Lõi Thuban và Turbo Core

Mặc dù AMD sẽ không phát hành bộ vi xử lý máy tính để bàn  6 lõi trong vài tuần tới, họ muốn nói vài lời về những tính năng lớn trong các chip này.

AMD đã  tung ra thị trường  Chip máy chủ 6-lõi , nhưng lớn hơn đáng kể về kích thước so với những con chip "Shanghai / Deneb" 4-lõi 45 nm trước, chúng không hẳn được dùng cho máy tính để bàn do tốc độ và TDP. Chắc chắn AMD đã có thể phát hành các chip 6-lõi ngay sau khi giới thiệu sản phẩm cho máy chủ, nhưng sẽ không hấp dẫn nhiều người do tốc độ đồng hồ tương đối thấp của dòng cho máy chủ sẽ làm chúng bị ảnh hưởng khi chạy những ứng dụng Single-Thread . 

Istanbul là tên mã dành cho phiên bản máy chủ của bộ vi xử lý 6-lõi , phiên bản này được chỉnh sửa lại so với Model 45nm Quad-Core trước kia . Việc kiến tạo không mất quá nhiều công sức, thay vào đó là một số tối ưu hóa đơn giản để làm tăng hiệu suất tới một mức độ rất nhỏ, và có lẽ quan trọng hơn là cải tiến về điện năng và lượng nhiệt của Chip. Phiên bản cho máy để bàn hiện nay có tên mã là Thuban , và một lần nữa nó bị thay đổi một chút  so với  phiên bản Istanbul theo một số cách khác nhau. Trong khi hiệu suất khi so sánh với xung nhịp là như nhau, AMD đã bổ sung thêm một tính năng mới mà không có sẵn trong các chip Istanbul. 

Điện năng và nhiệt 

Trước tìm hiểu các tính năng Turbo Core , chúng ta cần phải xem xét những gì AMD đã làm để cải thiện nhiệt và giảm điện năng tiêu thụ của chip Thuban sắp tới. Những chip Istanbul hiện tại được đánh giá mức tiêu thụ điện năng theo kiểu ACP hơn là TDP thông thường , nhưng chúng ta phần nào có thể suy luận ra  TDP.

Bộ xử lý tốc độ tối đa là 2,8 GHz và có TDP khoảng 125W , khi chúng ta xem xét điều này hơn một năm trước . Hiện tại lõi Phenom II X4 940 chạy với tốc độ 3,0 GHz có TDP là 125W, có thể thấy rằng AMD đã làm việc để giảm điện năng tiêu thụ .

GLOBALFOUNDRIES (GF) sản xuất tất cả các của bộ vi xử lý AMD hiện nay, bởi trước kia nó là bộ phận sản xuất của AMD. Bây giờ khi công ty này tách ra, chúng ta thấy rằng triết lý tổng thể của họ về cơ bản là không thay đổi khi nói đến CPU. AMD không đủ khả năng làm những gì như  Intel hiện đang làm với quy trình công nghệ, và vì vậy họ đã phải dùng phương pháp các "bước nhỏ” để cải thiện dòng sản phẩm của họ. Thay vì tốn hàng tỷ USD để tạo ra một quy trình tiên tiến mới ngay lập tức (giống Intel) thì AMD kết hợp công nghệ mới vào các sản phẩm hiện tại. Vì vậy, khi AMD chuyển sang một quá trình mới, nó không quá ưu việt về tỏa nhiệt và hiệu suất làm việc của Transistor so với những gì Intel đã làm. Tuy nhiên những quá trình này đôi khi sẽ cải thiện đáng kể trong khi vẫn giữ lại những gì gọi là thế mạnh của mình . GF đang dùng chiến thuật đó.

Chip Thuban sẽ ở trong phạm vi TDP 125 W, mặc dù có vẻ như nó sẽ có tốc độ 3,0 GHz +. Rõ ràng là GF đã có một công nghệ vật liệu mới trong dòng quá trình chế tạo Thuban. GF đã luôn là một nhà sản xuất hàng đầu về công nghệ SOI (Silicon on Insulator ) trong công nghiệp, và họ đã dựa vào đó để giảm thiểu rò rỉ dòng điện qua cổng . Có vẻ như GF đã thêm vào một tính năng nữa trong quá trình SOI 45 nm của họ, và có vẻ như hơn là việc sử dụng các chất điện môi Low-K . Điều thêm mới đã làm cho dòng điện rò rỉ qua SOI thấp hơn nhưng không cải thiện hiệu suất làm việc của Transistor.

Đây không phải là một thành công công nghệ lớn như một vài quá trình xử lí khác đang sử dụng chất điện môi Low-K  . Nhưng điều này là  ví dụ tốt về cách GF có thể dùng công nghệ mới vào quy trình hiện tại để có hiệu quả sánh kịp với Intel mà không tốn hàng tỷ đô cần để phát triển cả một quy trình xử lí mới. Ngoài ra, GF còn làm rất nhiều công việc khác về công nghệ để xử lí các cổng Logic cho phép tốc độ cao hơn và tỏa nhiệt tốt hơn ngay cả trên các sản phẩm hiện tại . Những cải tiến được thực hiện bởi các kỹ sư đã giúp AMD phát hành chip Quad-Core hiện tại của họ trong phiên bản sửa đổi C3 có tốc độ đồng hồ tối đa 3,4 GHz trong khi vẫn chỉ có mức tiêu thụ điện năng TDP 125 W. 

Những cải tiến này cũng cho phép các chip Thuban sắp tới chạy một số lõi với tốc độ 3,6 GHz. Điều này dẫn đến chủ đề tiếp theo của chúng ta.

Turbo Core 

Intel đã phát hành một bộ vi xử lý Core i7 có chế độ Turbo , tự động điều chỉnh các tốc độ đồng hồ của từng lõi riêng lẻ nào đó , và giảm điện năng tiêu thụ trong các lõi không sử dụng. Đây là một tính năng rất phức tạp nhưng lại hiệu quả tốt khi tối đa hiệu suất xử lý trên một loạt các tình huống sử dụng. AMD phát hành tính năng tương tự, nhưng đơn giản hơn nhiều, với những bộ phận dựa trên lõi Thuban sắp tới của họ.

Công nghệ Turbo của Intel là sự kiểm soát. Nếu như một lõi đang được sử dụng, nó sẽ được tăng tốc độ lên một chút, trong khi lõi khác bị tắt. Nếu hai lõi đã được sử dụng, 2 lõi này sẽ tăng trong khi những cái khác  bị tắt. Nếu tất cả bốn lõi đã được sử dụng nhưng TDP cao nhất không bị vượt quá, thì tất cả bốn lõi đều tăng tốc độ đồng hồ. 

Thật không may cho AMD, họ không có thời gian để kết hợp một thiết kế phức tạp như vậy vào Chip của họ, thay vào đó dùng một phương pháp đơn giản để tăng tốc độ xung nhịp của lõi khi tất cả sáu lõi  không sử dụng. Bộ xử lý được chia thành ba phần. Phần không lõi dùng tốc độ bình thường và không thay đổi hay cắt nguồn điện . Phần 6 lõi chủ yếu chia thành hai khối bộ vi xử lý, mỗi khối 3 lõi.

Khi bộ xử lý xác định rằng 3 hoặc ít hơn 3 lõi đang được sử dụng đầy đủ, nó sẽ đặt các lõi còn lại đang sử dụng dưới mức vào một mức điện năng thấp hơn, trạng thái tốc độ xung nhịp thấp . Trong trường hợp này các lõi sẽ được đặt ở tốc độ 800 MHz và sẽ giảm điện áp cung cấp cho những lõi này . 3 lõi khác sẽ được đặt vào một chế độ Overlock , bằng cách tăng tốc độ xung nhịp và điện áp cho mỗi lõi . AMD đang thiết kế các lõi để chạy nhanh hơn từ  400 MHz và 500 MHz. Sáu lõi theo lý  thuyết chạy ở tốc độ 3,2 GHz nhưng 3 lõi có thể làm việc với tốc độ lên tới 3,6 GHz .

Bằng cách làm chậm các lõi khác và giảm điện áp của chúng, AMD là có thể giữ cho bộ xử lý về cơ bản vẫn duy trì mức TDP . Thật không may, AMD không có khả năng giảm hoàn toàn lượng điện xuống và tắt các lõi như Intel. Điều quan trọng ở đây là quá trình này không liên quan đến hệ điều hành và ứng dụng các CPU đang chạy. Nó là được kiểm soát trong phần cứng, do đó cần bản cập nhật BIOS mới nhất cho bo mạch chủ. Không có Driver hoặc phần mềm đặc biệt nào (như Overdrive của AMD ) là cần thiết cho tinh chỉnh hiệu suất.

Điều này là một lợi ích hiệu quả cho các ứng dụng Single-Thread . Khi kết hợp với các tính năng trên vào Thuban sẽ làm cho bộ vi xử lí này mạnh hơn so với lõi Thượng Hải / Deneb cũ .

AMD cũng sẽ phát hành một lõi Quad-Core mới dựa trên cấu trúc đã được sửa lại, và nó cũng sẽ có chức năng Turbo Core. Hiện tại có một số thông tin khác mâu thuẫn về việc loại Quad-Core mới này đó là một thiết kế mới độc lập , hay chỉ đơn giản là một  lõi sáu bị vô hiệu mất 2 lõi.  Ngay cả nếu đây là Quad-Core mới, một số Phenom II X4 mới rất có thể sẽ sử dụng các chip 6-lõi trong đó vô hiệu hóa một trong hai lõi đã bị lỗi khi kiểm nghiệm . 

Các nhà sản xuất Motherboard mới đây đều quảng cáo sản phẩm dựa trên Chipset AMD đều có thể kích hoạt những lõi đã bị vô hiệu hóa trong bộ vi xử lí AMD .