Intel Core Microarchitecture
Con il nome Intel Core Microarchitecture viene identificata l'architettura di ottava generazione sviluppata per i processori Intel come sostituta della vecchia NetBurst che era alla base dei Pentium 4 e Pentium D.
L'architettura "Core" è arrivata sul mercato a metà 2006 attraverso i processori Core 2 Duo e Core 2 Extreme conosciuti con il nome in codice di Conroe e Merom (oltre che nella variante per gli Xeon conosciuta come Woodcrest).
Cardini dell'architettura "Core"
L'architettura "Core" affonda le proprie radici nella filosofia alla base del progetto Banias, il primo Pentium M delle piattaforme Centrino, che è stato il primo progetto in cui Intel si è preoccupata di ottimizzare il consumo energetico pur mantenendo un elevato livello di prestazioni.
La prima versione della piattaforma "Core" è basata su processori dual core costruiti a 65 nm. Successivamente, a fine 2007 arriveranno i primi processori a 45 nm, Penryn, Wolfdale e Yorkfield che continueranno ad essere basati sull'architettura "Core", sebbene in una versione rivista e migliorata.
La nuova architettura "Core" vede l'introduzione di 5 grandi innovazioni rispetto al passato, descritte brevemente di seguito; per alcune di queste non si tratta in realtà di un vero e proprio "debutto", in quanto sono state testate anticipatamente nel progetto Core Duo Yonah, predecessore di Merom nello sviluppo della piattaforma Centrino Duo. Attraverso l'architettura "Core" però esse sono state ulteriormente rifinite così da poter trovare la propria collocazione definitiva in un progetto di ampie dimensioni.
Wide Dynamic Execution
Attraverso questa tecnologia è possibile eseguire più istruzioni per ciclo di clock rispetto a quanto era possibile nei processori basati sulle architetture precedenti. Ogni core può ora completare 4 istruzioni contemporaneamente, contro le 3 consentite da NetBurst. La lunghezza della pipeline si è accorciata molto rispetto a quella impiegata precedentemente; il primo processore Netburst, ovvero il Pentium 4 Willamette, aveva una pipeline a 20 stadi che erano poi saliti a ben 31, nell'ultima evoluzione del Pentium 4, il core Prescott. L'architettura "Core" invece riprende la pipeline sviluppata già per il processore Yonah ed è a 14 stadi.
Advanced Digital Media Boost
Le operazioni svolte dai set di istruzioni SIMD che Intel ha sviluppato nel corso degli anni e che sono stati implementati anche nell'architettura "Core", vale a dire MMX, SSE, SSE2 e SSE3, sono state ulteriormente velocizzate. Ora è possibile eseguire le istruzioni a 128 bit SSE, SSE2 e SSE3 in un solo ciclo di clock.
Advanced Smart Cache
Anche in questo caso si tratta di una tecnologia che Intel ha testato già con il processore Yonah; La cache L2 di un processore dual core viene finalmente condivisa da ciascun core. I vantaggi di tale tecnologia sono molteplici, infatti se da una parte viene minimizzato il traffico di dati sul BUS rispetto ad una soluzione dual core a 2 cache separate, dall'altra consente ad un core di utilizzare l'intera cache nel caso in cui l'altro core fosse al momento inattivo, cosa che può facilmente accadere con tutte quelle applicazioni che non sono in grado di sfruttare la presenza di più di un core in un sistema.
Smart Memory Access
Attraverso miglioramenti vari non meglio specificati da Intel, si è potuto ottenere un generale abbassamento delle latenze di accesso alla memoria RAM. Si tratta di una innovazione che va a risolvere un vero tallone d'Achille della precedente architettura NetBurst.
Intelligent Power Capability
Anche per questa caratteristica Intel non ha rivelato dettagli molto esaurienti: in generale, il suo scopo è quello di ottimizzare ulteriormente il processo che regola la distribuzione del lavoro sui due core in modo da sfruttare tutta la potenza di calcolo a disposizione solo se questa viene effettivamente richiesta dal sistema.
Differenza di prestazioni rispetto a NetBurst
Settore desktop
Il settore in cui Intel soffriva di più il confronto con la rivale AMD in termini di efficienza, era quello desktop e proprio in questo settore si ha avuto la maggior rivoluzione con l'adozione della nuova architettura. I nuovi processori Core 2 Duo Conroe hanno dimostrato un salto prestazionale di ben il 40% rispetto alla CPU Pentium D 950 (ovvero la più veloce CPU NetBurst, basata su core Presler) riducendo contemporaneamente il consumo massimo di un altrettanto 40%.
Settore Mobile
In ambito mobile, la differenza del nuovo processore Core 2 Duo Merom rispetto al predecessore core Duo Yonah sono meno marcate, dato che quest'ultimo anticipava già alcune caratteristiche poi implementate nella nuova architettura, ma comunque si è riscontrato un aumento di prestazioni di circa il 20% rispetto ad un Core Duo T2600, a parità di consumo energetico.
Settore Server
In ambito server, Intel ha mantenuto in vita il marchio Xeon pur cambiando architettura. I nuovi Xeon basati su core Woodcrest, sono stati in grado, in particolari ambiti, di aumentare le prestazioni anche dell'80% rispetto ad un modello Xeon 2,8 GHz con core Paxville, riducendo contemporaneamente il consumo massimo.
Considerazioni sull'abbinamento "Processo produttivo/Architettura" di Intel
Intel con la presentazione dell'architettura "Core" ha dichiarato l'intenzione di presentare una nuova architettura ogni 2 anni. Ma per aumentare le prestazioni mantenendo sotto controllo anche il consumo energetico di una CPU, è necessario non solo ottimizzare l'architettura ma anche produrre i nuovi processori con processi costruttivi sempre più raffinati.
Già a partire dagli inizi del 2006, Intel ha iniziato a seguire una "linea" che appare molto ragionevole, per limitare gli imprevisti delle innovazioni tecnologiche: prima viene introdotta una nuova tecnologia produttiva, e in seguito questa viene adottata su una nuova architettura. I primi esponenti di questa nuova filosofia di progetto, sono stati i processori Pentium D Presler (che avevano praticamente la stessa architettura dei precedenti Smithfield) con cui è stato introdotto il processo produttivo a 65 nm. Dopo aver collaudato la nuova tecnologia costruttiva con queste CPU, Intel è passata alla nuova architettura "Core" dei Core 2 Duo, prodotta sempre a 65 nm.
In maniera analoga, nel terzo trimestre 2007, Intel presenterà il processore Penryn che è in sostanza un die-shrink del Core 2 Duo, a 45 nm. Nel 2008, quando anche questo processo produttivo sarà a punto, arriverà la nuova architettura Nehalem. La sua evoluzione Nehalem-C (recentemente rinominata "Gesher") sarà costruita a 32 nm, in modo da collaudare anche questa tecnologia in vista dell'architettura successiva.
Questa metodologia di sviluppo, nelle intenzioni di Intel, minimizzerà i rischi propri dell'adozione di una nuova tecnologia produttiva con un'architettura a sua volta completamente nuova.
Processori presenti e futuri basati su architettura "Core"
Di seguito sono elencati i nomi in codice dei processori sviluppati da Intel partendo dall'architettura "Core". Viene fornita anche una brevissima descrizione tecnica e l'anno di introduzione sul mercato qualora questa non fosse ancora avvenuta. Per i processori per i quali si conosce il nome commerciale, viene fornito anche quello:
- Core 2 Duo/Core 2 Extreme Conroe - Settore desktop - dual core, 65 nm - 2006
- Core 2 Duo Merom - Settore mobile - dual core, 65 nm - 2006
- Xeon DP Woodcrest - Settore server - dual core, 65 nm - 2006
- Core 2 Extreme/Core 2 Quad Kentsfield - Settore desktop - quad core, 65 nm - 2006
- Xeon DP Clovertown - Settore server - quad core, 65 nm - 2006
- Xeon DP Harpertown - Settore server - quad core, 45 nm - 2007
- Xeon MP Tigerton - Settore server - quad core, 45 nm - 2007
- Penryn - Settore mobile - dual core, 45 nm - 2007
- Wolfdale - Settore desktop/server - dual core, 45 nm - 2007
- Yorkfield - Settore desktop - quad core, 45 nm - 2007
Architettura successiva
Come anticipato poco sopra, l'architettura "Core" non dovrebbe avere una vita lunga come la NetBurst; è previsto infatti che a circa 2 anni dalla sua adozione, quindi nel 2008 venga introdotta la nona generazione chiamata in codice Nehalem prodotta, almeno nella sua prima versione, utilizzando il processo produttivo a 45 nm.