Intels „Nehalem“ Architektur im Überblick: Nativer Quad-Core und mehr

Einleitung

Ein Jahr nach der offiziellen Einführung der Prozessoren basierend auf Intels Penryn-Generation wartet Ende dieses Jahres bereits die nächste Generation und setzt in dem Intel „Tick-Tock-Modell“ das nächste Tock. In der Relation spricht Intel bei Nehalem über einen Prozessor, der im Prinzip in den Ausführungseinheiten auf dem aktuellen „Penryn“-Design basiert, jedoch neben zahlreichen Verbesserungen in der Architektur selbst auch eine gesteigerte Performance-per-Watt-Leistung gegenüber den Penryn-Prozessoren bietet. In Zahlen ausgedrückt bedeutet dies eine Leistungssteigung von 10-25 Prozent bei Single-Thread-Anwendungen und zwischen 20 und 100 Prozent bei Multi-Thread-Applikationen. Zudem soll die Leistung bei gleichem Energieverbrauch gegenüber dem Penryn um bis zu 30 Prozent gesteigert worden sein.

Eine weitere „Besonderheit“ bei Nehalem ist die Turbo-Mode Funktion, die dem Prozessor erlaubt, die Taktfrequenz bei Nichtbelastung eines oder mehrerer Kerne in drei Stufen nach oben zu schrauben, ohne die Thermal Design Power der gesamten CPU zu überschreiten. Wenn beispielsweise zwei Kerne nichts zu tun haben, dürfen die anderen beiden auf einer höheren Frequenz laufen, um auch in Anwendungen, die keine vier Kerne optimal ausnutzen können, einen entsprechenden Leistungsvorteil zu generieren. Neu sind auch insgesamt sieben zusätzliche Befehle, die unter den Streaming SIMD Extensions (SSE) 4.2 ihren Platz finden.

Versionen

Derzeit sind für den Desktop-Bereich drei und für das Mobile-Segment zwei verschiedene Varianten auf Basis von Nehalem geplant. Dies umfasst im Desktop-Bereich zum einen die High-End-Prozessoren mit dem Codenamen „Bloomfield“, das obere Performance-Segment (Codename: „Lynnfield“) und einen auf den Codenamen „Havendale“ getauften Mid-Range-Prozessor. Im mobilen Bereich stellen „Clarksfield“ und „Auburndale“ das jeweilige Pendant zu „Lynnfield“ und „Havendale“ dar.

Funktion	Beckton	Gainestown	Bloomfield	Lynnfield	Havendale	Clarksfield	Auburndale
CPU-Kerne	8	4	4	4	2	4	2
Threads	16	8	8	max. 8	4	max. 8	4
Multi-CPU	Ja / 8 CPU	Ja / 2 CPU	Nein	Nein	Nein	Nein	Nein
Shared-Cache	L2 = NA L3 = 24 MB	8 MB	8 MB	8 MB	4 MB	8 MB	4 MB
Speicher-Kanäle	4x FB-DIMM2	3 x RDDR3	3 x DDR3	2 x DDR3	2 x DDR3	2 x DDR3	2 x DDR3
Integrierte Grafik	Nein	Nein	Nein	Nein	Ja	Nein	Ja
PCI Express 2.0	NA	2x PCIe x16 / 4x PCIe x8 + 1x PCIe x4 über Tylersburg	2x PCIe x16 / 4x PCIe x8 + 1x PCIe x4 über Tylersburg	1x PCIe x16 / 2x PCIe x8	1x PCIe x16	1x PCIe x16 / 2x PCIe x8	1x PCIe x16
QuickPath	Ja / 4 Links	Ja / 2 Links	Ja / 1 Link	Nein	Nein	Nein	Ja (nur MCP)
TDP	130/105/90 Watt	130/80/60 Watt	130 Watt	95 Watt	75 Watt	35/45 Watt	45/55 Watt
Sockel	LGA-1567	LGA-1366	LGA-1366	LGA-1160	LGA-1160	mPGA-989	mPGA-989
Launch	H2 2009	Q4 2008	Q4 2008	Q1 2009	Q2 2009	H1 2009	H1 2009
Plattform	Boxboro + ICH10	Tylersburg + ICH9	Tylersburg-DT + ICH10	Ibexpeak	Ibexpeak	Ibexpeak-m	Ibexpeak-m

Bei den Servern gibt es zwei verschiedene Varianten. „Gainestown“ deckt den Bereich für Server mit zwei Prozessor-Sockeln ab, während Beckton in der Liga der großen Multi-Prozessor-Server mit bis zu acht Prozessoren in einem Verbund spielt. Bislang konnten die Xeon-MP-Prozessoren lediglich in einem Verbund von maximal vier CPUs zusammenarbeiten. Dank der QuickPath Interconnects konnte Intel auch hier die Zahl an maximalen Prozessoren verdoppeln, so dass Systeme mit wahnwitzigen 64 Prozessorkernen möglich sind. Eine Zahl, die so manches Unternehmen im Mittelstand in ihrem kompletten Rechenzentrum besitzt.