Intels Doppelkern-Mobilprozessor erweist sich als Stromsparer
Dank gemeinsam genutztem Cache und 65-nm-Fertigung benötigt Yonah bei fast doppelter Geschwindigkeit nur vier Watt mehr als der Vorgänger Dothan.
Nach vielen Vorabinformationen stellt Intel nun sämtliche Informationen zum Zweikern-Mobilprozessor Yonah bereit, der nun trotz enger Verwandschaft nicht mehr Pentium M heißt, sondern Core Duo.
Um die maximale Leistungsaufnahme nicht immens ansteigen zu lassen, konnte Intel nicht einfach wie beim Pentium D zwei komplette Kerne zusammenzusetzen. Stattdessen hat Yonah einen 2 MByte großen L2-Cache, den beide Kerne gemeinsam (shared) benutzen. Mit diesem Trick benötigt Yonah lediglich 151 Millionen Transistoren, nur 11 Millionen mehr als Dothan mit 140 Millionen. Von beiden Recheneinheiten genutzte Cache-Lines speichert der Cache nur einmal, zudem entfällt ein aufwendiges und langsames Protokoll zum Synchronisieren zweier Caches. So gelingt es Intel, Yonahs maximale Leistungsaufnahme auf 31 Watt zu beschränken, nur 4 Watt mehr als Dothan.
Die kleinere Strukturbreite von 65 nm hilft dabei, das Die klein und damit die Produktionskosten niedrig zu halten. Weil sich die Transistoren der Recheneinheiten deutlich schlechter packen lassen als die des L2-Caches, nehmen die 10 Millionen Core-Transistoren bei Dothan rund 40 Prozent der Fläche ein, die 130 Millionen des L2-Cache 60 Prozent. Ein Yonah in 90-nm-Fertigung hätte also ein etwa 50 Prozent größeres Die und wäre entsprechend teurer. Durch die 65-nm-Fertigung schrumpft der Cache um rund 40 Prozent, auch die jetzt zwei Recheneinheiten sind etwas kleiner. So nimmt das Yonah-Die nur 90,3 mm2 ein, kaum mehr als das Dothan-Die mit 83,6 mm2.
Der Takt beider Kerne lässt sich unabhängig voneinander einstellen und per SpeedStep bis auf 1 GHz (Dothan: 800 MHz) senken. Auch erreichen die Kerne die Schlafmodi C1, C2 und C3 (Halt, Stop Clock und Deep Sleep) unabhängig voneinander. Allerdings hat Yonah eine gemeinsame Spannungsversorgung für beide Kerne, die dann die höhere der beiden verlangten Spannungen liefern muss. Den tieferen Schlafmodus Deeper Sleep und den neuen Enhanced Deeper Sleep erreichen die Kerne nur gemeinsam. Im Enhanded Deeper Sleep schreibt Yonah die noch nicht in den Hauptspeicher geschriebenen Cache-Lines zurück, schaltet den L2-Cache ab und senkt die Kernspannung noch weiter als im Deeper Sleep.
Der durch den zweiten Kern steigenden Zahl der Speicherzugriffe setzt Intel den auf FSB667 beschleunigten Frontside-Bus entgegen. Die Kerne selbst hat Intel ebenfalls renoviert: Die SSE-Einheit beschleunigt einige Befehle, hat einen besseren Decoder und unterstützt SSE3-Befehle. Es fehlen allerdings 64-Bit-Befehle (EM64T) und die Virtualisierungstechnik Vanderpool (VT). VT soll gerüchteweise im Kern vorhanden sein, aber erst mit einem späteren Stepping freigeschaltet werden – derzeit fehlen sowieso die Anwendungen dafür. 64-Bit-Befehle wird erst der Yonah-Nachfolger Merom unterstützen – sie spielen ihren Hauptvorteil erst bei einer Bestückung mit mehr als 4 GByte Speicher aus, was in Notebooks auf absehbare Zeit nicht möglich ist.
In einem ersten Test absolvierte ein Core Duo T2600 (2 × 2,16 GHz) alle Test mindestens so schnell wie ein Pentium M mit 2,13 GHz, auch die nur einen Kern belastenden Benchmarks. Der gemeinsame Cache steht also einem einzelnen Kern ohne große Geschwindigkeitseinbuße zur Verfügung. Von den SSE-Verbesserungen profitierten einige moderne rechenintensive Anwendungen. Der zweite Kern beschleunigte einige parallelisierte Anwendungen um den Faktor 1,86.
Die Leistungsmessungen bestätigen die hohe Effizienz des Core Duo: Mit einem belasteten Kern zog das Notebook 20 Watt mehr als im Ruhemodus, mit beiden Kernen 29 Watt. Ein einzelner Dothan zieht unter Last etwa 25 Watt mehr als ohne Last. Damit zeigt sich der Einkern-Yonah (Core Solo) genügsamer als Dothan, auch wenn Intel im Datenblatt für beide die gleiche TDP (Thermal Design Power) von 27 Watt angibt. Der Core Duo bringt für eine nur um wenige Watt höhere Leistungsaufnahme fast die doppelte Rechenleistung.
Weitere Details und Benchmarks auch zum neuen Chipsatz Mobile 945 mit beschleunigter integrierter Grafik bringt die Ausgabe 2/06 von c't (ab Montag, den 9. Januar, im Handel): (jow)
- Einen Doppelten auf den Weg, Intels weiterentwickelte Centrino-Mobilplattform Napa mit dem Zweikern-Prozessor Yonah im Test, c't 2/06, S. 72
