiran mengenai desain dan arsitektur prosesor.

Setelah Pentium III, Intel mempunyai dua keputusan yang tercerminkan dalam dua desain prosesor mereka saat itu, yaitu Pentium 4 untuk desktop, workstation dan server serta Pentium M untuk notebook. Seiring dengan waktu, Pentium M terbukti sebagai desain yang lebih "pintar" walau tidak bisa mencapai kecepatan tinggi Pentium 4. Sementara itu, Pentium 4 mendapat saingan hebat dalam bentuk AMD Athlon. Keputusan AMD mengintegrasikan kontroler memori di Athlon 64 terbukti fatal bagi Intel dan Pentium 4 yang masing bergantung pada kontroler memori di northbridge.

Setinggi apapun Intel berhasil mendongkrak kecepatan Pentium 4, Athlon 64 dengan clock lebih rendah dapat menyaingi bahkan melampaui kinerja prosesor produsen asal Santa Clara ini. Tren ini tetap berlanjut hingga datangnya prosesor dual core - Pentium D dan Athlon X2 - dan hanya membaik sejak Intel membawa desain Pentium M ke desktop dengan nama Core. Keadaan kembali berubah dengan peluncuran Core2Duo, kurang lebih dua tahun lalu. Sejak meluncurkan Core2Duo, Intel kembali merasakan keberhasilan yang diraihnya pada zaman Pentium hingga Pentium II.

Pasar yang "hilang" karena beralih ke AMD berangsur-angsur beralih kembali ke Intel. Tidak perlu dikatakan lagi, ini berdampak positif secara finansial. Intel melaporkan penjualan dan penghasilan terbesar mereka selama beberapa tahun belakangan ini. Untungnya, hal tersebut tidak menyebabkan mereka terlena, seperti AMD sejak peluncuran Athlon X2. Kini yakin dengan keputusan desain mereka dengan Core2, Intel mencari- cari cara bagaimana mengadopsi desain ini ke seluruh pasar, baik desktop, notebook, workstation, maupun server. Inilah Nehalem.

QPI, bukan FSB

Halangan utama yang perlu dipecahkan adalah penggunaan Front Side Bus (FSB). Walau Intel kembali menyerang AMD di pasar server dengan Woodcrest hingga Cloverton, AMD tetap mempertahankan dominasi mereka di pasar server 4P (platform empat soket). Walau prosesorprosesor Intel menawarkan kinerja lebih tinggi dan rasio performance/watt lebih baik, penggunaan FSB mengakibatkan skalabilitas platform Intel tetap lebih buruk dibandingkan AMD Opteron yang menggunakan HyperTransport. Solusi jangka pendek yang waktu itu diambil Intel waktu itu adalah mengintegrasikan dua jalur FSB di chipset Seaburg.

Chipset ini banyak mendapat perhatian berkat Skulltrail, platform enthusiast dual prosesor yang diluncurkan tahun ini. Namun, pendekatan tersebut tidak akan efektif maupun efisien dari segi biaya untuk diterapkan di platform 4P. Jadi, Intel membutuhkan solusi yang lebih permanen. Quick Path Interconnect adalah jawaban Intel untuk menggantikan FSB. Secara prinsip, Quick Path Interconnect (QPI) sama dengan HyperTransport. Prosesor desktop dan notebook hanya akan memiliki satu QPI untuk berkomunikasi dengan komponen sistem lainnya.

Pada platform workstation dan server, Intel bisa menambah jumlah QPI per prosesor sesuai kebutuhan (hingga empat QPI per prosesor untuk platform 4P). Organisasi QPI juga lebih fleksibel, seusai dengan tuntutan pasar workstation/ server. Bila FSB hanya dapat mengakomodasi perintah baca atau tulis, QPI dapat melakukan keduanya pada saat yang bersamaan. Berlainan dengan FSB yang memindahkan data sebanyak 64 bit, QPI menggunakan dua link 20 bit (16 bit untuk data), tiap link bisa melakukan operasi baca atau tulis, terlepas dari link lain. Jumlah data yang bisa ditransfer adalah 12,8 GB/sec untuk satu link QPI 6,4 GT/sec.

Ini penting sekali untuk pasar workstation/ server 4P. Dengan memisahkan komunikasi per link QPI, sebuah prosesor bisa berhubungan dengan tiga prosesor lainnya secara bersamaan, dengan bandwidth total mencakapi 36,8 GB/sec. Dengan FSB, prosesor harus berkomunikasi ke ketiga prosesor lainnya secara bergantian menggunakan jalur yang sama, jalur yang mempunyai bandwidth maksimum 12,8 GB/sec. Beban FSB bertambah bila prosesor perlu mengakses memori. Untuk pasar desktop dan notebook, QPI bukan feature penting karena platform yang ditargetkan untuk memenuhi pasar ini umumnya hanya menggunakan satu soket/prosesor. Lagipula, perubahan yang akan kita bahas lebih lanjut berikutnya membuat FSB/QPI tidak sepenting sebelumnya.

Core2Duo dengan kontroler memori terintegrasi.

Kita hanya perlu melihat peningkatan kinerja yang dulu terjadi saat AMD memperkenalkan Athlon 64 untuk mengerti apa dampak mengintegrasikan kontroler memori ke prosesor. Langkah Intel mengintegrasikan kontroler memori di Core i7 mempunyai potensi yang sama dan meningkatkan kinerja prosesor berbasis Core2Duo ini sebanyak 20 hingga 30 % dibandingkan pendahulunya. Sebagian besar peningkatan kinerja ini terjadi karena latency. Dengan mengintegrasikan kontroler memori, akses data ke memori lebih "pendek", sehingga latency bisa diturunkan. Selain itu, akses data ke memori tidak perlu lagi berebut tempat dengan akses ke komponen sistem lain (lewat QPI). Seperti saat membuat Core2Duo, para desainer prosesor Intel mempertahankan moto yang sama, "Lebih banyak, lebih baik." Prosesor Core i7 yang diluncurkan saat ini mempunyai bukan dua, tetapi tiga channel memori DDR3 dengan dukungan rating memori hingga DDR3- 1333. Ini berarti, tiap prosesor Core i7 bisa mengakses data ke memori dengan bandwidth hingga 32 GB/sec.

Bayangkan bila Intel masih menempatkan kontroler memori di northbridge. Prosesor hanya dapat melihat bandwidth maksimum FSB (12,8 GB/sec) walau kontroler memori bisa menawarkan hampir tiga kali lipat bandwidth tersebut. Dengan mengintegrasikan kontroler memori ke dalam Core i7, prosesor ini mendapat peningkatan bandwidth dan penurunan latency. Berkat keduanya, para desainer prosesor Intel dapat lebih kreatif mengalokasikan transitor mereka - memperkecil ukuran cache.

Cache lebih kecil.

Mungkin ada beberapa yang bertanya, bukankah cache kecil berarti prosesor lebih lambat? Tidak juga. Sampai saat ini, Intel melengkapi prosesor mereka dengan cache besar agar prosesor tidak perlu mengakses kontroler memori di northbridge lewat FSB. Seperti kita sudah bahas sebelumnya, Core i7 tidak perlu lagi melakukan hal itu. Daripada mengakses memori dengan bandwidth efektif sebesar bandwidth maksimum FSB (12,8 GB/sec), kini sebuah prosesor Core i7 bisa mengakses memori langsung dengan bandwidth hingga 32 GB/sec dan latency lebih rendah.

Mari kita lihat hal tersebut dalam perspektif. Bandwidth cache L2 di prosesor Core2Duo dan Core2Quad saat ini sekitar 25 GB/sec. Jadi, bandwidth memori yang dimiliki Core i7 (32 GB/sec) sudah mencukupi kebutuhan data prosesor. Untuk menyederhanakan, anggap saja prosesor Core i7 kini mempunyai cache sebesar RAM yang terpasang. Wow! Pikirkan sejenak, itu angka yang besar sekali. Tentu saja, ada saat-saat prosesor membutuhkan data lebih cepat.

Sehebat- hebatnya bandwidth memori yang kini tersedia di sebuah prossor Core i7, latency yang dimiliki cache sebuah prosesor bisa jauh lebih rendah. Bila akses ke memori membutuhkan waktu sekitar 36 ns atau 96 cycle, akses ke cache L2 hanya memakan waktu 3,37 ns atau 9 cycle. Itu berarti cache L2 sepuluh kali lebih cepat daripada memori. Oleh karena itu, para desain prosesor Intel tetap mempertahankan cache L1 dan L2. Ukuran cache L2 di Core i7 adalah 256 KB, sementara ukuran cache L1 untuk instruksi dan data, masing-masing 32 KB.

Mereka yang menyukai prosesor dengan cache besar tidak perlu terlalu khawatir. Intel hanya memperkecil ukuran cache L1 dan L2. Untuk Core i7, Intel mengintegrasikan cache L3 all inclusive dengan ukuran "setara" dengan ukuran cache yang ada di prosesor Core2Quad. All inclusive berarti data sebanyak 1.280 KB yang disimpan di cache L3 adalah data yang berada di cache L1 dan L2 tiap core. Artinya, cache L3 hanya dapat memuat data "baru" sekitar 6.912 KB.

Akses ke cache L3 ini dibagi ke seluruh core yang ada, seperti layaknya organisasi cache di AMD Phenom X4. Artinya, komunikasi data antarcore akan menggunakan cache L3 sehingga satu core tidak perlu mengecek isi cache L2 core lainnya. Seperti Phenom X4, cache L3 bekerja pada kecepatan lebih lambat dengan latency sekitar 40 cycle. Praktis setengah latency yang terjadi saat prosesor mengakses memori.

Prosesor lebih "Pintar".

Selain feature-feature di atas, Intel memperkenalkan beberapa feature lain di Core i7. Kini, tiap core bisa berjalan dengan kecepatan berbeda dengan core lain, seperti layaknya Phenom X4. Bahkan, Intel berhasil mendorong feature power management Core i7 ke level berikutnya. Bila diperlukan, Core i7 bisa mematikan core yang tidak dibutuhkan. Intel tidak hanya berhenti di situ. Desain sirkuit transistor cache pun diubah menjadi lebih hemat daya. Semua perubahan ini menjanjikan penghematan daya lebih besar dan rasio performance/watt lebih tinggi daripada Core2Duo dan Core2Quad.
Lebar, pintar – perbedaan desain/arsitektur.

Dengan bandwidth begitu besar serta latency rendah, Core i7 akan bisa mengakses data jauh lebih sering daripada Core2Duo maupun Core2Quad. Oleh karena itu, para desainer prosesor Intel mengintegrasikan beberapa perubahan kecil pada desain/arsitektur Core i7. Masih mengusung moto "Lebih besar, lebih baik," mereka melengkapi Core i7 dengan lebih banyak unit-unit internal agar prosesor ini bisa "memeras" sebanyak mungkin paralelisme. Untuk memperbanyak instruksi yang bisa dijalankan setiap saatnya, macrofusion kini mampu menggabungkan instruksi 64 bit, tidak hanya 32 bit seperti di Core2Duo. Loop Stream Decoder pun diperbaiki.

Selain lebih besar, kini Loop Stream Decoder memproses microops dan bukan instruksi x86. Jadi, Core i7 bisa lebih efektif mendeteksi loop dan mengalokasi sumber daya secara lebih efisien untuk menjalankan loop. Branch predictors dan Renamed Return Stack Buffer melengkapi perbaikan desain sehingga Core i7 bisa lebih baik menangani percabangan instruksi dengan data berukuran besar. Di tahap eksekusi, hampir semua buffer diperbesar. Reorder buffer kini menjadi 128 dari 96 entry di Core2Duo dan reservation station meningkat menjadi 36 dari 32 entry. Load dan store buffer juga meningkat menjadi 48 dan 32 entry.

Satu core untuk server hingga notebook.

Salah satu prinsip yang mendasari desain/ arsitektur yang dipilih oleh para desainer prosesor Intel adalah desain Core i7 harus bisa "mudah diubah" sehingga bisa disesuaikan dengan kebutuhan tiap pasar komputer: desktop, notebook, workstation, dan server. Salah satu contoh yang sudah kita bahas sebelumnya adalah QPI. Di komputer desktop dan notebook yang hanya menggunakan satu soket, jumlah QPI yang disertakan hanya satu. Untuk platform dengan dua atau empat soket, jumlah QPI bisa ditingkatkan menjadi dua atau empat.

Namun, konsep core "modular" ini tidak hanya terbatas pada QPI. Untuk saat ini, Intel memlih mengintegrasikan kontroler memori triple channel DDR3. Di masa depan, mereka berencana memperkenalkan Core i7 dengan kontroler memori dual channel DDR3, tentunya dengan dukungan rating memori lebih cepat daripada DDR3-1333. Dukungan rating memori lebih tinggi menjadi kompensasi hilangnya channel ketiga. Langkah ini bisa menurunkan biaya produksi dan mudah-mudahan harga jual sebuah prosesor Core i7. Sejujurnya, saat ini pasar desktop dan notebook yang tidak "memerlukan" kontroler memori triple channel.

Sistem dalam satu chip

Untuk pasar-pasar tertentu, bukan tidak mungkin Intel mengintegrasikan komponen graphics chip ke dalam Core i7. Salah satu contoh kombinasi yang mungkin terjadi adalah sebuah prosesor Core i7 dengan dua core x86 dan satu graphics chip, kemungkinan besar penerus Intel GMA X4500 yang lazim ditemui di motherboard G45 dan notebook Centrino Duo saat ini. Selain mempermudah proses dan menekan biaya produksi, seharusnya konsumsi daya dan suhu operasi juga mengalami perbaikan. Di masa depan, bukan tidak mungkin Intel akan memasangkan Core i7 dengan graphics chip dari proyek Larrabee mereka.

Satu hal yang bisa menjadi ganjalan adalah bentuk soket. Core i7 datang dalam soket baru (LGA1366). Saat ini belum jelas apakah prosesor Core i7 dengan kontroler memori dual channel akan menggunakan soket yang sama atau berbeda. Sama seperti AMD, pengintegrasian kontroler memori berarti bila suatu saat tersedia standar memori baru, Anda harus mengganti prosesor tidak hanya motherboard saat ingin melakukan upgrade Menyalin desain AMD? Melihat perubahan-perubahan ini, sulit memungkiri bahwa Intel menerapkan keputusan desain yang diambil AMD, baik di Athlon 64 maupun Phenom X4.

Akan tetapi, Intel membantah pernyataan tersebut. Keputusan-keputusan desain yang diterapkan di Core i7 sudah lama menjadi pemikiran di kalangan desainer prosesor Intel. Dengan fabrikasi 45 nm dan desain dasar Core2Duo, Intel baru yakin mereka mampu menerapkan perubahan perubahan ini ke prosesor mereka. Sumber : CHIP 11/08


--
Posted By Admin to IT Database at 4/21/2009 11:06:00 P
--~--~---------~--~----~------------~-------~--~----~
Send email to this address if you have your thought : it-archives@googlegroups.com

To join this group, send email to : it-archives-subscribe@googlegroups.com
Other think, click here http://groups.google.com/group/it-archives?hl=in?hl=id

Blog : http://it-archives.blogspot.com/
-~----------~----~----~----~------~----~------~--~---


--
http://adanipermana.co.cc
http://it-database.blogspot.com

No comments:

Post a Comment