Piacon a Calpella, az Intel új notebookplatformja

A Clarksfield processzorokra és PM55 Express chipsetre alapozó Calpella lényegében a nemrég megjelent új asztali platform, a Lynnfield és P55 Express chipset mobil változata, néhány apróbb különbséggel. Mindez azt jelenti, hogy immár a notebookokban is megváltozik a rendszerarchitektúra, a processzorra költözik a memóriavezérlő és PCI Express kontroller, így a chipset feladatai a korábbi kettő helyett immár egyetlen chippel megvalósíthatóak. A kevesebb chippel pedig csökkennek a platform költségei, a méretek, és növekszik az energiahatékonyság, mely szempontok különösen a notebookoknál fontosak.

A Clarksfield processzor és a PM55 chipset tehát az asztali platform fogyasztásra optimalizált változatának tekinthető (integrált grafika nincs), ennél azonban többet is mutatnak. Mint ismert, a Lynnfield chipek az Intel továbbfejlesztett Turbo Boost technikájával több fokozatban képesek meghaladni a gyári névleges órajelüket olyan szituációkban, mikor egy vagy több mag teljes terhelés alatt áll, a chip disszipációja és hőmérséklete azonban nem éri el a határértéket. Ekkor a chip elkezdi az érintett magok órajelének emelését addig, míg ez disszipációs határt el nem éri, vagy a megengedett lépcsőfokozatokból ki nem fogy - egy vagy két mag esetén ez fog előbb bekövetkezni.

Turbósított Turbo Boost

Mindez remek kezelése két alapvető problémának is, melyek miatt a modern processzorok kapacitásának nagy része parlagon hever a PC-kben. A PC-alkalmazások többsége a mai napig jobban reagál az órajelre, mint a több mag jelenlétére, így az alacsony kihasználtságú magok által fel nem használt energiakeretet a terhelt magok órajelének emelésére lehet fordítani, ami lényegében extra költség nélkül növeli az érintett alkalmazás teljesítményét.

A másik, hogy a chipek órajelét a gyárakban a legrosszabb eshetőség alapján állapítják meg, vagyis extrém aktivitású kód (például egyszerű, cache-elhető számítási hurkok) futtatása magas környezeti hőmérséklet mellett. A legtöbb valódi szoftver kódja azonban közel sem ilyen agresszív, így a magok fogyasztása meg sem közelíti a határértéket, vagyis ismét szabad energiakeretünk áll rendelkezésre ahhoz, hogy növeljük az órajelet, akár mind a négy mag esetén is.

A Turbo Boostot az Intel magonként dedikált betáplálással és új feszültségkapukkal támogatta meg. Ez azt jelenti, hogy a Clarksfield magonként függetlenül képes azok órajelét és energiaállapotát kalibrálni, és a nem használt magok felé akár teljesen lekapcsolni a feszültség továbbítását, megszüntetve ezzel a szivárgási áramot is. Ennek a lehetőségnek a kiaknázásához az operációs rendszer ütemezőjének támogatására is szükség lesz, hogy alacsony terhelés, kvázi üresjárat esetén, ne egyenletesen terítse szét a magok közt a folyamatokat, hanem a lehető legkevesebbre konszolidálja azokat, így megengedve a chipnek, hogy 1-3 magot kivonjon a rendszer alól, értékes energiát spórolva meg a notebooknak.

A Lynnfield esetében a 2,66 gigahertzes Core i5-750 modellnél ez legfeljebb 4 fokozatot (egy fokozat 133 MHz, 533,3 MHz), míg a Core i7 változatoknál 5 fokozatot, 666,6 megahertzet jelent egy mag terhelése esetén, ami 20-24 százalékos gyorsulásnak felel meg. Tekintve, hogy a notebook a fogyasztás lehető legdinamikusabb skálázását követeli meg, azaz a processzor fogyasszon a lehető legkevesebbet, mikor nincs rá sok szükség, de adja a le a lehető legnagyobb teljesítményt, ha kell, a Clarksfieldnél az Intel sokkal tovább ment a Turbo Boosttal.

A notebookok fogyasztási és hődisszipációs (95 watt helyett 45 wattos maximális tartósan fellépő, TDP) korlátjából magától értetődik, hogy a Clarksfield alacsonyabb névleges órajeleken lesz elérhető, mint a Lynnfield. Ettől még a chipek természetesen ugyanúgy képesek a magas órajelek elérésére, a korlát egy külső limit. Mivel a négymagos, 45 nanométeres architektúrát magas, akár 3 gigahertz feletti órajelekre tervezték, a Clarksfield könnyedén, alacsony feszültségen képes elérni a relatíve  magasabb órajeleket is - az órajel-feszültség görbe (shmoo plot) lapos részéről indul, azaz az órajel fokozásához kevéssé kell a feszültségszintet emelni, vagyis a fogyasztás az órajelnél csak enyhén növekszik jobban. Mindez a SpeedStep dinamikus energiagazdálkodási technikával együtt az órajel rendkívül széles tartományú mozgását teszi lehetővé.

Mennyi az annyi?

Az Intel három Clarksfield modellt jelentett be, mind a Core i7 sorozat alatt. A Core i7-720QM (quad mobile) processzor névleges órajele 1,6 gigahertz, L3 cache mérete 6 megabájt, és aktív Hyper-Threadinggel is rendelkezik, így egyidejűleg 8 utasításszál végrehajtására is képes. A 820QM órajele 1,73 gigahertz, és már 8 megabájt L3 tárral rendelkezik, míg a legerősebb az extrém sorozatba tartozó 920XM, 2 gigahertzen, TDP-je pedig már 55 watt. A PM55 Express TDP-je mindössze 3,5 watt.

A Core i7-720QM egy mag órajelét akár 2,8 gigahertzig is képes fokozni, ami nem kevesebb mint 9 fokozat és 1,2 gigahertz, vagyis 75 százalék. Az órajelet a teljesítmény a legritkább esetben követi teljes mértékben, de az egy szálat kihasználni képes, számításintenzív alkalmazások tipikusan 30-60 százalék közötti gyorsulást produkálhatnak. Ráadásul két mag esetén is számíthatunk akár 2,4-2,53 gigahertzes órajelre is, vagyis lényegében kapunk egy közepes órajelű kétmagos asztali chipet.

A SpeedStep segítségével a chip 933 megahertzen is üzemelhet alacsony frekvenciájú üzemmódban, ami azt jelenti, hogy a processzormagok órajele dinamikusan, 1,86 gigahertzes tartományban mozoghat - természetesen nem egyidejűleg. A 820QM 1,2 és 3,06 gigahertz, a 920XM pedig 1,2 és 3,2 gigahertz között választhat órajelet, ami már 2 gigahertzes tartomány.  Az Intel mérnökeinek sikerét és a technika agresszivitását jól jellemzi, hogy a névleges 2 gigahertzes 920XM két magot akár 3,06 gigahertzen is meghajthat, ha működési paramétereken belül tud  maradni.

Még nem az igazi

Mindez lehetővé teszi, hogy a Calpella úgy kínáljon hosszú akkumulátoros üzemidőt, hogy az alkalmazások a lehető legnagyobb sebességgel fussanak, ha arra van szükség - nem kell feladni egyik opciót sem, amit az Intel egy forradalom katarzisával él meg. Jelenlegi formájában a Calpella ugyanakkor ezzel együtt sem az igazán alacsony fogyasztásra termett megoldás, és a drága processzorok (rendre nettó 364, 546, 1054 dolláros listaár) miatt leginkább csak gamer és felső kategóriás multimédiás notebookokban fog felbukkanni, így elsöprő sikert aligha arat majd egy olyan piacon, mely jelenleg az olcsó és kis megoldások felé tendál, és kevesek vásárolnak erőgépeket.

A platform azonban jövő év elején megmutatja foga fehérjét, mikor megjelennek hozzá a hasonlóan turbósított, de 32 nanométeres, kétmagos Westmere mobil processzorok (Clarkdale), már tokon belül integrált grafikus maggal, mely kombináció korábban nem tapasztalt energiahatékonyságot és alacsony fogyasztást ígér. A 32 nanométeres processzornak és 45 nanométeren készülő grafikus chipnek köszönhetően ráadásul drasztikusan csökkenek az előállítási költségek is, így várhatóan az árakat is lenyomja az Intel, hogy megkezdje az új Centrino tömeges bevezetését.