Yonah
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Yonah è il nome in codice dell'evoluzione dual core del processore Pentium M, la cui ultima incarnazione è basata sul core Dothan, e costituisce la prima architettura dual core ottimizzata per i sistemi mobile mai realizzata prima. Per distinguere maggiormente il nuovo prodotto dai precedenti, Intel ha deciso di abbandonare il nome "Pentium M" adottando un nuovo nome commerciale per questa CPU, chiamandola Core Duo per le versioni a doppio core, mentre Core Solo per quelle a singolo core, destinate alla fascia economica del mercato.
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[modifica] Caratteristiche tecniche
[modifica] Processo produttivo
A dispetto del nome commerciale scelto da Intel, si tratta, in un certo senso, di 2 Dothan costruiti affiancati in un unico blocco di silicio secondo un approccio a Die Monolitico, e i socket utilizzati sono il PGA 478 e il BGA 479 (Socket 479). Per realizzare tale processore viene utilizzato il nuovo processo litografico a 65 nm, il BUS è a 667 MHz (contro i 533 MHz di Dothan), e la cache di secondo livello è di 2 MB, pari al quantitativo installato sui core Dothan; sebbene gli attuali modelli di CPU dual core (Pentium D Smithfield) dispongano già di un simile quantitativo di cache di secondo livello, in tali processori ciascun core può accedere soltanto ad 1 MB di memoria cache dedicata: in Yonah questa barriera viene a cadere e i due core, attraverso un BUS dedicato, possono accedere dinamicamente alle risorse di memoria disponibili; tale tecnologia prende il nome di Smart Cache.
Il modello di punta al momento del lancio era quello a 2,16 GHz ed è sicuramente significativo vedere come la frequenza di clock al debutto fosse pari a quella massima di Dothan in commercio, considerando che Yonah ha architettura dual core e che l'obiettivo di Intel è fare in modo che queste nuove CPU abbiano lo stesso consumo delle soluzioni single core Dothan già disponibili sul mercato.
Intel ha dichiarato, per voce del suo presidente Paul Otellini, che Yonah promette prestazioni 100 volte maggiori rispetto al primo Pentium, con un quarto della grandezza del primo die di un processore Intel.
Il 5 aprile 2006, Intel ha reso nota l'intenzione di passare ad un nuovo "stepping" di produzione per le CPU Yonah, ovvero si passerà dal C-0 al D-0, in modo da permettere frequenze più elevate. L'unica accortezza per la piena compatibilità con le nuove versioni, sarà quella di aggiornare il Bios della motherboard. Prima dell'introduzione dei modelli a frequenze ancor più spinte, le versioni interessate dall'aggiornamento saranno: T2600, T2500 e T2400. Anche il package verrà rinnovato, anche se pare che le modifiche siano soprattutto di natura estetica.
[modifica] Sfruttamento della cache L2
Nei processori dual core e multi core si pone il problema di come sfruttare la grande dotazione di cache L2 e come gestirne l'accesso da parte dei vari core. L'approccio a die singolo cui si è accennato poco sopra è solo uno degli approcci possibili nella realizzazione, e ognuno di questi comporta pro e contro relativamente ai metodi di fruizione di questa preziosa memoria aggiuntiva. Buona parte di questi aspetti è evidenziata nella voce Dual core (gestione della cache), in cui si fa riferimento anche ad altri processori che sfruttano i differenti approcci.
[modifica] Miglioramenti della microarchitettura
In termini prestazionali, Yonah introduce molte novità nel core rispetto a quanto presente al momento attuale in Dothan. I set di istruzioni SSE e SSE2 sono stati ottimizzati per cercare di ottenere superiori prestazioni, mentre le istruzioni SSE3, introdotte inizialmente con i processori Pentium 4 Prescott, vengono ora fornite anche in una CPU mobile. Altre ottimizzazioni sono state introdotte anche per quanto riguarda l'FPU, Floating Point Unit, elemento che, fino a questo momento, rappresentava un punto debole nell'architettura delle CPU Pentium M. Tutte queste innovazioni portano il numero di transistor integrati nel processore a ben 151,6 milioni ma rispetto all'architettura Pentium M Banias originaria, tali migliorie hanno permesso di raddoppiare l'efficienza, e quindi le prestazioni, a parità di Watt dissipati.
La frequenza massima raggiungibile da questo core dovrebbe essere pari a 2,5 GHz ma non ci sono voci ufficiali in tal senso. Se tale notizia si rivelasse vera, si avrebbe un bel salto nelle prestazioni di un processore mobile senza comunque trascurare il fattore che ha segnato la fortuna di questo microprocessore, il consumo medio e quindi l'autonomia del portatile; per il 2010, infatti, Intel conta, grazie ad una stretta collaborazione con vari soggetti dell'industria, di riuscire ad estendere l'autonomia di un tipico notebook ad almeno 8 ore. Per quanto riguarda Yonah, quando un sistema basato su tale processore viene collegato alla sola batteria di alimentazione, oppure si trova in uno stato in cui non viene richiesta una grande potenza di elaborazione, uno dei due core viene automaticamente disabilitato così da diminuire il consumo complessivo. La cache L2, in quanto condivisa, può essere completamente assegnata al core rimasto in funzione, quando il sistema opera in questa modalità, diventando quindi molto simile ad un "vecchio" processore Dothan pur con tutte le altre migliorie implementate. Di seguito ne si illustrano i dettagli.
[modifica] Dynamic Power Coordination
Più nel dettaglio, questa tecnologia chiamata Dynamic Power Coordination funziona nel seguente modo: i processori integrano la possibilità di entrare all'interno di 5 differenti modalità, ciascuna delle quali ha frequenze di funzionamento e voltaggi di alimentazione specifici così da bilanciare il consumo in funzione del tipo di carico di lavoro richiesto. I due core operano in modo indipendente, nel senso che ciascuno di essi ha un proprio tool di C-State che permette di verificare lo status di funzionamento richiesto dal sistema in quel preciso istante; un sistema di gestione coordinato permette ai due core di scegliere dinamicamente quale stato utilizzare, in funzione del carico di lavoro richiesto in quell'istante. I core possono posizionarsi indipendentemente in una delle 5 differenti modalità, qualora queste non richiedano differenti voltaggi di alimentazione tra i due core. Se questo dovesse verificarsi, cioè uno dei due processori voglia posizionarsi in una delle modalità con voltaggio più basso rispetto a quella dell'altro, è necessario attendere che il processore maggiormente sotto carico in quel preciso istante termini i propri task, mettendosi anch'esso in una condizione di cambiare status a vantaggio di uno a più basso consumo.
[modifica] Altre tecnologie implementate
Anche in questo caso, come in tutti i processori mobile di Intel, non è stata implementata la tecnologia Hyper-Threading, che renderebbe visibili al sistema operativo ben 4 core LOGICI (2 fisici, ciascuno composto da 2 logici); una scelta che Intel ha intenzione di portare avanti anche in futuro con i successori di Yonah, in quanto pare che tale tecnologia, abbinata a processori dual core, non ottenga risultati apprezzabili soprattutto per la mancanza di software ottimizzato.
È invece stato inserito il supporto XD-bit che permette di rafforzare la separazione tra le aree di memoria riservate ai dati e quelle riservate al codice, per impedire che un programma malevolo, sfruttando uno dei cosiddetti bug "buffer overflow", possa inserire del codice in aree riservate ai dati, per successivamente causarne l'esecuzione. Sono inoltre supportate le tecnologie Vanderpool e Active Management Technology.
Il supporto alle EM64T in ambito mobile, invece, arriverà solo con l'evoluzione di Yonah, il progetto Merom, dato che sembra sia apparso da alcuni test interni ad Intel che le maggiori richieste energetiche fatte da queste istruzioni non siano bilanciate dai risultati prestazionali, ancora scarsi data la limitata presenza di software a 64 bit.
[modifica] Un nuovo nome per le CPU mobile
Intel ha da sempre abituato i propri clienti a nomi commerciali di processori che si protraggono a lungo nel tempo inalterati sebbene nel corso degli anni le ultime evoluzioni siano profondamente diverse dalle incarnazioni originali. L'esempio più eclatante di questa strategia è rappresentato dal Pentium 4 di cui l'ultima incarnazione, il core Cedar Mill è molto diverso dall'originale Willamette.
Sembrava che questo approccio venisse mantenuto anche con Yonah, e infatti durante i primi annunci fatti da Intel, essa stessa aveva annunciato i seguenti nomi, in cui però non era ancora nota la prima cifra del processor number, ma che presumibilmente sarebbe stata un "8", diventando quindi "Pentium M serie 8xx":
- Pentium M x60
- Pentium M x50
- Pentium M x40
- Pentium M x30
- Pentium M x20
Nel corso del tempo invece, Intel ha deciso che per Yonah era necessario cambiare strategia commerciale ritenendo fondamentale che i consumatori distinguano fermamente tra i "vecchi" processori mobile Dothan e i nuovi dual core. Per questo motivo il 15 novembre 2005 sono stati presentati i nuovi loghi che indicano le varie versioni di Yonah (single core e dual core), dichiarando che non sarebbe più stata presente nessuna menzione al Pentium M. Tali loghi sono (come già accennato), Core Duo per le versioni dual core di Yonah, e Core Solo per quelle single core.
Successivamente, il 18 novembre 2005, Intel ha presentato i nomi ufficiali delle varie versioni di Yonah che sono poi arrivate in commercio. Si nota che non è infatti più presente nessun riferimento al "Pentium M serie 8xx" e che anzi anche il processor number è cambiato diventando composto da una lettera iniziale seguita da 4 cifre.
La lettera identifica la "classe energetica" della CPU in questione, infatti i processori Yonah appartenenti alla serie "E" sono caratterizzati da un consumo di più di 50 W. Sono seguiti poi da quelli della serie "T" con 25-49 W, della serie "L" con 15-24 W e, per finire, dai modelli della serie "U" con meno di 14 W. È però da tenere conto che le CPU della serie "E" non saranno destinate all'utilizzo in sistemi Mobile.
[modifica] Prezzi delle varie versioni di Yonah
Inizialmente sono stati presentati i seguenti modelli:
- Core Duo T2600 (ex Pentium M x50) - 637 $
- Core Duo T2500 (ex Pentium M x40) - 423 $
- Core Duo T2400 (ex Pentium M x30) - 294 $
- Core Duo T2300 (ex Pentium M x20) - 241 $
Successivamente è arrivato anche il seguente:
- Core Duo T2700 (ex Pentium M x60)- 637 $ (i modelli già in commercio hanno subito ovviamente un ribasso)
Anche per Yonah, Intel ha previsto il debutto di 3 differenti versioni di processore: con alimentazione standard, Low Voltage e Ultra Low Voltage (quest'ultima utilizza il BUS di 533 MHz e, nelle sue prime versioni era single core e senza il supporto alla tecnologia Vanderpool). Le differenze tra queste famiglie di processori sono legate al consumo complessivo, più basso nelle ultime 2 che sono pensate per l'utilizzo in sistemi di ridotte dimensioni nei quali si vuole privilegiare l'autonomia di funzionamento.
I seguenti sono i processori LV (Low Voltage) già in commercio:
- Core Duo L2400 (ex Pentium M LV x48) - 316 $
- Core Duo L2300 (ex Pentium M LV x38) - 284 $
E il seguente arriverà in un secondo tempo:
- Core Duo L2500 (ex Pentium M LV x58) - 1,83 GHz, FSB 667 MHz, Vanderpool, dual core - (previsto per il 28 maggio 2006)
I seguenti sono i processori ULV (Ultra Low Voltage) inizialmente presentati erano i seguenti:
- Core Solo U1400 (ex Pentium M ULV xxx) - 262 $
- Core Solo U1300 (ex Pentium M ULV xxx) - 241 $
E il seguente è arrivato a fine giugno 2006:
- Core Duo U2500 (ex Pentium M ULV xxx) - consumo massimo di 9 W, ma medio di soli 0,75 W - 289 $
Infine i modelli single core pensati per gli small form factor PC (SFF) ovvero dispositivi "All-in-one" e Entertainment PC (EPCs), probabilmente quelli alla base dei sistemi Intel VIIV:
- Core Solo T1400 (ex Pentium M 766) - 1,83 GHz, FSB 667 MHz, single core - (previsto per 28 maggio 2006)
- Core Solo T1300 (ex Pentium M 756) - 1,66 GHz, FSB 667 MHz, single core - 209 $
Esisteranno anche processori della serie "Exxx", che come detto prima saranno caratterizzate da consumi più elevati, nell'ordine dei 50 W, non saranno inserite in soluzioni mobile, anche se al momento non sono stati forniti ulteriori dettagli per chiarire quale sarà il loro utilizzo.
[modifica] Anche Celeron M
Oltre ai già citati Core Duo e Core Solo, sono comunque previsti anche alcuni modelli ancora più economici che costituiranno l'evoluzione del core Dothan-1024 per le CPU Celeron M. Le prestazioni di questi modelli sono comunque relativamente elevate, basti pensare che overcloccando un Celeron M 420 da 1,6 GHz che è la frequenza originale a 3 GHz, si è riusciti ad ottenere risultati migliori nel benchmark SuperPI (completato in 21,18 secondi) rispetto a quelli ottenuti con un AMD Athlon 64 FX 60 che è la CPU "punta di diamante" della casa concorrente, overcloccato anch'esso a 3 GHz.
[modifica] Versioni per i soli produttori OEM
Intel ha sviluppato anche altre versioni di processore Core Duo specificamente destinate ad alcuni dei suoi partner OEM, da utilizzare in particolari serie di soluzioni notebook. Agli inizi di luglio 2006, è iniziata la commercializzazione delle seguenti versioni per sistemi notebook di fascia entry level, utilizando un BUS a frequenza ridotta e prezzi intorno ai 100$:
- Core Duo T2250 - 1,73 GHz, FSB 533 MHz
- Core Duo T2050 - 1,6 GHz, FSB 533 MHz
Hewlett-Packard, Acer, Dell e Asus sono i primi produttori che hanno iniziato ad utilizzare queste CPU per le proprie nuove famiglie di notebook, a partire dal mese di giugno. I modelli sono al momento attuale proposti in modo particolare nei mercati europei e in quello cinese.
[modifica] La nuova piattaforma Centrino: "Centrino Duo"
Assieme al chipset Calistoga, il cui nome commerciale è i945 GM e i945 PM, e alla scheda wireless Golan (chiamata commercialmente Intel/PRO wireless 3945ABG), Yonah forma la nuova piattaforma Napa (all'inizio era previsto anche il chipset di fascia alta i955 XM ma poi a metà luglio 2005 il suo sviluppo è stato soppresso inserendo alcune delle sue caratteristiche nei restanti chipset).
Proseguendo un trend già visto con le prime soluzioni Centrino, Napa introduce anche una generale riduzione delle dimensioni dei componenti; questo permetterà l'utilizzo di sistemi notebook sempre più piccoli, portando verso una continua miniaturizzazione dei dispositivi. Già al momento attuale sono disponibili in commercio soluzioni notebook con display da 10 pollici, capaci di notevole potenza elaborativa. Commercialmente dovrebbero essere 2 versioni di Napa a seconda che il processore inserito sia la versione dual core o quella single core. Analogamente a quanto fatto con il logo del processore, infatti anche quello della piattaforma vedrà una revisione formando le 2 piattaforme Centrino Duo e Centrino con loghi modificati rispetto a quello utilizzato fino a Dothan.
[modifica] Alla base anche dei primi MacIntel
Nel giugno 2005 Apple aveva annunciato che avrebbe progressivamente abbandonato i processori PowerPC di IBM per abbracciare, in ogni sua famiglia di computer, i chip x86 di Intel. In occasione del Mac World Expo di San Francisco, l'11 gennaio 2006, sono stati tolti i veli ai primi portatili MacBook Pro e iMac, entrambi con processore Core Duo. Si può ragionevolmente dire che iniziata l'era dei Macintel.
I modelli di MacBook Pro sono due: uno dotato di processore Core Duo a 1,67 GHz e disco rigido SATA da 80 GB, e uno dotato di Core Duo a 1,83 GHz e drive SATA da 100 GB. Invece i modelli di iMac si differenziano in modo particolare per la velocità del processore, di 1,83 GHz o 2 GHz, e la dimensione del disco fisso SATA, di 160 GB o 250 GB.
Sia con il MacBook che con il nuovo iMac, Apple fornisce la versione x86 di Mac OS X 10.4.4 e la nuova suite software iLife '06 presentata insieme a iWork '06 nella stessa occasione.
[modifica] Alcuni problemi di gioventù
Alcuni test effettuati a inizio 2006 su piattaforme basate su Yonah, utilizzando una periferica USB 2.0 collegata al sistema, si verificava un consumo anomalo delle batterie, dovuto ad un bug nel driver che gestisce la funzione ACPI (Advanced Configuration and Power Interface), contenuto in Windows XP. Microsoft era già a conoscenza di questo problema, avendo rilasciato delle note attraverso l'articolo KB899179 del 12 luglio 2005.
In pratica, nel momento in cui al sistema era collegata una periferica USB 2.0, veniva impedito al processore di utilizzare gli stati "C states", ovvero quegli stadi in cui il processore può diminuire l'assorbimento di corrente in favore di una maggiore autonomia.
Il 22 maggio 2006, Microsoft ha reso disponibile un aggiornamento per Windows XP che risolve il problema sopracitato.
[modifica] Progetti derivati
Intel ha deciso di ricavare un microprocessore indirizzato ai server di fascia bassa partendo dallo sviluppo di Yonah. Tale CPU, conosciuta con il nome in codice di Sossaman, è stata rilasciata il 14 marzo 2006 per l'utilizzo in server ultra compatti in cui sia necessario contenere il consumo massimo e la temperatura di esercizio. In pratica è un processore Yonah che può funzionare in modalità SMP (Simultaneous Multi Processor). Si potrà dunque far funzionare 2 Sossaman, a loro volta dual core, sulla stessa scheda madre server, per un totale quindi di 4 core elaborativi "fisici".
[modifica] Modelli arrivati sul mercato
La tabella seguente mostra i modelli di Core Duo, Core Solo e Celeron M, basati su core Yonah, arrivati sul mercato. Molti di questi condividono caratteristiche comuni pur essendo basati su diversi core; per questo motivo, allo scopo di rendere maggiormente evidente tali affinità e "alleggerire" la visualizzazione alcune colonne mostrano un valore comune a più righe. Di seguito anche una legenda dei termini (alcuni abbreviati) usati per l'intestazione delle colonne:
- Nome Commerciale: si intende il nome con cui è stato immesso in commercio quel particolare esemplare.
- Data: si intende la data di immissione sul mercato di quel particolare esemplare.
- N°Core: si intende il numero di core montati sul package: 1 se "single core" o 2 se "dual core".
- Socket: lo zoccolo della scheda madre in cui viene inserito il processore. In questo caso il numero rappresenta oltre al nome anche il numero dei pin di contatto.
- Clock: la frequenza di funzionamento del processore.
- Molt.: sta per "Moltiplicatore" ovvero il fattore di moltiplicazione per il quale bisogna moltiplicare la frequenza di bus per ottenere la frequenza del processore.
- Pr.Prod.: sta per "Processo produttivo" e indica tipicamente la dimensione dei gate dei transistors (180 nm, 130 nm, 90 nm) e il numero di transistor integrati nel processore espresso in milioni.
- Voltag.: sta per "Voltaggio" e indica la tensione di alimentazione del processore.
- Watt: si intende il consumo massimo di quel particolare esemplare.
- Bus: frequenza del bus di sistema.
- Cache: dimensione delle cache di 1° e 2° livello.
- XD: sta per "XD-bit" e indica l'implementazione della tecnologia di sicurezza che evita l'esecuzione di codice malevolo sul computer.
- 64: sta per "EM64T" e indica l'implementazione della tecnologia a 64 bit di Intel.
- HT: sta per "Hyper-Threading" e indica l'implementazione della esclusiva tecnologia Intel che consente al sistema operativo di vedere 2 core logici.
- ST: sta per "SpeedStep Tecnology" ovvero la tecnologia di risparmio energetico sviluppata da Intel e inserita negli ultimi Pentium 4 Prescott serie 6xx per contenere il consumo massimo.
- VT: sta per "Vanderpool Tecnology", la tecnologia di virtualizzazione che rende possibile l'esecuzione simultanea di più sistemi operativi differenti contemporaneamente.
| Nome Commerciale | Data | Socket | N°Core | Clock | Molt. | Pr.Prod. | Voltag. | Watt | Bus | Cache | XD | 64 | HT | ST | VT |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Core Duo T2300 | 5/gen/2006 | 479 | 2 | 1,66 GHz | 10x | 65 nm 152 mil. |
N.A. | 25 W | 667 MHz |
L1=2x64KB L2=2MB |
Sì | No | No | Sì | Sì |
| Core Duo T2400 | 1,83 GHz | 11x | |||||||||||||
| Core Duo T2500 | 2,0 GHz | 12x | 31 W | ||||||||||||
| Core Duo T2600 | 2,16 GHz | 13x | |||||||||||||
| Core Duo T2700 | 28/giu/2006 | 2,33 GHz | 14x | ||||||||||||
| Core Duo LV L2300 | 5/gen/2006 | 1,5 GHz | 9x | 15 W | |||||||||||
| Core Duo LV L2400 | 1,66 GHz | 10x | |||||||||||||
| Core Solo ULV U1300 | 19/apr/2006 | 1 | 1,06 GHz | 8x | 5,5 W | 533 MHz |
L1=64KB L2=2MB |
No | |||||||
| Core Solo ULV U1400 | 1,2 GHz | 9x | |||||||||||||
| Core Duo ULV U2500 | 28/giu/2006 | 2 | 1,2 GHz | 9x | 9 W | L1=2x64KB L2=2MB |
Sì | ||||||||
| Celeron M 420 | 12/apr/2006 | 1 | 1,6 GHz | 12x | 65 nm | N.A. | L1=64KB L2=1MB |
No | No | ||||||
| Celeron M 430 | 1,73 GHz | 13x |
Nota: la tabella soprastante dovrebbe essere un estratto di quella completa contenuta nella pagina del Core Duo e Core Solo, in realtà dato che per il successore di Yonah, Merom, Intel ha scelto di cambiare il nome commerciale in Core 2 Duo, questa rappresenta l'unione delle due tabelle riportate nelle voci sopracitate. Sono inoltre presenti i modelli alla base del Celeron M.
[modifica] Il successore
Yonah verrà seguito ad agosto 2006 dalla propria evoluzione, il progetto Merom. Questo sarà ancora una CPU dual core costruita a 65 nm ma vedrà l'introduzione delle EM64T e soprattutto una profonda revisione dell'architettura interna che gli permetterà di aumentarne l'efficienza del 20% rispetto a Yonah. Inoltre anche la cache L2 verrà raddoppiata arrivando a ben 4 MB complessivi. Con Merom, si passerà alla piattaforma di transizione Napa64; quando poi nella prima metà del 2007 verrà rilasciato anche il chipset Crestine, insieme a Merom nascerà la nuova piattaforma Santa Rosa.
