1. Architettura Intel Haswell
L'architettura Haswell è una diretta evoluzione di quella Ivy Bridge, apportando miglioramenti alla gestione energetica, alla GPU integrata ed alla microarchitettura.
Gestione Alimentazione
L'attenzione dei produttori di notebook e tablet è sempre più focalizzata sull'incremento della durata della batteria dei nuovi dispositivi ed Intel non poteva che seguire questo trend, andando a scontrarsi con i SoC ARM, da sempre molto efficienti sotto il punto di vista energetico.
Con Haswell Intel rinnova la gestione dell'alimentazione delle sue CPU, integrando all'interno del package della stessa il regolatore di tensione, componente normalmente installato sulla scheda madre.
Questa soluzione porta notevoli vantaggi per una gestione più precisa di tutte le tensioni di alimentazioni interne alla CPU semplificando, inoltre, i circuiti di alimentazione della scheda madre, che vengono di fatto sgravati dal dover occuparsi in modo indipendente di ogni "modulo" del processore.
All'interno di una CPU basata sull'architettura Haswell troviamo differenti linee di alimentazione derivate dal Vccin (tensione in ingresso al regolatore integrato iVR):
- Core: alimentazione dei core x86 e della memoria cache
- Ring: alimentazione del bus che interconnette tutti i core con la cache di terzo livello
- pGfx: alimentazione della GPU integrata
- IOA, IOD: alimentazione delle interfacce di comunicazione
- SA: (System Agent) alimentazione delle interfacce di comunicazione (PCI-E, DMI, etc.)
La tensione nominale di alimentazione Vccin è compresa in un range tra 1.8 e 2.3V, con un massimo di 3.04V.
La CPU regola in autonomia tutte le tensioni interne di alimentazione ma, se la scheda madre lo consente, è possibile impostarle individualmente, scavalcando le impostazioni di fabbrica.
L'iVR può operare in differenti modalità di regolazione, applicando un offset (positivo o negativo) alla curva delle tensioni o impostando una tensione fissa o, ancora, lavorando in modalità dinamica.
Oltre al Vccin, la CPU riceve una seconda tensione in ingresso, il Vddq; quest'ultima è direttamente correlata con la tensione di alimentazione delle memorie RAM ed è pari a 1.5V per le DDR3 standard, minore o uguale a 1.65V per le memorie dotate di profilo XMP e di 1.35 V per le DDR3L a basso consumo.
Con le CPU Haswell sono stati introdotti nuovi stati di risparmio energetico (C6 e C7) che consentono un ulteriore risparmio di corrente in condizioni di IDLE e stand-by.
Per poter utilizzare le nuove CPU è necessario acquistare un alimentatore ATX compatibile con queste modalità , ovvero che riesca a rimanere attivo anche con soli 0.05 A sul canale 12V2 (quello dedicato alla CPU); i modelli più vecchi, o di scarsa qualità , richiedono, infatti, almeno 0.5A su questo canale, come accadeva per le precedenti versioni dei processori Intel.
Microarchitettura
Per la quarta generazione di CPU Core, Intel non ha introdotto novità sostanziali nella organizzazione delle pipeline interne, ma è andata ad affinare i componenti già esistenti.
Il meccanismo di branch prediction, che si occupa di precaricare all'interno della cache le successive istruzioni da eseguire, è stato migliorato al fine di rendere più rapida l'esecuzione di tutte quelle routine facilmente prevedibili.
L'unità che si occupa di distribuire le operazioni tra i vari moduli della CPU è stata espansa con altre due porte, per un totale di otto.
Con Haswell viene inoltre introdotto un nuovo set di istruzioni AVX2, che consentono migliori prestazioni in ambito audio/video, videogiochi e high performance computing.
Rispetto alla prima versione, le Intel Advanced Vector Extensions 2 supportano le istruzioni per eseguire in modo efficiente indexing e hashing, funzioni crittografiche e altre operazioni.
Memorie RAM e Controller PCI-E 3.0
Secondo le specifiche Intel, le nuove CPU Haswell supportano memorie DDR3 con una frequenza massima di 1600MHz, utilizzando fino a 4 moduli in configurazioni Dual Channel.
Durante le prove svolte, la nostra CPU Intel Core i7-4770K ha sempre lavorato con memorie a 2400MHz, utilizzando i profli XMP.
Il controller PCI-E è nuovamente integrato all'interno della CPU, supportando sino a 16 linee PCI-E 3.0 che possono essere allocate tutte ad una singola scheda video, a due in modalità NVIDIA SLI o AMD CrossFireX o, infine, a tre attivando un canale 8x e due canali 4x.
