Neuerungen und Features der verbesserten Core-Mikroarchitektur

Architektur Refresh

Intel hat beim Penryn nicht an neuen Features gespart. Beispielsweise wurde ein neuer "Fast Radix-16 Divider" implementiert, der mit vier Bits pro Takt doppelt so schnell dividieren kann wie bisher. Weiter können dank der Verkleinerung der Strukturbreite auf 45nm nun 6 MByte grosse Level 2 Caches pro Kern integriert werden, die 24-fach assoziativ angesprochen werden. Somit sollen diese auch effizienter als bisher (16-fach) angesprochen werden können. Intels Smart Memory Access erlaubt einen höheren Bustakt von 1333MHz bezüglich der Desktop-Prozessoren und bis zu 1600MHz bei Server-Prozessoren. Unter Advanced Digital Media Boost wird die Implementierung des SSE4 Befehlssatzes sowie der Super Shuffle Engine verstanden. Super Shuffle hängt dabei auch eng mit SSE4 zusammen, wobei diese Technologie 128-Bit-SSE-Rechenoperationen pro Takt erlaubt. Nicht zuletzt hat Intel dem Penryn mit Deep Power Down und Enhanced Dynamic Accelration auch weitere Power-Fähigkeiten spendiert. Deep Power Down ermöglich die komplette Abschaltung eines Kerns sofern sich dieser im Idle Zustand befindet. Enhanced Dynamic Acceleration ermöglicht eine effizientere Nutzung eines Kerns wobei dieser um einen gewissen Prozentsatz höher getaktet wird sofern der zweite Kern nicht benötigt wird.


45nm High-K-Technologie



Die Verkleinerung der Strukturbreite von 65nm auf 45nm ist einem weiteren Durchbruch in der Transistorforschung zu verdanken. Verkleinerte man die Strukturbreite der bisherigen Transistoren, so stiegen die Leckströme über ein kritisches Niveau, was bis zur Dysfunktions der CPU führen kann. Anhand des neuen High-k Gate-oxides, welches auf die Verwendung von Hafnium baut sowie der Verwendung eines Metal Gates wurde es Intel möglich die Leckströme der 45nm-Architektur in den Griff zu bekommen.
Die Vorteile die sich daraus ergeben: Es können doppelt soviele Transistoren integriert werden, was neue Features erlaubt. Weiter kann die Schaltgeschwindigkeit der Transistoren um mehr als 20 Prozent erhöht werden was höhere Taktraten sowie mehr Instruktionen pro Takt ermöglicht.


Power Management

Um die Akkulebensdauer in mobilen Computern noch weiter zu erhöhen hat Intel dem Penryn mit Deep Power Down einen weiteren Energiesparmodus mit auf den Weg gegeben. Befindet sich ein Prozessorkern im Idle-Modus, sprich wird dieser gerade nicht beansprucht, wird in einer ersten Stufe der der gemeinsam genutzte Level 2 Cache teilweise deaktiviert. Weiter kann die Spannung desjenigen Prozessors, der nicht benutzt wird noch weiter abgesenkt werden, als dies beim bisherigen C3-Modus der Fall war. Mit Deep Power Down direkt einher geht Dynamic Acceleration, die den aktiven Prozessorkern höher takten kann. In dieser Stelle kann man sich berechtigt die Frage stellen inwiefern dies die gesparte Energie wieder kompensiert.


SSE4 Instruktionsset

Mit SSE4 führt Intel ein weiteres mächtiges Instruktionsset ein. Ganze 47 Befehle umfasst SSE4, die in erster Linie Video- und Grafikanwendungen beschleunigen.
An dieser Stelle muss erwähnt sein, dass diese Erweiterungen erst genutzt werden können, wenn sie von den Softwareherstellern auch implementiert wurden, was aber im Allgemeinen recht schnell umgesetzt wird.
Es sollen nicht nur Desktop-Applikationen von SSE4 profitieren. Auch Spiele sowie Physikberechnungen sollen in den Genuss eines durchaus respektablen Leistungszuwachses kommen. Ein erstes Spiel, welches SSE4 komplett unterstützt, wird Alan Wake sein.
Bildbearbeitung soll bis 15 Prozent schneller von statten gehen, Videos Enkodieren soll durchschnittlich 20 Prozent profitieren wobei SSE4 optimierte DivX-Kodierung gar doppelt so schnell ablaufen soll. Der Performancezuwachs beim 3D-Rendering soll mehr als 25 Prozent betragen und auch Spiele soll mit bis zu 40 Prozent Leistungszuwachs massiv profitieren. Selbst bei Serveranwendungen sollen satte 25 Prozent Leistungszuwachs zu verbuchen sein.