Preview Intel Core 2 Duo, la relève du Pentium !

04 juin 2006 à 18h30
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Architecture Intel Core : jetons les bases

Reprenant certains des fondements du Pentium M, la nouvelle architecture Intel Core qui nous préoccupe aujourd'hui vise à corriger la plupart des errements du NetBurst des Pentium 4. Et si Intel se base en partie sur le travail qu'il a déjà effectué avec les Processeurs mobiles, ce n'est pas franchement un hasard. En effet, tandis que les Pentium 4 Northwood rencontraient déjà un certain succès dans le monde des PC de bureau, le fondeur s'est bien vite rendu compte que ceux-ci étaient totalement inadaptés aux Ordinateurs Portables. Il faut se souvenir que les portables Pentium 4 étaient généralement massifs, bruyants avec en prime une autonomie déplorable ! Autant de raisons qui avaient poussé Intel à plancher sur le Banias, le premier processeur pensé dès le départ pour consommer peu, s'échauffer modérément tout en délivrant des performances équivalentes si ce n'est supérieures à ses pairs. Héritier des Pentium M, la micro-architecture Intel Core introduit nombre d'optimisations destinées à offrir le meilleur ratio performance/consommation possible. D'après les services marketing du groupe, l'architecture Intel Core s'illustre grâce à cinq technologies ou vecteurs que nous allons évoquer dans les lignes qui suivent. Mais avant toute chose, soulignons que contrairement aux Pentium 4, les processeurs Intel Core 2 Duo profitent d'une architecture à pipeline court : seulement 14 pipelines contre 31 pour les Prescott...

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Intel Core : un objectif ambitieux...


On commence par la technologie Intel Wide Dynamic Execution qui se pose en héritière du moteur d'exécution dynamique des Pentium Pro, Pentium II et autres Pentium III. L'idée est ici de rendre chacun des cœurs d'exécution littéralement plus large afin de lui permettre de récupérer, répartir, exécuter et retourner jusqu'à quatre instructions par cycle d'horloge contre un maximum de trois instructions pour les Pentium M et Pentium 4. Intel en profite au passage pour augmenter la taille du cache dédié au stockage des instructions alors que les algorithmes de prédiction de branchement sont annoncés comme plus efficaces. Concrètement, les prédictions se font à un rythme d'une par cycle d'horloge, contre une prédiction tous les deux cycles d'horloge sur les Pentium 4 et Pentium M.

Au-delà de ces nouveautés, la grande innovation introduite par l'architecture Intel Core est à n'en pas douter la « macrofusion ». Derrière ce terme barbare se cache un procédé visant à réduire les temps d'exécution et pour bien saisir sa portée, il nous faut rappeler un concept de base commun à nombre de processeurs. Dans le cadre de l'exécution d'un programme, ou plus particulièrement d'une fonction bien précise, le processeur reçoit diverses instructions x86. Avant d'être exécutées, celles-ci sont pré-décodées, triées et enfin décodées avant d'atteindre les ALU, unités arithmétiques, qui auront finalement la charge de les exécuter. Avec la macrofusion Intel propose de combiner, en amont, des paires d'instructions en une seule instruction interne, ou micro-op, pendant le décodage afin de gagner en efficacité. Du coup notre décodeur d'instructions, qui est capable, rappelons-le, de traiter un maximum de quatre instructions par cycle, se voit en mesure de récupérer un total de cinq instructions depuis la file d'attente, deux instructions étant alors fusionnées et traitées par un seul et même décodeur. Pour l'heure, un petit nombre d'instructions prédéfinies profite de ce traitement de faveur comme, et ce n'est qu'un exemple parmi d'autres, une comparaison suivie d'un saut conditionnel.

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Le fonctionnement d'un processeur sans macrofusion et après...


La nouvelle micro-architecture d'Intel profite également de la fusion des micro-ops, ou micro opérations, une fonction introduite avec les Pentum M et étendue aux instructions SSE depuis le Yonah ou Intel Core Duo. Typiquement, les processeurs récents qui fonctionnent en Out-Of-Order éclatent les macro-instructions x86 en opérations basiques avant que celles-ci n'atteignent le pipeline. En fusionnant des micro-opérations provenant d'une même macro-op, on réduit le nombre de micro-ops qu'il faut exécuter tout en améliorant ce qu'on appelle le scheduling, c'est-à-dire l'agencement des tâches au sein du processeur. Intel indique qu'avec l'architecture Core le nombre de micro-ops qu'il est possible de fusionner est étendu, sans toutefois donner plus de précision.
Modifié le 01/06/2018 à 15h36
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