IDF: Yonah mit dynamischem Smart-Cache

24.08.2005
Intel stellt auf dem Intel Developer Forum neue Details zum Pentium-M-Nachfolger Yonah vor. Die Dual-Core-CPU verfügt über einen zwei MByte großen dynamischen Smart-Cache, der sich bei Bedarf komplett deaktivieren lässt.

Intels aktuelle Centrino-Mobile-Plattform auf Sonoma-Basis wird zum Jahreswechsel 2005/2006 von Napa abgelöst. Kern von Napa ist der im 65-nm-Verfahren hergestellte Dual-Core-Prozessor Yonah.

Intel stattet Yonah mit der "Digital Media Boost" getauften Technologie aus. Dabei erweitert der Hersteller die MicroOps-Fusion des Pentium M auf die SSE2-Instruktionen. Die MicroOps-Fusion-Technologie analysiert die Instruktionen des Programmablaufs. Wenn sich mehrere Operationen zusammenfassen lassen, werden sie zu einem neuen Befehl verschmolzen. Yonah nutzt für die SSE2-Instruktionen zudem alle drei Decoder-Einheiten.

Zusätzlich erhält Yonah zehn SSE3-Befehle: fünf für komplexe Arithmetik, einen für Video-Encoding und vier für grafiklastige Operationen. Die Floating-Point-Performance verbessert Intel außerdem durch ein erweitertes Data Prefetching und zusätzliche Write Output Buffers.

Shared „Smart Cache“

Intel stattet den Yonah mit einem so genannten „Smart Cache“ aus. Beide Cores nutzen den 2 MByte großen L2-Cache gemeinsam. Der Vorteil von einem Shared Cache ist unter anderem eine bessere Auslastung. Arbeitet beispielsweise nur ein Core, so steht diesem der gesamte Cache zur Verfügung. Bei der Smithfield-Architektur des Pentium D besitzt dagegen jeder Core seinen eigenen L2-Cache. Die Cache-Auslastung ist bei dieser CPU ineffektiver, wenn nicht beide Cores unter Last sind.

Ein weiterer Vorteil des Shared Smart Cache ist das Data-Sharing zwischen den Cores. Benötigt der zweite Kern die Daten, die der erste schon aus dem Speicher geholt hat, so findet er diese bereits im L2-Cache vor. Dadurch wird die Prozessorbus-Auslastung minimiert.

Über das Dynamic Smart Cache Sizing passt Yonah seine Cache-Größe an die Anforderungen der Applikationen an. Das heißt, werden die vollen 2 MByte nicht benötigt, schaltet Yonah inaktive Cache-Segmente ab. Damit lässt sich zusätzliche Energie sparen. Hardware-basierte Algorithmen vorhersagen dabei die Cache-Auslastung.

Neu beim Yonah ist auch der Energiesparmodus Enhanced Deeper Sleep DC4. Beim bereits bekannten C4-Modus Deeper Sleep ist die Taktung der CPU bereits deaktiviert und die Core-Spannung gesenkt. Eine weitere Reduzierung der Spannung würde zum Datenverlust im Cache sorgen. Der DC4-Modus des Yonah schiebt den Inhalt des Cache deshalb in den Arbeitsspeicher und senkt dann die Core-Spannung nochmals. Somit gehen in der CPU keine Daten durch eine zu niedrige Spannung verloren.

Zum Stromsparen verwendet Yonah außerdem die "Dynamic Power Coordination". So arbeiten beide Cores mit Intels SpeedStep-Verfahren zum dynamischen Senken der Taktfrequenz und Core-Spannung. Die dynamische Anpassung erfolgt dabei koordiniert zwischen beiden Kernen.

Vanderpool ja, EM64T nein

Yonah wird Intels erste Mobile-CPU mit Vanderpool-Unterstützung zur CPU-Virtualisierung. Die Active Managment Technologie iAMT integriert der Hersteller ebenfalls in den Dual-Core-Prozessor. Allerdings verzichtet Intel auf die 64-Bit-Erweiterung EM64T.

Intel hebt beim Yonah die FSB-Taktfrequenz von 533 MHz beim Pentium M „Dothan“ auf 667 MHz an. Beim Steckplatz setzt die Dual-Core-CPU weiterhin auf den Sockel 479 den Pentium M.

Der 65-nm-Yonah breitet auf einer Die-Fläche von 90,3 mm² insgesamt 151 Millionen Transistoren aus. Zum Vergleich: Der aktuelle Pentium M „Dothan“ mit 90 nm Strukturbreite benötigt 140 Millionen Transistoren auf einer Die-Fläche von 83,6 mm². Diese CPU besitzt ebenfalls einen 2 MByte großen L2-Cache, aber nur einen Core.

Die offizielle Vorstellung des Pentium-M-Nachfolgers Yonah erfolgt im ersten Quartal 2006. Noch Ende 2005 will Intel mit der Produktion der Yonah-Prozessoren beginnen. (cvi)

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