Intel Penryn, quatre coeurs pour un processeur

Plus de finesse et de mémoire

L’architecture du nouveau bébé d’Intel porte le nom de code Penryn. Elle constitue en réalité une légère amélioration de celle de son précédent rejeton, de nom de code Conroe, et que l’on retrouvait à l’oeuvre dans les processeurs Core 2. L’avancée majeure introduite par l’architecture Penryn est une amélioration de la finesse de gravure des transistors. Celle-ci permet d’une part de faciliter l’augmentation de la fréquence du processeur, tout en en diminuant sa consommation électrique. D’autre part, elle permet également d’augmenter le nombre de transistors par coeur, et donc de développer une architecture plus complexe, permettant un traitement plus rapide des informations à fréquence égale.

Du Hafnium pour mieux isoler

Les deux innovations introduites par le 45 nm : di-électrique high-k et grille métalliqueBien sûr, cette finesse accrue ne va pas sans contrepartie : plus les transistors sont petits, plus il devient difficile de canaliser le flux des électrons. Ceux-ci ont alors tendance à quitter le circuit électrique du processeur ; c’est ce qu’on appelle les courants de fuite. Afin d’éviter ceux-ci au maximum, Intel a du développer une nouvelle technologie d’isolation du transistor à base de Hafnium. Cette innovation a permis à Intel de réduire la finesse de gravure de ses transistors de 65 à 45 nanomètres (nm). En pratique, cela permet au Penryn d’être plus rapide que son prédécesseur à consommation égale, de diminuer son coût de production de près de 35%, ou encore de voir la taille de sa mémoire cache augmentée. En effet, celle-ci occupe un volume très important de transistors, et une amélioration de la finesse de gravure est indispensable pour accroître le nombre de transistors dans une telle mesure.

Plus de mémoire pour plus de performance ?

Une grande partie de chaque die est occupé par les 6 Mo de cache L2 (en bas)Dans la mémoire cache sont stockées les données les plus fréquemment utilisées par les unités de calcul du processeur. Les données sont ainsi à proximité immédiate de ces dernières, ce qui permet d’augmenter la rapidité des calculs. Comme toutes les architectures grand public modernes, Penryn dispose de deux niveaux de cache. Le niveau L1 concentre les données les plus réduites en volume, et qui se limitent essentiellement à celles utiles pour les opérations basiques. Vient ensuite le niveau L2, d’une importance cruciale puisque y est stockée l’immense majorité des données. Ce cache de niveau L2 voit passer sa capacité de 4 à 6 Mo avec l’architecture Penryn, soit une augmentation de 50% par rapport à l’architecture Conroe.

Pour que ce gain soit réellement effectif, la mémoire cache doit aussi conserver un certain débit pour restituer les données stockées, sans quoi une augmentation de capacité n’a aucun intérêt. Sur le banc de tests, on constate que son débit est tout à fait similaire à celui du cache L2 du Conroe. Ainsi, même si cette mémoire est légèrement plus lente à être mobilisée, avec une augmentation de sa latence qui peut atteindre 9%, son augmentation de capacité est globalement un succès et devrait conférer au Penryn des performances à la hausse. Ce cache élargi n’est cependant, comme on va le voir, pas la seule évolution de cette architecture...