On-Die-Grafik und Turbo deutlich beschleunigt

IDF 2010: Sandy Bridge CPUs ab Anfang 2011

Intel gibt auf dem Intel Developer Forum Details zu seinen künftigen Prozessoren mit der neuen Architektur Sandy Bridge bekannt. Neben Rechenkernen und Grafik auf einem Siliziumplättchen wartet Sandy Bridge mit einigen Neuerungen auf.

Nach dem Atom-Prozessor Pineview integriert Intel bei Sandy Bridge erstmals bei Notebook- und Desktop-CPUs die Grafik-Engine direkt auf dem Siliziumplättchen des Prozessors. Auf einem separaten Die sitzt die Grafik bereits beim Core i3-500 und Core i5-600. Intels sechste Generation der eigenen Grafik-Engine ist bei Sandy Bridge direkt an den L3-Cache des Prozessors angebunden. Somit fängt der L3-Cache langsamere Speicherzugriffe sowohl von den CPU-Kernen als auch von der Grafik-Engine ab. Intel spricht auch von einer "Ring" Architektur, weil die Grafik und die Cores Ressourcen wie den Cache oder Speicherbereiche teilen. Der Zugriff auf den Cache ergibt für die Grafik laut Intel einen 64-fach höheren Durchsatz als beim traditionellen Speicherzugriff.

Die Turbo Technologie zum Erhöhen der Taktfrequenz einzelner CPU-Kerne portiert Intel bei Sandy Bridge auch auf die Grafikkerne. Die erweiterte Turbo Technologie wählt automatisch und abhängig vom Workload, ob die Prozessorkerne oder die Grafik beschleunigt werden soll. Die Turbo Technologie von Sandy Bridge geht auch kurzzeitig über das TDP-Limit hinaus, um noch schneller auf Workloads reagieren zu können. Laut Intel kann bis zu 25 Sekunden über der TDP-Grenze gearbeitet werden.

Sandy-Bridge-Prozessoren erhalten erstmals auch den neuen Befehlssatz "Advanced Vector Extensions" AVX. AVX sieht Intel als nächsten großen Schritt seiner Befehlssatzerweiterungen. AVX-Prozessoren sollen Floating-Point-Anwendungen sowie Multimedia-Applikationen in der Peak-Performance um den Faktor zwei beschleunigen können. Dabei bleiben AVX-CPUs kompatibel zu den bisherigen Befehlssätzen wie beispielsweise SSE4.

Sandy Bridge: Die CPU-Kerne und der Grafik-Chip teilen sich via Ring-Architektur den Last-Level-Cache.
Sandy Bridge: Die CPU-Kerne und der Grafik-Chip teilen sich via Ring-Architektur den Last-Level-Cache.

Ein Hauptmerkmal von AVX ist die Verdoppelung der Vector-Registerbreite von 128 auf 256 Bit. Ein erweitertes Daten-Re-Arrangement organisiert zudem nur benötigte Daten und greift auf diese schneller und effizienter zu. Außerdem gibt es mit AVX einen 3- und 4-Operanden-Syntax. Normale 128-Bit-SSE-Befehle könnten wegen der notwendigen Maskierung in der AVX-Unit allerdings etwas langsamer ausgeführt werden. Bei einer Rendering-Demo arbeitet Sandy Bridge durch AVX zirka 87 Prozent schneller als ein Westmere-Prozessor.