Intel smart cache что это

Обновлено: 06.07.2024

Сегодня я расскажу немного о процессорах Intel.
Intel разрабатывает усовершенствованные высокопроизводительные процессоры для любых устройств, включая серверы корпоративного уровня, устройства для Интернета вещей, ноутбуки, настольные ПК, рабочие станции и мобильные устройства.

Процессоры от данной компании более распространены и весьма неплохо распиарены и это не удивительно.

Если взглянуть на линейку уже вышедших процессоров, то можно найти процессор по любую задачу и на любой кошелек.

Семейства процессоров

Начнем с семейства процессор
На данный момент существует 6 семейств процессоров:
1. Core -Десктопные решения. Используюсь в основном в домашних пк. Данное семейство процессоров нацелено на общий рынок потребителей, и предоставляет от простых i3 процессоров для использования в не требовательных задачах (офис, видео и т.д), i5 это что то среднее между повседневными задачами и тяжелыми вычислениями, до i7 и i9 процессоров для выполнения сложных вычислений и работе с большими массивами данных.

2.Xeon- Серверные решения. Используются на серверах в дата-центрах или в других местах где есть сервера. Выдерживают колоссальную нагрузки и могут работать на предельных частотах.Многие хорошо разгоняются, что дает гибкость при использовании.

3.Atom - Мобильные решения. Используются в слабых и дешевых нетбуках или планшетных компьютерах. В общем, где не нужна мощность,а нужен процессор на котором можно создать портативный девайс. Из-за низких частот и малом тепловыделении, дают хорошую автономность и сравнительно хорошую производительность для слабых систем.

4.PENTIUM и CELERON — Бюджетные решения для маломощных ноутбуков или ПК. Отличный выбор для покупателей бюджетных систем, которым необходимы базовые функциональные возможности по доступной цене. Отлично подходят для повседневной работы на компьютере, например для базовых офисных задач, просмотра веб-страниц с высоким качеством графики, редактирования фотографий и других обыденных и не требовательных задач.
Я объединил эти 2 семейства т.к описание на родном сайте Intel было совмещенное + по сути эти процессоры очень похожи.

5.QUARK- Решение для плат или девайсов Интернета-вещей (IoT). Используется для встраиваемых применений, включая решения со сверхнизким энергопотреблением и носимые устройства.

Техпроцесс

Основным элементом в процессорах являются транзисторы – миллионы и миллиарды транзисторов. Из этого и вытекает принцип работы процессора. Транзистор, может, как пропускать, так и блокировать электрический ток, что дает возможность логическим схемам работать в двух состояниях – включения и выключения, то есть во всем хорошо известной двоичной системе (0 и 1).

Техпроцесс – это, по сути, размер транзисторов. А основа производительности процессора заключается именно в транзисторах. Соответственно, чем размер транзисторов меньше, тем их больше можно разместить на кристалле процессора.

Новые процессоры Intel выполнены по техпроцессу 22 нм. Нанометр (нм) – это 10 в -9 степени метра, что является одной миллиардной частью метра. Чтобы вы лучше смогли представить насколько это миниатюрные транзисторы, приведу один интересный факт: « На площади среза человеческого волоса, с помощью усилий современной техники, можно разместить 2000 транзисторных затворов!»

Поколения

История насчитывает 9 поколений процессоров

Первое поколение (2009, архитектура Nehalem)
Первое поколение (2010, Westmere)
Второе поколение (2011, Sandy Bridge)
Третье поколение (2012, Ivy Bridge)
Четвертое поколение (2013, Haswell)
Пятое поколение (2015, Broadwell)
Шестое поколение (2015, Skylake)
Седьмое поколение (2017, Kaby Lake)
Восьмое поколение (2017, Coffee Lake)
Девятое поколение(2019, Coffee Lake Refresh)

Сокет (socket)

Socket — гнездовой или щелевой разъём (гнездо) в материнской плате, предназначенный для установки в него центрального процессора. Использование разъёма вместо непосредственного припаивания процессора на материнской плате упрощает замену процессора для модернизации или ремонта компьютера, а также значительно снижает стоимость материнской платы. На ноутбучных материнских платах процессор распаен на плате, что исключает возможность его простой замены на другой.
Вот список сокетов для процессоров начиная с поколения Nehalem (2009г.):

Socket H (LGA1156) — Core i7/Core i5/Core i3 с интегрированным двуканальным контроллером памяти и без соединения QuickPath (2009 год)
Socket H2 (LGA1155) — замена Socket H (LGA1156) (2011 год)
Socket R (LGA2011) — Core i7 и Xeon с интегрированным четырёхканальным контроллером памяти и двумя соединениями QuickPath. Замена Socket B (LGA1366) (2011 год)
Socket B2 (LGA1356) — Core i7 и Xeon с интегрированным трехканальным контроллером памяти и соединениям QuickPath. Замена Socket B (LGA1366) (2012 год)
Socket H3 (LGA1150) — замена Socket H2 (LGA1155) (2013 год)
Socket R3 (LGA2011-3) — модификация Socket R (LGA2011) (2014 год)
Socket H4 (LGA 1151) — замена Socket H3 (LGA1150) (2015 год)
Socket R4 (LGA 2066) — замена Socket R3 (2017 год)

Чипсет

Сhipset — набор микросхем, спроектированных для совместной работы с целью выполнения набора заданных функций.

Так, в компьютерах чипсет, размещаемый на материнской плате, выполняет функцию связующего компонента (моста), обеспечивающего взаимодействие центрального процессора (ЦП) c различными типами памяти, устройствами ввода-вывода, контроллерами и адаптерами ПУ, как непосредственно через себя (и имея некоторые из них в своём составе), так и через другие контроллеры и адаптеры, с помощью многоуровневой системы шин. Так как ЦП, как правило, не может взаимодействовать с ними напрямую. Чипсет определяет функциональность системной платы. Являясь по сути основой платформы/системной платы,чипсеты встречаются и в других устройствах.

Практически все производители RAID-контроллеров, уже представили модели контроллеров, которые поддерживают кэширование на SSD, а сегодня, мы посмотрим на то, как это было реализовано компанией HPE на базе её контроллера HPE Smart Array P440ar.

И так, в качестве подопытной системы у меня в руках находится HPE ProLiant DL380 Gen9 в следующей конфигурации:

Процессор: Intel Xeon Processor E5-2643 v3 x2
Память: 8Gb x4
HDD: 600GB SAS 15K x4
SSD: Intel S3700 400Gb

Жёсткие диски были собраны в Raid10, а тестирование проводилось, соответственно, в двух вариантах — с включением HPE Smart Cache и без него (с использованием кэша контроллера, 2Gb).

Думаю что с накопителем Intel S3700 те, кто интересовался этой тематикой, уже давно знакомы. Вышел он уже сравнительно давно и крайне положительно себя зарекомендовал. Сама компания относит их к наивысшему классу — High Endurance и по факту рекомендует их использоваться для высоконагруженных задач типа OLTP, VDI, Big Data, а для кэширования данных менее дорогие — Value Endurance, но, как говорится — что имеем. Хуже, во всяком случае, от этого точно не будет, но для конечных потребителей, это, естественно, увеличит стоимость конфигурации. В любом случае — вы вольны использовать абсолютно любые SSD диски, компания HPE даёт рекомендацию лишь по их объёму — он должен составлять 5-10% от ёмкости вашего массива. Так же стоит оговориться что не все контроллеры поддерживают HPE Smart Cache и младшие модели контроллеров лишены это возможности. Так же Smart Cache будет работать только на серверах 8 и 9 поколений, т.е. повысить производительность дисковой подсистемы старых серверов — не получится, а жаль.

HPE Smart Cache в нынешней реализации позволяет кэшировать как операции чтение, так и на запись, поэтому не имеет каких-то ограничений и может использоваться для любых приложений, которые занимаются обменом информации с дисковой подсистемой.

И так, перейдём к цифрам. Ввиду крайне ограниченного времени на проведение тестов — они будет ограничены использование только iometer.

Для этого теста был выбран наиболее «сложный» и ресурсоёмкий тест — База данных. Конфигурация теста:

С Database patter можно ознакомиться вот здесь

В ситуации, максимально приближённой к боевой, мы можем видеть преимущество использования кэша по всем показателям, как на чтение, так и на запись. При этом время отклика также на порядок ниже, что крайне важно для ресурсоёмких OLTP приложений.

Что касается «классификации» SSD кэша в иерархии ускорения производительности дисковой подсистемы. В принципе у нас существует для этого три способа. Первый, это тема нашего сегодняшнего материала — SSD кэш, второй — переход на All-flash, а третий, это так называемые IO акселераторы, о которых я уже в своё время рассказывал и тестировал — Huawei Tecal ES3000, Fusion-io ioDrive (которые под своим логотипом предлагает и компания HPE) и т.д. Данные устройства способны ещё сильнее увеличить скорость обработки ваших данных, но и стоимость этих решений будет на порядок выше, нежели использование кэша на SSD. Пожалуй, он является наиболее выгодным с точки зрения цена/производительность.

Подводя итог, можно сказать, что при необходимости увеличения производительности дисковой подсистемы сервера, с наименьшими затратами, использование SSD-кэша является вполне оправданным. При относительно невысокой стоимости данного решения (в стоимость решения входит сам SSD + лицензия на HPE Smart Cache для контроллера, а также стоит отметить, что если у вас в сервере установлено несколько RAID-контроллеров — лицензия приобретается для каждого из них отдельно), мы получаем значительный прирост быстродействия.

Прежде всего, приведём содержание слайда, повествующего о технологии Smart Cache, впервые применяемой в процессорах Intel. Как известно, оба ядра в процессоре Yonah будут использовать общий разделяемый кэш второго уровня объёмом 2 Мб. Именно применяемые в этом кэше технологии и объединены под вывеской "Smart Cache".

Как уже сообщалось, данные из кэша будут доступны в полном объёме даже в том случае, если одно из ядер будет отключено. Если учесть, что в целях экономии электроэнергии одно из ядер будет регулярно "засыпать" или отключаться, "бесперебойный" режим работы кэша очень важен. Проходящий через общую шину трафик данных тоже сокращается за счёт возможности обращения обоих ядер к одной порции данных.

Улучшенные механизмы предварительной выборки и более глубокие буферы записи тоже приводят к повышению производительности кэша. Механизм управления разделяемой шиной при этом оптимизирует потоки при работе в одноядерном и двухъядерном режимах. Наконец, специальный буфер адаптирует пропускную способность к режиму работы процессора: при активности двух ядер пропускная способность шины удваивается.

В целом, кэш процессора Yonah используется более эффективно и интеллектуально, оптимизация алгоритма работы кэша и шины позволяют повысить производительность и "скорость реакции", а также снизить затраты энергии.

Приводят коллеги с скриншот процессора Yonah, работающего на частоте 1.46 ГГц. Большой информативностью скриншот CPU-Z версии 1.29 не отличается. Мы видим, что присутствуют два ядра, в режиме простоя они работают на частоте 1.0 ГГц, предусмотрена поддержка расширений SSE3. Собственно говоря, и точное название ядра утилита пока воспроизвести не в силах. Заметим, что серийные процессоры Yonah будут работать на частотах от 1.67 до 2.13 ГГц и поддерживать 667 МГц, так что демонстрируемый образец не отражает всех возможностей будущих решений этого семейства.

Был представлен и образец тонкой настольной системы на базе Yonah. Как видите, она немногим отличается от поставленного на ребро ноутбука - блок питания вынесен наружу, а возможности расширения сильно ограничены. Тем не менее, в качестве компактного развлекательного центра или офисной системы такая машинка может трудиться вполне успешно.

Кстати, японские коллеги с сайта PC Watch поделились соображениями о причинах, побудивших Intel отказаться от поддержки EM64T процессорами Yonah. Основная причина - это желание уменьшить площадь ядра и снизить энергопотребление. Хотя вклад блоков, отвечающих за поддержку EM64T, в эти показатели не так велик, но при тотальной экономии ресурсов важна каждая мелочь. Вторая причина - слабая развитость 64-битной программной инфраструктуры применительно к мобильным приложениям. Хотя современные ноутбуки чаще всего используют обычные настольные программы, но и в этом секторе говорить об изобилии оптимизированных под EM64T приложений пока говорить не приходится. Раз нет предложений, то незачем и суетиться раньше времени, жертвуя энергопотреблением.

Новый процессор 11-го поколения Intel® Core™ i9-11900K — беспрецедентная мощь на пике технологий

Уже давно было понятно, что появление новой микроархитектуры от компании Intel — просто вопрос времени.

Что ж, похоже, это время настало: недавно на рынке стали появляться процессоры от Intel, основанные на чипах нового поколения, под кодовым названием Rocket Lake (микроархитектура Cypress Cove). Ещё мощнее, ещё технологичнее, ещё удобнее для работы и игры — таковы обещания компании.

В наших с вами силах это все проверить. Сегодня мы посмотрим, и, главное, протестируем новый процессор 11-го поколения Intel Core i9-11900K.

Технические характеристики:

Количество ядер: 8
Количество потоков: 16
Базовая тактовая частота процессора: 3.50 ГГц
Максимальная тактовая частота в режиме Turbo: 5.30 ГГц
Частота технологии Intel® Thermal Velocity Boost: 5.30 ГГц
Кэш-память: 16 MB Intel® Smart Cache
Частота системной шины: 8 GT/s
Частота технологии Intel® Turbo Boost Max 3.0 ‡: 5.20 ГГц
Частота Intel® Turbo Boost Technology 2.0 ‡ 5.10 GHz
Расчетная мощность: 125 W

Подчеркнем, что на Intel Core i9-11900K — это фактически флагманский процессор. Хотя, помимо него, линейка довольно обширная: в ней присутствуют четыре модели с индексами 11900, 11700, 11600, 11400 и 11500. Есть также и буквы (F, K, T), которые свидетельствуют об отсутствии видеоядра, разблокированном множителе и малом тепловом пакете соответственно.

При этом у новых процессоров не 10 ядер, как было ранее, а 8 ядер и 16 потоков. Тем не менее, они получили прирост в удельной производительности до 19%, а также увеличение производительности встроенного видеоядра Intel UHD Graphics 750 — до 50%. Присутствует поддержка нового протокола PCIe 4.0.

Новый процессор может работать на запредельно высоких тактовых частотах: 2 ядра благодаря технологии Intel Thermal Velocity Boost могут повышаться до пиковой частоты 5.3 ГГц; в свою очередь, все ядра без проблем работают на тактовой частоте до 5.1 ГГц одновременно с АВТ. Номинальная мощность на базовой частоте — PL1 125 Вт, в ускоренном режиме — PL2 250 Вт.

Несколько слов об аббревиатуре АВТ (Adaptive Boost). По сути, новые процессоры Intel Core i9 11-го поколения с префиксами K и KF являются первыми чипами, оснащенными этой технологией. При помощи нее можно динамически повышать частоту всех ядер в зависимости от доступного теплового запаса.

В наличии поддержка технологии Thunderbolt™ 4, посредством которой можно быстро и без проблем подключаться к мониторам и другим периферийным устройствам; поддержка памяти Intel® Optane™, которая конкретно в переводе на игры поможет обеспечить их быстрый запуск и ускорит загрузку уровней.

Абсолютно не лишним для геймеров будет поддержка технологии Intel® Killer™ Wi-Fi 6E (Gig+) — она автоматически выставляет более высокий приоритет для игр в загруженных сетях.

Процессор также поддерживает DDR4-3200 SDRAM в оптимальной конфигурации при стандартных настройках (режим Gear 1). Контроллер памяти и память работают с одинаковой частотой (1:1), обеспечивая наименьшую задержку и лучшую производительность. В режиме же Gear 2 память работает на частоте, удвоенной относительно частоты контроллера (1:2).

Немного про коробку поставки: Intel Core i9-11900K поставляется в безупречно выполненной коробке с соответствующими логотипами и надписями на ней. Комплект поставки в нашем случае включает в себя только сам процессор и вышеупомянутую коробку (BOX вариант). Есть также OEM комплект поставки, который будет включать в себя только процессор.

Про дизайн в случае с процессорами говорить особо не приходится. Это привычный процессор Intel Core с разъемом LGA 1200.

Читайте также: