เผยข้อมูล Sandy Bridge : สถาปัตยกรรมซีพียูแห่งปี 2011 จาก Intel

head

ในคอลัมน์ Hard Stuff ฉบับที่แล้ว เชื่อว่าผู้อ่านหลายๆ ท่านคงอิ่มหนำไปกับข้อมูลของ Bulldozer ซึ่งเป็นสถาปัตยกรรมซีพียูชุดใหม่จาก AMD ไปแล้วแน่ๆ และในตอนท้ายของบทความนั้นผมได้ทิ้งท้ายไว้ว่า Intel ก็กำลังจ้องเปิดตัวสถาปัตยกรรมซีพียูตัวใหม่ที่มีชื่อว่า Sandy Bridge ด้วยเหมือนกัน และก็เป็นไปตามคาดครับ เพราะเมื่อช่วงเดือนกันยายนที่ผ่านมาภายในงาน Intel Developer Forum (IDF) Intel ได้เปิดตัว Sandy Bridge แล้วอย่างเป็นทางการ ฉะนั้นในคอลัมน์ Hard Stuff ฉบับนี้ ผมขอใช้เนื้อที่บรรยายข้อมูลและความสามารถของน้องแซนดี้ตัวนี้ให้เป็นที่ประจักษ์ก็แล้วกันนะครับ แล้วท่านผู้อ่านจะรู้ว่าเจ้าหล่อนนั้นไม่ธรรมดาเลย

ภาพที่ 1 แสดงให้เห็นถึงกลยุทธ์ tick-tock ของ Intel ในการออกซีพียูรุ่นใหม่ๆ
ภาพที่ 1 แสดงให้เห็นถึงกลยุทธ์ tick-tock ของ Intel ในการออกซีพียูรุ่นใหม่ๆ

ผู้ที่อยู่ในวงการฮาร์ดแวร์คอมพิวเตอร์มาตลอดในช่วงระยะเวลา 4-5 ปีที่ผ่านมานั้นน่าจะพอทราบกลยุทธ์ tick-tock ของ Intel กันมาแล้วบ้าง โดย tick คือการลดขนาดกระบวนการผลิตซีพียูที่ใช้สถาปัตยกรรมเดิมลง ส่วน tock นั้นคือการใช้สถาปัตยกรรมซีพียูตัวใหม่บนกระบวนการผลิตก่อนหน้า ซึ่ง tock ครั้งแรกที่เรารู้จักกันคือสถาปัตยกรรม Conroe เมื่อปี 2006 ต่อมาก็คือ Nehalem เมื่อปี 2008 และในปี 2011 นี้เราก็จะได้เห็น Sandy Bridge ซึ่งกำลังจะกลายมาเป็นสถาปัตยกรรมตัวล่าสุดบนกระบวนการผลิต 32 นาโนเมตร (tick – Westmere) ส่วน tick ครั้งถัดไปนั้นเราก็จะได้เห็น Ivy Bridge ซึ่งก็คือการนำ Sandy Bridge มาลดกระบวนการผลิตลงให้เหลือ 22 นาโนเมตรนั่นเอง

ชื่อใหม่

ภาพที่ 2 แสดงให้เห็นถึงโลโก้ใหม่สำหรับซีพียู Sandy Bridge จะเห็นได้ว่าจะยังคงแบรนด์ Core i เอาไว้เช่นเดิม
ภาพที่ 2 แสดงให้เห็นถึงโลโก้ใหม่สำหรับซีพียู Sandy Bridge จะเห็นได้ว่าจะยังคงแบรนด์ Core i เอาไว้เช่นเดิม

ภายในงาน IDF ที่ผ่านมาทาง Intel ได้ประกาศชื่อที่จะใช้ในการตลาดของ Sandy Bridge แล้วอย่างเป็นทางการ โดยทางบริษัทระบุว่า Sandy Bridge นั้นจะได้รับการขนานนามว่าเป็น Core i7, i5 และ i3 รุ่นที่สอง เพราะฉะนั้นชื่อที่ทาง Intel ใช้ในการตลาดจะยังคงนำหน้าด้วย Core i7, i5 และ i3 อยู่ แต่จะมีการเพิ่มเติมเลขและตัวอักษรห้อยท้ายเพื่อระบุว่าเป็น Sandy Bridge ดังภาพที่ 1 ครับ

ภาพที่ 3 แสดงความหมายของเลขแต่ละตัวของซีพียู Sandy Bridge
ภาพที่ 3 แสดงความหมายของเลขแต่ละตัวของซีพียู Sandy Bridge

เมื่อดูจากภาพที่ 3 แล้วจะเห็นได้ว่า Sandy Bridge ทุกตัวที่วางตลาดนั้นจะมีเลข 2 นำหน้าเลขรุ่นสี่หลักเสมอ ซึ่งเป็นการระบุว่านี่คือ Core i รุ่นที่สองนะ และนอกจากเลขรุ่นที่เพิ่มมาอีกหนึ่งหลักแล้ว ตรงท้ายสุดเรายังเห็นตัวอักษรตามหลักคือ K, S และ T โดย K นั้นหมายถึงซีพียูได้ที่ได้รับการปลดล็อคตัวคูณมาแล้ว สามารถทำการโอเวอร์คล็อกได้โดยง่าย ส่วน S หมายถึงซีพียูที่ได้รับการปรับปรุงการใช้งานมาเป็นพิเศษ ซึ่งจะมีความเร็วมาตรฐานต่ำกว่ารุ่นเดียวกันที่ไม่มี S แต่จะมีความเร็วเมื่อทำการ Turbo Boost ที่เท่ากัน และมีค่า TDP การใช้พลังงานที่น้อยกว่าครับ สุดท้าย T คือซีพียูที่ได้รับการออกแบบมาเพื่อประหยัดพลังงานเป็นพิเศษนั่นเอง ซึ่งจะกินไฟตั้งแต่ 35 – 45W เท่านั้น!

ภาพที่ 4 แสดงรายชื่อส่วนหนึ่งของ Sandy Bridge 1ที่กำลังจะวางหน่ายในอนาคต จะเห็นได้ว่า Core i7 นั้นจะเป็นแบบ 4 แกน/8 เธรด Core i5 จะเป็น 4 แกน / 4 เธรด และ Core i3 จะเป็น 2 แกน / 4 เธรด เช่นเดิม
ภาพที่ 4 แสดงรายชื่อส่วนหนึ่งของ Sandy Bridge 1ที่กำลังจะวางหน่ายในอนาคต จะเห็นได้ว่า Core i7 นั้นจะเป็นแบบ 4 แกน/8 เธรด Core i5 จะเป็น 4 แกน / 4 เธรด และ Core i3 จะเป็น 2 แกน / 4 เธรด เช่นเดิม

สถาปัตยกรรมใหม่

ภาพที่ 5 แสดงโครงสร้างในภาพรวมของ Sandy Bridge
ภาพที่ 5 แสดงโครงสร้างในภาพรวมของ Sandy Bridge

หลายๆ ท่านคงทราบดีว่าซีพียูที่ใช้กระบวนการผลิต 32 นาโนเมตรของ Intel ที่มีชื่อรหัสว่า Clarkdale และ Arrandale นั้นจะมีชิพกราฟิกประกับคู่มาด้วยติดกับ die ของซีพียู แต่ Sandy Bridge นั้นกลับต่างออกไปครับ โดยเป็นที่แน่นอนแล้วว่า นอกจากจะใช้กระบวนการผลิต 32 นาโนเมตรแล้ว น้องแซนดี้ของเรายังมีชิพกราฟิกที่อยู่บน die เดียวกันซีพียูด้วย ซึ่งมีการใช้แคชระดับสามร่วมกัน

ทาง Intel ได้แบ่งชิพกราฟิกบน Sandy Bridge ออกเป็นสองรุ่นด้วยกัน โดยแบ่งเป็นตัวที่มีแกนเดียวและสองแกน โดยทางบริษัทได้อธิบายเพิ่มเติมว่าชิพกราฟิกแกนเดียวนั้นจะมี EUs ทั้งหมด 6 EUs โดยเจ้า EUs นั้นสามารถเข้าใจได้ง่ายๆ ว่าเป็น CUDA Cores เวอร์ชั่น Intel นั่นเอง เพราะฉะนั้นสำหรับ Intel แล้ว ชิพกราฟิกที่มีสองแกนนั้นหมายถึงรุ่นที่มี EUs ทั้งหมด 12 ชุดครับ (6 EUs x 2 แกน = 12 EUs)

ถึงแม้อาจฟังดูไม่มากนัก แต่ผลการทดสอบแสดงให้เห็นว่า Intel ประสบความสำเร็จเป็นอย่างมากในการพัฒนาประสิทธิภาพชิพกราฟิกบนตัวซีพียูนี้เมื่อเทียบกับ Clarkdale/Arrandale ก่อนหน้า ซึ่งทางบริษัทได้ประกาศว่าประสิทธิภาพชิพกราฟิกของ Sandy Bridge นั้นเพิ่มขึ้นกว่า 2 เท่าตัวเลยทีเดียว นอกจากนั้นทาง Intel ยังระบุด้วยว่าชิพซีพียูและชิพกราฟิกนั้นสามารถทำการ Turbo Boost แบบแยกกันได้ถึงแม้จะอยู่บน die เดียวกันก็ตาม กล่าวคือเมื่อท่านกำลังเล่นเกมที่กินกราฟิกมากกว่าซีพียูอยู่แล้วล่ะก็ ความเร็วของซีพียูอาจจะรันที่ความเร็วมาตรฐาน และชิพกราฟิกก็จะได้รับการเร่งความเร็วขึ้นไปแทนให้มากเท่าที่ค่า TDP จะรับได้ แต่ในทางกลับกันเมื่อท่านกำลังใช้แอพพลิเคชั่นทีกินแรงซีพียูมากกว่า ตัวระบบก็จะคงความเร็วของชิพกราฟิกไว้ให้เท่าเดิม แต่จะทำการเร่งความเร็วของซีพียูขึ้นไปแทนครับ เยี่ยมจริงๆ!

นอกจากนั้น ก็เป็นที่แน่นอนแล้วว่า Sandy Bridge จะรองรับชุดคำสั่ง AVX เช่นเดียวกับ Bulldozer เพื่อการใช้งานแอพพลิเคชั่นและโปรแกรมที่รวดเร็วยิ่งขึ้น ส่วนทางด้านแคชระดับหนึ่งนั้นก็จะอยู่ที่ 64KB โดยแบ่งเป็นส่วนที่รับผิดชอบด้านคำสั่ง 32KB และด้านข้อมูลอีก 32KB และแคชระดับสองนั้นก็จะอยู่ที่ 256KB

สำหรับแคชระดับสามนั้นก็จะมีมากน้อยไม่เท่ากันตามระดับของรุ่น โดยมากที่สุดนั้นก็จะเป็น Core i7 2600 ซึ่งมี 8MB ส่วน 2400, 2500 นั้นจะมี 6MB และ 2100 จะมีน้อยสุดที่ 3MB ครับ ซึ่งจะว่าไปแล้วสำหรับตัว Sandy Bridge เองนั้น แคชระดับสามจะมีความสำคัญมากขึ้น เพราะว่าจะต้องแบ่งการใช้งานร่วมกับชิพกราฟิกตามที่กล่าวไปแล้วนั่นเอง

เอนจิ้นมีเดียภายใน Sandy Bridge

นอกเหนือจากชิพกราฟิกที่ได้รับการพัฒนาให้ดีขึ้นอย่างมากแล้ว ภายในชิพกราฟิกของ Sandy Bridge เราก็จะยังได้พบกับมีเดียโปรเซสเซอร์ ซึ่งประกอบไปด้วยสองส่วนคือ ส่วนถอดรหัสวิดีโอ (video decode) และส่วนเข้ารหัสวิดีโอ (video encode) ครับ

ทางด้านความสามารถการถอดรหัสวิดีโอความละเอียดสูงของ Sandy Bridge นั้นทาง Intel กล่าวว่าเอนจิ้นที่รับผิดชอบหน้าที่นี้จะได้รับการปรับปรุงให้ดีขึ้นอย่างมากโดยเฉพาะด้านการใช้ทรัพยากรจากซีพียู อันเนื่องมาจากโครงสร้างการวางไปป์ไลน์วิดีโอใหม่ภายในตัวชิพ สำหรับความเร็วในการเข้ารหัสไฟล์ภาพยนตร์ความละเอียดสูงนั้นก็ได้รับการพัฒนาด้วยเช่นกัน โดยทาง Intel ได้ทดสองแปลงไฟล์วิดีโอความละเอียด 1080p ที่มีบิทเรท 30Mbps ความยาว 3 นาที ให้ไปเป็นฟอร์แม็ตไฟล์วิดีโอของ iPhone ความละเอียด 640 x 480 ซึ่งขั้นตอนทั้งหมดใช้เวลาเพียง 14 วินาทีเท่านั้น

Turbo Boost ที่แรงยิ่งขึ้น!

คุณสมบัติหนึ่งที่นับว่าเป็นเอกลักษณ์ของซีพียู Intel ณ ปัจจุบันก็คือ Turbo Boost ซึ่งเป็นความสามารถในการเร่งความเร็วแกนประมวลผลของซีพียูที่กำลังใช้งานอยู่ให้มากขึ้น ในขณะเดียวกันตัวระบบก็จะไปลดกำลังไฟที่จ่ายให้กับแกนประมวลผลที่ไม่ได้ถูกใช้งานอยู่ เพื่อไม่ให้อัตราการใช้พลังงานนั้นเกินค่า TDP ที่กำหนดไว้นั่นเอง

อย่างไรก็ตาม ซีพียูของ Intel ที่มี Turbo Boost ทุกตัวในปัจจุบันจะทำงานโดยอิงสมมติฐานว่า ทันทีที่ระบบเปิดการใช้งาน Turbo Boost อัตราการใช้พลังงานของซีพียูตัวดังกล่าวจะขึ้นถึงระดับที่ค่า TDP กำหนดไว้ในทันที แต่ในความเป็นจริงแล้วไม่เป็นเช่นนั้น เนื่องจากตอนที่เปิดใช้งาน Turbo Boost จะมีช่วงเวลาระยะหนึ่งที่ซีพียูยังไม่ใช้พลังงานจนถึงระดับ TDP ซะทีเดียว ซึ่งทางวิศวกรของ Intel ได้เล็งเห็นประโยชน์จากจุดนี้ จึงทำให้คุณสมบัติ Turbo Boost ของ Sandy Bridge นั้นจะได้รับการพัฒนาในแง่ที่ว่าตัวระบบอนุญาตให้ซีพียูเร่งความเร็วแกนประมวลผลที่กำลังถูกใช้งานให้สูงกว่าที่ค่า TDP กำหนดเป็นระยะเวลาสั้นๆ ประมาณ 25 วินาที ในขณะเดียวกันตัวซีพียูก็จะสะสมค่าพลังงานไว้เมื่อแกนประมวลผลไม่ได้ถูกใช้งาน และจะจ่ายพลังงานนี้ให้กับแกนประมวลเมื่อความต้องการใช้งานเพิ่มมากขึ้น ซึ่งหมายความว่ายิ่งซีพียูอยู่เฉยๆ นานเท่าไร ตัวซีพียูก็จะมีศักยภาพในการเร่งความเร็วไปให้สูงกว่าที่ค่า TDP กำหนดมากขึ้นเท่านั้น และเมื่อซีพียูเกิดความร้อนเพิ่มมากขึ้นเนื่องจากเร่งความเร็วมากเกินไป ตัวระบบก็จะลดความเร็วลงให้เท่ากับที่ค่า TDP จะให้ได้ครับ

ซ็อกเก็ตและชิพเซ็ตใหม่

เป็นเรื่องปกติธรรมดาไปแล้วสำหรับซีพียูจากค่าย Intel ที่พอออกอะไรใหม่ๆ มาทีผู้ใช้งานก็ต้องเปลี่ยนเมนบอร์ดที และสำหรับ Sandy Bridge นั้นก็ไม่มีข้อยกเว้นครับ เพราะเป็นที่แน่นอนแล้วว่าซีพียูนั้นต้องใช้งานร่วมกับซ็อกเก็ต LGA1155 ซึ่งจะอยู่บนชิพเซ็ต P67 และ H67 ครับ โดยความต่างของทั้งสองคือ H นั้นจะสามารถใช้งานร่วมกับชิพกราฟิกในตัวซีพียูได้ แต่ P จะใช้ไม่ได้

จากในภาพสองนั้นจะเห็นได้ว่า ถึงแม้ชิพ P67 นั้นจะไม่สามารถใช้งานชิพกราฟิกภายในได้ แต่ประโยชน์ที่จะได้รับคือผู้ใช้สามารถใช้การ์ดกราฟิกร่วมกันสองตัวได้ที่ความเร็ว x8 และนอกจากนั้นตัวชิพเซ็ตจะทำการปลดล็อคตัวคูณของหน่วยความจำมาให้แล้ว จึงทำให้เราสามารถโอเวอร์คล็อกความเร็วของแรมเราได้ ในขณะที่ H67 นั้นไม่สามารถทำได้ครับ ฉะนั้นตัวแรมจะวิ่งที่ความเร็ว 1333MHz ตามที่ตัวชิพเซ็ตรองรับเท่านั้น

อย่างไรก็ตาม ชิพเซ็ตทั้งคู่นั้นจะยังคงรองรับพอร์ต SATA 6Gb/s เหมือนกัน แต่จะได้สูงสุดเพียง 2 พอร์ตเท่านั้น ส่วนพอร์ต SATA อีก 4 พอร์ตที่เหลือจะรันที่ 3Gb/s แต่เป็นที่น่าเสียดายอย่างยิ่งว่าชิพเซ็ตทั้งสองนั้นจะยังไม่รองรับพอร์ต USB 3.0 เช่นเดิม ส่งผลให้ทางผู้ผลิตเมนบอร์ดต้องหาชิพของบริษัทอื่นมาใช้งาน เพื่อให้ตัวเมนบอร์ดสามารถรองรับ USB 3.0 ได้

สำหรับรายละเอียดที่น่าสนใจของชิพเซ็ตส่วนอื่นที่เหลือนั้นก็เห็นจะเป็นทางด้านความเร็วของ PCIe 2.0 ที่ได้รับการอัพเกรดมาให้เป็น 5GT/s จากเดิม 2.5GT/s ซึ่งส่งผลให้อินเตอร์เฟสของ USB3.0  และ SATA 6Gb/ ที่เชื่อมต่อกับเลนของ PCIe x1 นั้นสามารถรับส่งข้อมูลได้เร็วขึ้นถึงสองเท่า จากเดิม 250MB/s (2.5GT/s) ไปเป็น 500MB/s (5GT/s) เลยทีเดียว

ส่งท้าย

ในที่สุดก็จบไปแล้วนะครับ สำหรับบทความแนะนำน้องแซนดี้จากบ้าน Intel ที่จะมาโลดแล่นในตลาดไอทีช่วงครึ่งแรกของปีหน้า โดยจะเห็นได้ว่าทาง Intel นั้นได้ทำการพัฒนาความสามารถของสถาปัตยกรรมซีพียูตัวเองให้ดียิ่งขึ้นจากเดิมไปอีกมากเลย โดยเฉพาะด้านกราฟิก ฉะนั้นในปีหน้าเราคงได้เห็นการแข่งขันระหว่างสองค่ายกันอย่างดุเดือดแน่นอน สุดท้ายผมอยากให้ท่านผู้อ่านสังเกตให้ดีว่าชิพเซ็ตที่ทาง Intel ใช้กับ Sandy Bridge นั้นจะขึ้นต้นด้วย P และ H ซึ่งเป็นชิพเซ็ตสำหรับตลาดระดับกลางและผู้เริ่มต้นตามลำดับ ท่านผู้อ่านเดาถูกแล้วครับ เพราะข่าวออกมาว่าภายในครึ่งหลังของปี 2011 นั้น ทาง Intel เตรียมตัวออกซีพียูใหม่สำหรับตลาดระดับบนซึ่งตอนนี้มี Core i7 9xx ที่ใช้ซ็อกเก็ต LGA1366 นั่งบัลลังก์อยู่ โดยเป็นไปได้สูงว่าทาง Intel จะทำการแทนที่ซ็อกเก็ตดังกล่าวด้วย LGA2011 ซึ่งรองรับหน่วยความจำแบบ Quad Channel และเราจะได้เห็นซีพียูที่ใช้สถาปัตยกรรม Sandy Bridge แบบ 6 แกนหรือมากกว่าเป็นครั้งแรก อื้อหือ… จะมากไปไหนเนี่ย

Advertisements

ใส่ความเห็น

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out /  เปลี่ยนแปลง )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out /  เปลี่ยนแปลง )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out /  เปลี่ยนแปลง )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out /  เปลี่ยนแปลง )

Connecting to %s