Intel Core i5/i7 Lynnfield test

Lynnfield versus Bloomfield

De Lynnfield is zoals beschreven gebaseerd op de Nehalem architectuur die Intel in november vorig jaar introduceerde met de komst van de Core i7 processors. Met de nieuwe architectuur wist Intel flinke prestatiewinsten te boeken door een combinatie van verschillende nieuwe technologieën. Een van de belangrijkste eigenschappen van de Nehalem architectuur is de integratie van de geheugencontroller in de CPU, waardoor de verschillende cores op zeer hoge snelheid met het geheugen kunnen communiceren. Een ander belangrijk nieuwtje is de terugkeer van HyperThreading uit het Pentium 4 tijdperk: met deze techniek kan iedere core tegelijkertijd instructies van twee programmathreads verwerken. Ook de cache werd door Intel flink onder handen genomen, door in de nieuwe architectuur iedere core een beperkte hoeveelheid eigen L2-cache te geven en daarnaast een flink brok gedeelde L3-cache te implementeren. Misschien wel de mooiste nieuwe functie binnen de Nehalem architectuur is de Turbo-modus, die ervoor zorgt dat processors automatisch op hogere kloksnelheden, mits het stroomverbruik en de warmteproductie dat toelaten. Zoals we verderop zullen zien heeft Intel deze Turbo Modus inmiddels verder doorontwikkeld en is dit hét geheime wapen van de nieuwe Socket 1156 CPU's.

Het doel van Lynnfield is om de Nehalem architectuur voor goedkopere PC's beschikbaar te maken. Hoewel de chip bijzonder veel overeenkomsten kent met de Bloomfield chip die de basis vormt van de huidige Socket 1366 Core i7 processors, zijn er toch de nodige verschillen aangebracht om enerzijds de CPU zélf goedkoper en kleiner te maken en anderzijds ook het platform (moederbord, chipset, geheugen) betaalbaarder te maken.

Een dieshot van de Lynnfield chip

Om met de overeenkomsten te beginnen: net als Bloomfield bevat Lynnfield vier cores die in één chip zijn ondergebracht. HyperThreading is ook geïmplementeerd, al wordt dat zoals we verderop zullen zien niet bij alle processors ingeschakelt. Ook op het gebied van cache geheugen zijn er geen verschillen: iedere core heeft 256 kB eigen L2-cache beschikbaar en daarnaast is er 8 MB gedeelde L3-cache. Concreet: kijken we puur naar de processorcores en wat daar direct aan vast zit, dan zijn er eigenlijk geen verschillen tussen de twee Nehalem-gebaseerde chips.

Het eerste belangrijke verschil vinden we bij de geïntegreerde geheugencontroller. Bloomfield heeft een triple-channel DDR3-controller, één van de unieke aspecten waardoor Core i7 systemen zo'n goede prestaties bieden. Bij Lynnfield heeft Intel weer een stapje terug gedaan naar twee kanalen. De beschikbare geheugenbandbreedte is dus minder, maar dit resulteert wel in een minder complexe CPU, minder complexe moederborden en de consument hoeft een reepje geheugen minder te kopen.

Een tweede verschil is dat de QuickPath interface die we kennen van de huidige Core i7's is verdwenen. Op zich hoeven we daar geen traan om te laten: deze speciale bus is in feite ontwikkelt om in server systemen twee of meer CPU's op een efficiënte wijze met elkaar te laten communiceren. Dat de Core i7 deze QuickPath bus heeft is eigenlijk primair te verklaren door het feit dat de Bloomfield chip ook gebruikt wordt voor Xeon CPU's, al gebruikt Intel dan de codenaam 'Gainestown'. (Begint het trouwens op te vallen? Desktop CPU's zijn de laatste jaren altijd fields, server processors altijd towns.)

In plaats van die QPI-bus krijgen we bij Lynnfield wel iets anders terug: Intel heeft immers de PCI-Express 2.0 controller voor de videokaart in de CPU geïntegreerd. Op die manier kan de videokaart dus rechtstreeks met de processor communiceren, zonder tussenkomt van een chipset. Dat betekent dat bij games een kleine, maar toch zeker aanwezige bottleneck is weggenomen. De Lynnfield chip biedt 16 lanes aan, die ofwel voldoende voor één videokaart, ofwel verdeeld kunne worden naar 2x 8-lanes voor SLI of Crossfire.

Doordat zowel de geheugencontroller als de PCI-Express controller in de processor zijn geïntegreerd, heeft de CPU inmiddels alle taken van de traditionele north bridge over genomen. Geen wonder dat we op voor Lynnfield geschikte moederborden nog maar één chip tegenkomen die in feite puur de taken van de south bridge opzicht neemt. De nieuwe P55, waarover verderop meer, is dus in feite geen chipset meer, maar een chip. Voor de verbinding tussen de processor en deze enkele chip wordt de DMI-bus gebruikt, die op dit moment door Intel ook al wordt ingezet voor de communicatie tussen north en south bridges bij conventionele chipsets.

Onderstaande afbeelding laat dat duidelijk zien; links zie je de schematische opbouw van een Socket 775 systeem, waarbij de north bridge de geheugencontroller en PCI-Express controller bevat. Rechts zie je de opbouw van een Lynnfield systeem, met zoals te zien nog één chip. In het overzicht zie je ook direct de mogelijkheid om een display op de chipset aan te sluiten; dat wordt bij Lynnfield en P55 nog niet toegepast, maar in de nabije toekomst wel. Meer daarover aan het eind van dit artikel.