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Informatik in 13/II: Wahlthema Technische Informatik; Weilburg XI/101 Technische Informatik Die i3/5/7-Desktop-Prozessoren von Intel im Einsatz Peter G.

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1 Informatik in 13/II: Wahlthema Technische Informatik; Weilburg XI/101 Technische Informatik Die i3/5/7-Desktop-Prozessoren von Intel im Einsatz Peter G. Poloczek

2 Informatik in 13/II: Wahlthema Technische Informatik; Weilburg XI/102 Technik des Core-i7  Kernfrequenz: 2,66 GHz bis 3,33 GHz  4 bis 6 Kerne  8 oder 12 Verarbeitungsthreads mit Hyper- Threading (=2 Threads/Kern)  8/12 MB Intel Smart Cache – freie Zuteilung  3 Kanäle DDR MHz-Speicher  Neuer Sockel: 1366, etwas später: 1156

3 Informatik in 13/II: Wahlthema Technische Informatik; Weilburg XI/103 Sockel1366

4 Informatik in 13/II: Wahlthema Technische Informatik; Weilburg XI/104 Warum Sockel 1366?  Wikipedia: Der Sockel 1366 ist ein Prozessorsockel für „Nehalem-basierte“ Prozessorserien. (Quelle: Wikipedia; Nehalem für Xeon-, Bloomfield+Gulftown für i7-CPUs))  Im Gegensatz zum Sockel 775 bindet er den Prozessor nicht mehr über einen klassischen Front Side Bus an den Chipsatz an, sondern über eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung (QPI=Quick-Path-Interface)).  Da in diesen Prozessoren ein Dreikanal-Speichercontroller direkt eingebaut ist, bietet der Sockel auch entsprechende Pins zur Anbindung dreier DDR3-SDRAM-Busse.  (Der Sockel bietet für Mehrprozessorsysteme auch die Möglichkeit, zwei solche QPI-Links zu verwenden: einen für die Anbindung an den Chipsatz, einen für die direkte Kommunikation unter den Prozessoren.)

5 Informatik in 13/II: Wahlthema Technische Informatik; Weilburg XI/105 i7 – Neuheiten 1 („Werbung“)  Multicore-Technik − (bis zu) 6 physikalische Kerne  Intel® Turbo Boost Technology − beschleunigt anspruchsvolle Anwendungen und passt die Leistung dynamisch an die Anforderungen an  Intel® Hyper-Threading-Technologie − unterstützt Multithread-Anwendungen, − dem Betriebssystem stehen acht (bis zwölf!) Verarbeitungsthreads zur Verfügung.

6 Informatik in 13/II: Wahlthema Technische Informatik; Weilburg XI/106 i7 – Neuheiten 2 („Werbung“)  Intel® Advanced-Smart-Cache − Für die führenden Multithread-Spiele optimiert  Intel® QuickPath Interconnect − Der integrierter Speichercontroller unterstützt drei Kanäle für DDR MHz-Speicher und damit eine Speicherbandbreite von bis zu 25,5 GB/s  Intel® HD-Boost − 128-Bit-SSE-Befehle werden mit einer Frequenz von einem Befehl pro Taktzyklus verarbeitet (47 neue Befehle, = „SSE4“, HD = Video/Audio!)

7 Informatik in 13/II: Wahlthema Technische Informatik; Weilburg XI/107 „Tricks“  Turbo Mode (Bedingungen): − EIST (Speedstep) muss aktiviert sein. − Nur ein oder zwei Kerne werden genutzt. − Der „Multiplikator“ einzelner Kerne wird dann erhöht (von 20/21 auf 21,22,od.23/24, jedes Mal etwa +5% Leistungszuwachs). − Grenze: TDP von 130W (außer ExtremeEdition) − Demo:

8 Informatik in 13/II: Wahlthema Technische Informatik; Weilburg XI/108 i7 Modelle – 45nm CPU-Nr.CacheTaktfre- quenz Busfre- quenz Anz. Kerne Virtuali- siergs.- Techn. 64 Archit. Trusted Exec. Tec. Exec- Dis- able-Bit I MB3,33 MHz QPI mit 4,8 GT/s 4 I MB3,2 GHzQPI mit 4,8 GT/s 4 i MB3,066 GHz QPI mit 4,8 GT/s 4 i MB2,666 GHz QPI mit 4,8 GT/s 4 i7-870 *)8 MB2,93 GHz DMI mit 2,5 GT/s 4 i7-860 *)8 MB2,8 GHzDMI mit 2,5 GT/s 4 *) Sockel 1156

9 Informatik in 13/II: Wahlthema Technische Informatik; Weilburg XI/109 Neu: i7 Modell – 32nm  i980X – ab April `10  ‚Gulftown‘-Technologie  6 Kerne – 12 virtuelle CPUs  12 MB Cache

10 Informatik in 13/II: Wahlthema Technische Informatik; Weilburg XI/1010 QPI – Quick Path Interface  Konkurrenz zu AMDs HyperTransport- Technologie  Ein Common System Interface-Link(QuickPath Intercon-nect) besteht jeweils aus einem 20-Bit breitem Bus, in beide Richtungen, welcher seriell unidirektional arbeitet.  Die Übertragung findet in 80-Bit Paketen statt, wofür 4 Übertragungszyklen benötigt werden. Dabei sind 64-Bit Nutzdaten, die restlichen 16- Bit Headerwerte.

11 Informatik in 13/II: Wahlthema Technische Informatik; Weilburg XI/1011 QPI – Transferraten  Die Transferraten liegen zwischen 4,8-6,4 GT/s, Übertragungsrate von 8,52 GB/s (Netto) bis 12,8 GB/s (Netto) einfach.  Bidirektionaler Bus : der Wert muss mit 2 multi- pliziert werden, also: Transferrate von 19,2 GB/s bzw. 25,6 GB/s (Netto)  Im Vergleich zum höchsten Front-Side-Bus (FSB-1600), (Transferrate: 12,5 GB/s; 4x 400 MHz*8Byte(64Bit)/1024 = 12,5 GB/s) ist der am schnellsten getaktete QPI doppelt so schnell.

12 Informatik in 13/II: Wahlthema Technische Informatik; Weilburg XI/1012 I7 - Performance

13 Informatik in 13/II: Wahlthema Technische Informatik; Weilburg XI/1013 Architektur des i7

14 Informatik in 13/II: Wahlthema Technische Informatik; Weilburg XI/1014 Architektur des i7 – 980X

15 Informatik in 13/II: Wahlthema Technische Informatik; Weilburg XI/1015 Einsatz des i7 – der X58-Chipsatz  Speichercontroller in der CPU (max 25,5 Gb/s).  X58 steuert die Grafik an – mit bis zu 2x PCI-Expr x  Chipsatz mit neuartigem Aufbau  Dazu passend: „Southbridge“ ICH10

16 Informatik in 13/II: Wahlthema Technische Informatik; Weilburg XI/1016 Konfiguration eines i7-Systems

17 Informatik in 13/II: Wahlthema Technische Informatik; Weilburg XI/1017 Vergleich: P43 (für Quadcores)

18 Informatik in 13/II: Wahlthema Technische Informatik; Weilburg XI/1018 Sockel 1156  Chipsatz für die Lynnfield- (45 Nanometer) als auch Clarkdale- (32 Nanometer, Westmere-Familie) CPUs  Es gibt i3 (530,540), i5 ( ) und i7-Prozessoren ( ) in diesem Format

19 Informatik in 13/II: Wahlthema Technische Informatik; Weilburg XI/1019 Warum Sockel 1156?  Wikipedia: Bei Prozessoren für den Sockel 1156 ist der Speichercontroller und der PCIe-Controller (=PCI-Express!) im Prozessor integriert.  Durch die weitere Integration des für breitbandige Datentransfers vorgesehenen PCIe-Controllers auf den CPU-Chip erübrigt sich eine Northbridge für diese Aufgabe.  An die CPU wird deswegen nur noch eine leicht modifizierte Southbridge angebunden, die Intel Platform Controller Hub (PCH) nennt.  Der PCH wird, wie nun bei Intels Southbridges üblich, mit einem Direct Media Interface (DMI) angebunden.

20 Informatik in 13/II: Wahlthema Technische Informatik; Weilburg XI/1020 I5-600-/i5-500-serie

21 Informatik in 13/II: Wahlthema Technische Informatik; Weilburg XI/1021 I und i5-700-Serie

22 Informatik in 13/II: Wahlthema Technische Informatik; Weilburg XI/1022 Intel HD Graphics - Grafik  2 Chips in einem: 32nm- und 45nm- Technologie!  Eignet sich für die HD-Wiedergabe, kann zwei HD-Video-Streams gleichzeitig decodieren und unterstützt neben HDCP auch Dolby TrueHD und DTS-HD (Audio).  Hervorragende Office- und iTunes-CPU!  Erste CPU damit mit erhöhtem GPU-Takt: Intel i5-661

23 Informatik in 13/II: Wahlthema Technische Informatik; Weilburg XI/1023 Intel HD Graphics – Mehr!  Intels sämtliche Westmere-CPUs für den Desktop, verfügen über sechs neue SIMD- Befehle, „AES-NI“: (Advanced Encryption Standard New Instructions).  Einsatz: Verschlüsseln kompletter Laufwerke (mittels Tools wie BitLocker, PGP oder TrueCrypt), Verschlüsseln von Archiven (beispielsweise 7-Zip oder WinZip), zugriffsbeschränktes HD-Material (Pay-to-Play), Internet-Sicherheit und VoIP-Kommunikation.

24 Informatik in 13/II: Wahlthema Technische Informatik; Weilburg XI/1024 DMI  Direct Media Interface (DMI) − Vier Pfade in jede Richtung. − 2.5 GT/s*) Punkt-zu-Punkt-DMI-interface zum Chipsatz (PCH) wird unterstützt.  Auch hier: Abkehr vom „Front-Side-Bus“  *) GT/s = GigaTransfers per second Transferrate in GB/s lt. Intel: etwa doppelt so hoch.

25 Informatik in 13/II: Wahlthema Technische Informatik; Weilburg XI/1025 Der H55-Chipsatz – für S 1156

26 Informatik in 13/II: Wahlthema Technische Informatik; Weilburg XI/1026 5X-Chipsatz-Varianten

27 Informatik in 13/II: Wahlthema Technische Informatik; Weilburg XI/1027 Core-i5-661  Ca. 200 €

28 Informatik in 13/II: Wahlthema Technische Informatik; Weilburg XI/1028 Die „Clarkdale“-Familie

29 Informatik in 13/II: Wahlthema Technische Informatik; Weilburg XI/1029 Pentium G6950  Einzige „nicht-i“-CPU dieser Reihe  Ca €  2 Kerne, kein HT aber mit VT  2.8 GHz (x2)  2*256 kB L2-Cache, 3MB gem. L3- Cache  4800MT/s, Dual-Channel DDR3  HD-Graphics, Sockel 1156

30 Informatik in 13/II: Wahlthema Technische Informatik; Weilburg XI/1030 Core i7/5/3 - Überblick CPUAnzahl Kerne Sockelmit HD- Grafik TBHT i7-980X61366NeinJa i7-9xx41366NeinJa i7-8xx41156NeinJa i5-7xx41156NeinJaNein i5-6xx21156Ja i3-5xx21156JaNeinJa G6xxx21156JaNein

31 Informatik in 13/II: Wahlthema Technische Informatik; Weilburg XI/1031 i3-CPUs – Sockel 1156, alle VT Prozess- Nummer Kerne / Threads Taktfre- quenz CacheTechnikTurbo Boost HT i Kerne / 4 Threads 3,06 GHz4 MB32 nmNeinJa i Kerne / 4 Threads 2,93 GHz4 MB32 nmNeinJa

32 Informatik in 13/II: Wahlthema Technische Informatik; Weilburg XI/1032 i5-CPUs – Sockel 1156, alle VT Prozess.- Nummer Kerne / Threads Taktfre- quenz CacheTechnikTurbo Boost HT i5-750S4 Kerne / 4 Threads 2.40 GHz bis 3.20 (TB) 8 MB45 nmJaNein i Kerne / 4 Threads 2.66 GHz bis 3.20 (TB) 8 MB45 nmJaNein i Kerne / 4 Threads 3.46 GHz bis 3.73 (TB) 4 MB32 nmJa i Kerne / 4 Threads 3.33 GHz bis 3.60 (TB) 4 MB32 nmJa i Kerne / 4 Threads 3.33 GHz bis 3.60 (TB) 4 MB32 nmJa i Kerne / 4 Threads 3.20 GHz bis 3.46 (TB) 4 MB32 nmJa

33 Informatik in 13/II: Wahlthema Technische Informatik; Weilburg XI/1033 CHIP-“Ranking“  te-Desktop-Prozessoren-- index/index/id/693/ te-Desktop-Prozessoren-- index/index/id/693/  Erste AMD-CPU auf Platz 9 – zwischen i7-920 und i5-750 (160.- € Klasse)

34 Informatik in 13/II: Wahlthema Technische Informatik; Weilburg XI/1034 Günstiges Beispielsystem S 1156  Board: Asrock H55M85.- € (bis 8 GB RAM)  Pentium G6950-CPU80.- € (i3-530:103.-, i5-661:195.-, i7-860:240.-€)  8 GB DDR 3, 1066 MHz OCZ225.- € (Kingston: €)

35 Informatik in 13/II: Wahlthema Technische Informatik; Weilburg XI/1035 Günstiges Beispielsystem S 1366  Asrock X58 Extreme155.- € (bis 24 GB RAM!)  i7-920 CPU (2.66 GHz)233.- € (i7-960, 3.2 GHz, €)  8GB DDR-3,1066 MHzOCZ225.- € (Kingston: €)

36 Informatik in 13/II: Wahlthema Technische Informatik; Weilburg XI/1036 Günstiges Beispielsystem S775  Asrock G41M-GS 42.- €  C2D Q9400X*) (2.66 GHz)170.- €  8GB DDR-2 RAMab235.- € *) VT, 4 Kerne, aber kein HT

37 Informatik in 13/II: Wahlthema Technische Informatik; Weilburg XI/1037 G41-Chipsatz

38 Informatik in 13/II: Wahlthema Technische Informatik; Weilburg XI/1038 G41-Grafikeinheit  Intel GMA X4500 Grafikeinheit  flüssige Wiedergabe von HD-Videos ohne separate Grafikkarte oder Decoder  Unterstützt Microsofts DirectX 10 mit − Shader Model 4.0 − OpenGL 2.0

39 Informatik in 13/II: Wahlthema Technische Informatik; Weilburg XI/1039 Quellen      Stand:

40 Informatik in 13/II: Wahlthema Technische Informatik; Weilburg XI/1040 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit


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