Lynnfield kod adını taşıyan Core i5 işlemci ailesini ve yeni nesil P55 yonga setini Eylül ayında duyurmaya hazırlanan Intel, haberlerimize sık sık konuk olan tik-tak iş modeli çerçevesinde çalışmalarına son sürat devam ediyor. İki yıllık döngülerle güncellenen tik-tak geliştirme modeliyle önce nanometrik anlamda ilerleme sağlayarak yeni bir üretim teknolojisine (tik) geçmeyi hedefleyen firma hemen ardından da fabrikasyon sürecinde elde edilen gelişmeleri yeni bir mikroişlemci mimarisiyle (tak) pekiştirerek yoluna devam etmeyi amaçlıyor. Bu doğrultuda 2006 yılında duyurduğu yeni nesil Core mimarisini bir sene sonra 45nm üretim sürecine dahil ederek Penryn işlemci ailesini (tik) duyuran Intel, geçtiğimiz sene Nehalem kod adını taşıyan ve kimilerince firma tarihinin en önemli güncellemelerinden birisi olarak gösterilen yeni nesil mikroişlemci mimarisini (tak) endüstrinin beğenisine sunmuştu.
Nehalem mimarisini temel alan Core i7 işlemci ailesiyle ciddi bir performans sıçraması gerçekleştiren, yine Nehalem mimarisini temel alan Xeon 5500 işlemci ailesiyle sunucu pazarındaki rekabeti farklı bir boyuta taşıyan Intel, sene sonunda 32nm üretim teknolojisine geçiş yapmayı ve Westmere işlemci ailesini pazara sunmayı planlıyor. Core - Penryn geçisinde olduğu gibi mikroişlemci mimarisinde radikal değişikliklerin yaşanmayacağı geçiş sürecinde, Westmere tabanlı işlemcilerde komut seti güncellemelerine ve 32nm üretim teknolojisine yönelik bazı temel değişikliklere yer verilecek. Tabii Westmere ailesi AES-NI olarak bilinen yeni komut setleriyle birlikte AES (Advanced Encryption Standart) yani İleri Şifreleme Standardı için hızlandırma desteği de sunabilecek. Bilindiği üzere AES şifrelemesi Bllu-ray gibi medyalarda kullanılmakta, ATi ve Nvidia GPU'ları da AES 128-bit çözümlemesi yapabilmekte.
Komut seti güncellemesi, entegre grafik işlemci kullanımına geçiş ve 32nm üretim teknolojisinin katkılarıyla güç verimliliğinde ilerleme gibi yeniliklere sahip olacak Westmere işlemci ailesi, yukarıda da belirttiğimiz gibi mimari anlamda radikal değişiklikler içermeyecek ve Nehalem genlerine sahip olacak. Nehalem sonrasında Westmere ailesiyle birlikte 32nm üretim teknolojisine geçiş yapacak olan Intel bir sonraki adımda ise Sandy Bridge kod adını verdiği yeni nesil mikroişlemci mimarisini duyuracak. Geliştirme çalışmaları 2006 yılına uzanan yeni mikroişlemci mimarisi, önceleri İbranice'de köprü anlamına gelen Gesher kod adıyla anılıyorsa da Intel'den Pat Gelsinger bazı iç ve dış nedenlerden ötürü, 17 Nisan 2007 tarihinde isimlendirme de değişikliğe gidildiğini ve 2010 yılı için planlanan yeni mikroişlemci mimarisinde Gesher yerine Sandy Bridge kod adının kullanılacağını açıklamıştı.
Nehalem sonrasındaki ilk radikal mikroişlemci güncellemesi olacak Sandy Bridge önemli yeniliklerle gelecek. 2006 yılında anons edilen Core mimarisi ile karşılaştırıldığında performans/watt değerlendirmesinde %300'e varan oranda daha iyi sonuç vereceği söylenen yeni mikroişlemci mimarisi önemli yeniliklerle gelecek. İlk etapta 32nm üretim teknolijisiyle üretim bantlarına girecek fakat daha sonra yapılan güncellemelerle birlikte 2011 yılında Ivy Bridge kod adıyla 22nm üretim teknolojisine (Ivy Bridge) geçecek mimari adına üzerinde durulan ilk detay, Nehalem ile gündeme gelen esnek tasarım anlayışının geliştirilerek devam etmesi. Hatırlanacağı üzere modüler yapısı sayesinde oldukça hızlı ve etkin bir şekilde ince ayar yapılabilen Nehalem mimarisi çekirdek sayısı, bellek kanalları, QPI linkleri, ön bellek boyutu, güç yönetim özellikleri ve entegre grafik kullanımına yatkın yapısal özellikleriyle ölçeklenebilirliğe belkide daha önce hiç bir Intel mimarisinde olmadığı kadar yeni, farklı ve bir o kadar da kolay ayarlanabilir bir boyut kazandırmayı başarmıştı.
Nehalem mimarisi ile gelen esnek ve modüler tasarım anlayışı Sandy Bridge mimarisi ile yeni özellikler kazanıyor. Gün ışığına çıkan bazı resmi dökümanlar haricinde Intel henüz yeni mimari ile ilgili detaylı açıklama yapmış olmasa da Sandy Bridge ile birlikte 8 çekirdekli masaüstü işlemcileri görebileceğimiz üzerinde duruluyor. Açıkçası bu gelişme sürpriz olmayacak zira daha önce yıl sonu için speküle edilen ancak elimize ulaşan son bilgilere göre 2010'dan önce gelmesi pek mümkün görünmeyen Nehalem (Westmere) tabanlı Gulftown işlemcileri, Intel'in Dunington kod adını taşıyan sunucu işlemcilerden sonra hazırladığı 6 çekirdekli ikinci, masaüstü platformu içinse 6 çekirdekli ilk işlemci jenerasyonu olacak. Yine iddia edilen detaylara göre Core i9 markalandırmasıyla pazara sunulması beklenen Gulftown işlemcilerinin yerini Sandy Bridge mimarisinde, 32nm/22nm ile birlikte 8 çekirdekli yeni modeller alabilir.
Sandy Bridge mimarisi ile üzerinde durulan en önemli yeniliklerden birisi AVX olarak tanımlanan ve açılımı İleri/Gelişmiş Vektör Uzantıları olan yeni teknoloji. Intel AVX olarak ta bilinen bu teknoloji ile vektör birimleri 128-bit'den 256-bit'e genişletilecek ve bu sayede güç verimliliğinde kayıp yaşanmadan kayar nokta performans iki kat arttırılabilecek. Yine AVX ile birlikte Intel, Uzatılabilir Yeni İşlem Kodlarını (Opcode) devreye sokarak yazılım kodlarında boyutu azaltmayı hedefliyor. Öte yandan AVX özellikleri arasında yer alan Geliştirilmiş Veri Yeniden Düzenlemesi ile 256-bit ilkselleri kullanılarak sadece ihtiyaç duyulan veriye hem hızlı hem de verimli bir şekilde erişilip organize edilebilecek. Tabii AVX ile vaat edilenler bunlarla sınırlı değil. Üç ve dört operand (işlenen bilgi ) kullanımı ve yıkıcı olmayan kodlama imlaları ile hem vektörel hem de scalar kodlarda daha az register kopyası ve daha iyi register kullanımı hedefleniyor ki işte bunun gerçekleşmesinde yukarıda belirttiğimiz detaylar ışığında hedeflenen verimlilik ve uzatılabilirlik kabiliyeti önemli rol oynuyor.
Intel tarafından çok amaçlı mimari olarak tanımlanan AVX'in uzun vadede günümüzde kullanılan tüm uygulamalar için SSE tasarımının yerini alması ön görülüyor. Sıralı olmayan bellek erişimi için esnek yapıda destek sunacan olan AVX, Sandy Bridge mimarisinin en önemli yenilikleri arasında yer alıyor. Finansal kriz olarak başlayan sonrasında ekonomik krize dönüşen küresel daralma dönemiyle birlikte önemi daha fazla anlaşılan ve IT dünyasının geleceğinde ciddi rol oynayacağı düşünülen Sanallaştırma (Virtualization) teknolojisi için Intel'in ciddi yatırımlar yaptığı biliniyor. İşte bu doğrultuda firma, Sandy Bridge mimarisinde Sanallaştırma Makine Uzantıları (VMX) için VMX unrestricted özelliği ile VMX motoru için de güncellemeye gidiyor. Tüm bu yeniliklere ek olarak Nehalem mimarisi ile öne çıkan ve uygulama ihtiyacına göre kaynakların daha verimli kullanımına olanak tanımak için tek çekirdek frekansını otomatik olarak arttırarak diğerlerini neredeyse kapatma durumuna getirerek uygulama bazlı verimliliği arttıran Turbo teknolojisi Sandy Bridge'de de olacak.
Intel'in Netburst mimarisi ile Pentium 4 işlemcilerin bir kısmında kullandığı ancak Core mimarisinde yeniden gündeme almadığı Hyper-Threading teknolojisi hatırlanacağı üzere Nehalem mimarisi ile geri dönüş yapmıştı. Bilindiği üzere Hyper-Threading teknolojisi ile çok sayıda komut zincirinin eş zamanlı olarak işlenebilmesi sağlanıyor. Hyper-Threading teknolojisinin temelinde işlemci kaynaklarının daha etkin kullanılması fikrinin olduğunu söyleyebiliriz. Çünkü çok sayıda işlem ünitesine sahip olan merkezi işlem birimlerinde kaynakların verimli kullanımı noktasında sıkıntılar yaşanabiliyor. Tahmin edilebileceği üzere buna neden olan en büyük etken tekrarlanan komut zincirleri. Çünkü işlemci ünitelerinden biri komut dizesi ile ilgilenirken diğeri boşta kalabiliyor dolayısıyla bu durum kaynak kullanımında verimsizliğe neden oluyor. Hyper-Threading teknolojisinde ise işlemci çekirdeklerine birden fazla komut zinciri yollanarak kaynak kullanımında verimlilik ve paralelinde performans artışı sağlanabiliyor. İşte bu doğrultuda fiziksel her çekirdek çift çekirdek gibi gösterilebiliyor ve örneğin Nehalem tabanlı dört çekirdekli işlemciler, Windows tarafından 8 çekirdekli gibi algılanarak program-işletim sistemi-işlemci arasında komut trafiği bu doğrultuda düzenlenerek verimlilik arttırılabiliyor.
Intel tarafından Hyper-Threading olarak pazarlanan Simultaneous Multi-Threading teknolojisi (SMT) Atom işlemci ailesi ve Nehalem mimarisinden sonra 2010 yılı sonuna doğru lanse edilmesi beklenen Sandy Bridge mimarisinde de olacak. Bu arada Hyper-Threading teknolojisinin kısaca tarihinden de bahsetmekte fayda var çünkü Intel-AMD rekabeti adına bu teknolojinin tarihi önemli ipuçları içermekte. Intel'in Hyper-Threading olarak tanımladığı Simultaneous Multi-Threading teknolojisi başta olmak üzere örneğin AMD'nin yıllardır, Intel'in ise Nehalem mimarisi ile birlikte yeni yeni kullanmaya başladığı entegre bellek kontrolcüsü (IMC: Integrated Memory Controller) gibi teknolojilerin daha önce Digital Equipment Corporation firması tarafından geliştirilen Alpha 21464 işlemcisinde kullanılması ancak geliştirme aşamasında sona yaklaşan (tasarım çalışması bitmemişti) işlemcinin daha sonra DEC'i satın alan Compaq tarafından iptal edilmesi mikroişlemci dünyası için önemli bir tarihi detay olmasının yanı sıra modern işlemcilerin gelişimine de ışık tutuyor, peki ama nasıl ?
Digital Equipment Corporation bünyesinde Alpha 21464 işlemci mimarisini geliştiren ekibin liderleri arasında AMD tepe yöneticisi (CEO) Dirk Meyer de bulunuyordu. Alpha 21064 ve Alpha 21264 işlemcilerinin geliştirilmesinde önemli rol üstlenen Dirk Meyer, Alpha mimarisinin Intel'e satılmasından sonra ekibiyle birlikte 1996 yılında AMD'nin yolunu tuttu ve firmaya hız kazandıran belkide en önemli isim oldu. Dikkat ederseniz Dirk Meyer'in AMD'ye geçiş tarihi son derece kritiktir. Dirk Meyer öncesinde K5 ve K6 gibi Intel karşısında genellikle rekabetçi olamayan tasarımlarla var olan AMD, Dirk Meyer ve ekibinin gelişiyle birlikte 1999 yılında K7 mimarisi ve Athlon işlemci ailesini duyurmuş ve devamında yeni işlemcilerle çizgisini yukarı taşımayı başarmıştı. Peki bu kadar detayı neden anlattık. Çünkü Sandy Bridge mimarisi ile kullanımına devam edilecek Hyper-Threading teknolojisi gibi güncel pek çok teknolojinin tarihi gelişimi günümüz modern dünyasında küresel firmaların rekabetine (AMD vs. Intel) daha net ışık tutmamıza yardımcı olabiliyor.
Geliştirme çalışmaları yukarıda da belirttiğimiz gibi 2006 yılına uzanan Sandy Bridge mimarisi için A0 revizyonuna ait tasarım çalışmasının 1-6 Haziran haftasında (yılın 23. haftası) tamamlandığı belirtiliyor. 32nm üretim teknolojisiyle hazırlanacak Sandy Bridge tabanlı işlemciler için somut ilk detaylar kısa bir süre önce gün ışığına çıkmıştı. Haber içerisindeki görselden de anlaşılabileceği üzere tasarım çalışması biten A0 revizyonu dört çekirdekli ve entegre grafik işlemcili modeli işaret ediyor. Elde ettiğimiz bilgilere göre Sandy Bridge mimarisinde her çekirdek için Seviye 1 (L1) bellek kapasitesi 32 Kb, Seviye 2 (L2) bellek kapasitesi 256 Kb olacak. Çekirdekler arası ortak kullanıma açık olan Seviye 3 (L3) bellek kapasitesi, segment bazlı işlemci modellerine göre 8MB-24MB arasında değişecek ancak masaüstü çözümlerinde kapasitenin 8-16MB seviyesinde tutulması bekleniyor.
Tasarım çalışmaları biten A0 revizyonu görüldüğü üzere entegre grafik işlem birimine de sahip. Yani tasarım çalışması biten model, firmanın son çeyrekte duyurmayı planladığı entegre grafik özellikli Clarkdale / Arrandale işlemci ailesinin yerini alacak gibi görünüyor. İşlemci üzerinde hangi grafik biriminin kullanılacağı da bu doğrultuda bir diğer merak konusu. 1GHz-1.4GHz hızları arasında çalışan ve doğrudan L3 bellek birimine erişebilen entegre grafik işlemcisinin, Larrabee tabanlı olmayacağı iddia edilse de bu durum henüz netleşmiş değil. Bilindiği üzere Intel, uzunca bir süredir Larrabee kod adını taşıyan yeni bir grafik işlemci mimarisi üzerinde çalışıyor ve ilk ürünlerini 2010'da duyurmayı planlıyor. Dolayısıyla 2010 sonu veya 2011 başında anons edilmesi beklenen entegre grafik özelllikli Sandy Bridge işlemcilerinde, Larrabee mimarisini temel alan entegre grafik birimine yer verilmesi söz konusu olabilir. Larrabee olmadığı takdirde Intel'in kullanacağı IGP alternatiflerine baktığımızda ise şu an için GMA çözümleri arasında en güçlü seçenek olarak GMA X4500 HD görünüyor ancak 2011 yılında AMD'nin de ilk Fusion işlemcilerini (entegre grafik işlemcili LIano ailesi) duyurmayı planladığını ve kullanılacak entegre grafik biriminin GMA X4500 HD'den daha güçlü olacağını göz önüne aldığımızda Intel'in Larrabee yaklaşımı bir kez daha gündeme geliyor fakat belirttiğimiz gibi bu konuda henüz kesinlik kazanmış veya doğrulanmış herhangi bir somut bilgi bulunmuyor.
Tasarım çalışmaları (A0 revizyonu - erken mühendislik örneği) biten ve Sandy Bridge mimarisini temel alan yeni işlemci için dikkat çeken bir diğer detay ise 20x PCIe 2.0 hattına ve DMI veri yolu teknolojisine sahip olması. 16x + 4x konfigürasyonunda olacağı söylenen PCIe 2.0 spesifikasyonuyla uyumlu PCIe tasarımı ile ilgili tartışılan bir diğer önemli konu ise PCIe 3.0 desteği. Intel'den Pat Gelsinger daha önceki açıklamasında PCIe 3.0 spesifikasyonu için çalışmaların 2009'da tamamlanacağını ve ilk ürünlerin 2010'da hazır olacağını söylemişti. Sandy Bridge mimarisinin tasarım çalışmaları biten ilk örneği için henüz PCIe 3.0 desteğinden bahsedilmezken, 2010 yılında PCIe 3.0 için somut adım atması beklenen Intel'in nasıl bir strateji takip edeceği şimdilik bilinmiyor. 32nm üretim teknolojisiyle hazırlanacak yeni nesil işlemcilerde güç yönetim özelliklerinin de güncellenmesi bekleniyor. Gelen bilgilere göre geliştirilen güç yönetimi sayesinde entegre grafik birimi 1.1GHz-1.4GHz hızlarında çalışan, dört çekirdekli Sandy Bridge işlemcisinde (32nm üretim teknolojisi ile tahmini zar boyutu 225m2) ısıl güç tasarımının (TDP) 85 Watt olacağı belirtilirken 2 ve 8 çekirdekli modellerde TDP'nin hangi düzeyde olacağı ise zamanla anlaşılacak.
Sandy Bridge mimarisini temel alan ve tasarım çalışmaları biten ilk işlemci örneğinde çift kanal entegre bellek kontrolcüsüne yer veriliyor. 1600MHz'e kadar DDR3 bellek desteği sunacağı ve 25.6GB/sn'lik bant genişliğine ulaşabileceği belirtilen entegre bellek kontrolcüsünün, Sandy Bridge tabanlı üst seviye işlemci modellerinde, Core i7 ailesinde olduğu gibi çift yerine üç kanal olması beklenebilir. Bu arada Sandy Bridge mimarisinde yapılacak CPU + IGP entegrasyonuna değinmekte de fayda var. Daha önceki haberlerimizde de belirttiğimiz gibi Intel'in önümüzdeki aylarda kullanıma sunacağı Westmere tabanlı işlemciler (Clarkdale/Arrendale) MCM (Multi Chip Module) yani çoklu yonga formunda olacak. Kısaca açıklamak gerekirse Intel'in Clarkdale işlemci ailesinde 32nm üretim teknolojisiyle hazırlanan işlemci çekirdeği ve 45nm üretim teknolojisiyle hazırlanan entegre grafik birimi (GMA) aynı çatı altında iki ayrı yonga olarak bir araya getirilecek fakat tasarım çalışması biten ilk örnekte de olduğu gibi Sandy Bridge mimarisinde entegre grafik birimi doğrudan işlemci zarının içerisinde olacak ve bu sayede aynı AMD'nin Fusion projesinde ve projenin ilk somut adımı olması beklenen LIano işlemcisinde hedeflendiği gibi doğal tasarımlı tek yonga çözümü elde edilmiş olacak.
Sandy Brige mimarisini temel alacak yeni nesil Intel işlemcilerin hangi saat hızlarında çalışacağı da merak konusu olan bir diğer önemli detay. Henüz resmi detaylar açıklanmadığı için hangi modelin hangi hızda çalışacağı bilinmiyor ancak dört çekirdekli ilk modellerin 2.8GHz ila 3.4GHz arasında görev yapacağı söyleniyor. Tabii Turbo teknolojisiyle donatılan işlemcilerde tek çekirdek frekansı otomatik olarak 4GHz'e kadar çıkabilecek. Peki yeni nesil işlemcilerle birlikte soket tasarımında herhangi bir değişikliğe gidilecek mi? Gelen bilgilere göre Sandy Bridge tabanlı işlemciler de önemizdeki aylarda lanse edilecek Lynnfield kod adlı Core i5 jenerasyonu gibi LGA1156 formunda olacak fakat yapılan mimari güncellemeler ve güç yönetim yenilikleri göz önüne alındığında Sandy Bridge tabanlı işlemciler için yeni bir yonga seti gerekliliği gündeme geliyor. Gelen bilgilere göre Intel, Sandy Bridge mimarisini baz alan işlemciler için Cougar Point kod adını taşıyan yeni bir yonga seti geliştiriyor. Bu yonga setinde öne çıkan en önemli detaylar olaraksa mevcut teknolojilere göre ciddi anlamda veri transfer hızı kazandıracak SATA-III (SATA 6Gbps) ve USB 3.0 teknolojilerine doğal destek verilecek olması gösterilebilir.