Core i7

Core i7

Kode untuk Core i7 diambil dari nama sungai di Amerika. Seperti biasa, Intel meneruskan tradisi mereka menamakan prosesor dengan nama kota/sungai di Amerika.

Intel melakukan banyak perubahan pada Core i7, beberapa perubahan ini kita akan bahas lebih lanjut. Perubahan-perubahan ini sudah lama diterapkan oleh saingan utama mereka, AMD.

Pendahulu Core i7, Core2Duo, merupakan cerminan prinsip baru dalam pemikiran mengenai desain dan arsitektur prosesor. Setelah Pentium III, Intel mempunyai dua keputusan yang tercerminkan dalam dua desain prosesor mereka saat itu, yaitu Pentium 4 untuk Desktop, workstation, dan server serta Pentium M untuk notebook. Seiring dengan waktu, Pentium M terbukti sebagai desain yang lebih “pintar” walau tidak bisa mencapai kecepatan tinggi Pentium 4. Sementara itu, Pentium 4 mendapat saingan berat dalam bentuk AMD Athlon.

Keputusan AMD mengintegrasikan kontroler memori di Athlon 64 terbukti fatal bagi Intel dan Pentium 4 yang masih bergantung pada kontroler memori di northbridge. Setinggi apapun Intel berhasil mendongkrak kecepatan Pentium 4, Athlon 64 dengan clock lebih rendah dapat menyaingi bahkan melampu kinerja prosesor produsen asal Santa Clara ini. Tren ini tetap berlanjut hingga datangnya prosesor dual core – Pentium D dan Athlon X2 – dan hanya membaik sejak Intel membawa desain Pentium M ke desktop dengan nama Core. Keadaan kembali berubah dengan peluncuran Core2Duo, kurang lebih dua tahun lalu.

Sejak meluncurkan CoreDuo, Intel kembali merasakan keberhasilan yang diraihnya pada zaman Pentium hingga Pentium II. Pasar yang “hilang” karena beralih ke AMD berangsur-angsur beralih kembali ke Intel. Tidak perlu dikatakan lagi, ini berdampak positif secara finansial. Intel melaporkan penjualan dan penghasilan terbesar mereka selama beberapa tahun belakangan ini. Untungnya hal tersebut tidak menyebabkan mereka terlena, seperti AMD sejak peluncuran Athlon X2. Kini yakin dengan keputusan desain mereka Core2, Intel mencari-cari cara bagaimana mengadopsi desain ini ke seluruh pasar, baik desktop, notebook, workstation, maupun server. Inilah Nehalem.

QPI, bukan FSB

Halangan utama yang perlu dipecahkan adalah penggunaan Front Side Bus (FSB). Walau Intel kembali menyerang AMD di pasar server dengan Woodcrest hingga Cloverton, AMD tetap mempertahankan dominasi mereka di pasar server 4P (Platform empat soket). Walau prosesor-prosesor Intel menawarkan kinerja lebih tinggi dan rasio performance/watt lebih baik, penggunaan FSB mengakibatkan skalabilitas platform Intel tetap lebih buruk dibandingkan AMD Opteron yang menggunakan HyperTransport. Solusi jangka pendek yang waktu itu diambil Intel waktu itu adalah mengintegrasikan dua jalur FSB di chipset Seaburg. Chipset ini banyak mendapat perhatian berkat Skultrail, platform enthusiast dual prosesor yang diluncurkan tahun ini. Namun, pendekatan tersebut tidak akan efektif maupun efisien dari segi biaya untuk diterapkan di platform 4P. Jadi, Intel membutuhkan solusi yang lebih permanen.

Quick Path Interconnect adalah jawaban Intel untuk menggantikan FSB. Secara prinsip, Quick Path Interconnect (QPI) sama dengan HyperTransport. Prosesor desktop dan notebook hanya akan memiliki satu QPI untuk berkomunikasi dengan komponen sistem lainnya. Pada platform workstation dan server, Intel bisa menambah jumlah QPI per prosesor sesuai kebutuhan (hingga empat QPI per prosesor untuk platform 4P).

Organisasi QPI juga lebih fleksibel, sesuai dengan tuntutan pasar workstation/server. Bila FSB hanya dapat mengakomodasi perintah baca atau tulis, QPI dapat melakukan keduanya pada saat yang bersamaan. Berlainan dengan FSB yang memindahkan data sebanyak 64-bit, QPI menggunakan dua link 20-bit (16-bit untuk data), tiap link bisa melakukan operasi baca atau tulis, terlepas dari link lain. Jumlah data yang bisa ditransfer adalah 12,8 GB/sec untuk satu link QPI 6,4 GT/sec.

Ini penting sekali untuk pasar workstation/server 4P. Dengan memisahkan komunikasi per link QPI, sebuah prosesor bisa berhubungan dengan tiga prosesor lainnya secara bersamaan, dengan bandwidth total mencapai 36,8 GB/sec. Dengan FSB, ketiga prosesor lainnya secara bergantian menggunakan jalur yang sama, jalur yang mempunyai bandwidth maksimum 12,8 GB/sec. Beban FSB bertambah bila prosesor perlu mengakses memori.

Untuk pasar desktop dan notebook, QPI bukan feature penting karena platform yang ditargetkan untuk memenuhi pasar ini umumnya hanya menggunakan satu soket/prosesor. Lagipula, perubahannya akan kita bahas lebih lanjut berikutnya membuat FSB/QPI tidak sepenting sebelumnya.

Core2Duo dengan kontroler memori terintegrasi

Kita hanya perlu melihat peningkatan kinerja yang dulu terjadi saat AMD memperkenalkan Athlon 64 untuk mengerti apa dampak mengintegrasikan kontroler memori ke prosesor. Langkah Intel mengintegrasikan kontroler memori di Core i7 mempunyai potensi yang sama dan meningkatkan kinerja prosesor berbasis Core2Duo ini sebanyak 20 hingga 30 % dibandingkan pendahulunya. Sebagain besar peningkatan kinerja ini terjadi karena latency. Dengan mengintegrasikan kontroler memori, akses data ke memori lebih “pendek”, sehingga latency bisa diturunkan. Selain itu, akses data ke memori tidak perlu lagi berebut tempat dengan akses ke komponen sistem lain (lewat QPI).

Seperti saat membuat Core2Duo, para desainer prosesor Intel mempertahankan moto yang sama, “Lebih banyak, lebih baik.” Prosesor i7 yang diluncurkan saat ini mempunyai bukan dua, tetapi tiga channel memori DDR3 dengan dukungan rating memori hingga DDR3-1333. Ini berarti, tiap prosesor Core i7 bisa mengakses data ke memori dengan bandwidth hingga 32 GB/sec. Bayangkan bila Intel masih menempatkan kontroler memori di northbridge. Prosesor hanya dapat melihat bandwidth maksimum FSB (12,8 GB/sec) walau kontroler memori bisa menawarkan hampir tiga kali lipat bandwidth tersebut.

Dengan mengintegrasikan kontroler memori ke dalam Core i7, prosesor ini mendapat peningkatan bandwidth dan penurunan latency. Berkat keduanya, para desainer prosesor Intel dapat lebih kreatif mengalokasikan transitor mereka – memperkecil ukuran cache.

Cache lebih kecil

Mungkin ada beberapa yang bertanya, bukankah cache kecil berarti prosesor lebih lambat? Tidak juga. Sampai saat ini, Intel melengkapi prosesor mereka dengan cache besar agar proseor tidak perlu mengakses kontroler memori di northbrigde lewat FSB. Seperti kita sudah bahas sebelumnya, Core i7 tidak perlu lagi melakukan hal itu. Daripada mengakses memori dengan bandwidth efektif sebesar bandwidth maksimum FSB (12,8 GB/sec), kini sebuah prosesor Core i7 bisa mengakses memori langsung dengan bandwidth hingga 32 GB/sec dan latency lebih rendah.

Mari kita lihat hal tersebut dalam perspektif. Bandwidth cache L2 di prosesor Core2Duo dan Core2Quad saat ini seitar 25 GB/sec. Jadi, bandwidth memori yang dimiliki Core i7 (32 GB/sec) sudah memcukupi kebutuhan data prosesor. Utnuk menyederhanakan, anggap saja prosesor Core i7 kini mempunyai cache sebesar RAM yang terpasang. WOW! Pikirkan sejenak, itu angka yang besar sekali!

Tentu saja, ada saat-saat prosesor membutuhkan data lebih cepat. Sehebat-hebatnya bandwidth memori yang kini tersedia di sebuah prosesor Core i7, latency yang dimiliki cache sebuah prosesor bisa jauh lebih rendah. Bila akses ke memori membutuhkan waktu seitar 36 ns atau 96 cycle, akses ke cache L2 hanya memakan 3,37 ns atau 9 cycle. Itu berarti cache L2 sepuluh kali lipat daripada memori. Oleh karena itu, para desain prosesor Intel tetap mempertahankan cache L1 dan L2. Ukuran cache L2 di Core i7 adalah 256 KB, sementara ukuran cache L1 untuk instruksi dan data, masing-masing 32 KB.

Mereka yang menyukai prosesor dengan cache besar tidak perlu terlalu khawatir. Intel hanya memperkecil ukuran cache L1 dan L2. Untuk Core i7, Intel mengintegrasikan cache L3 all inclusive dengan ukuran “setara” dengan ukuran yang ada di prosesor Core2Quad. All inclusive berarti data sebanyak 1.280 KB yang disimpan di cache L3 adalah data yang berada di cache L1 dan L2 tiap core. Artinya, cache L3 hanya dapat memuat data “baru” sekitar 6.912 KB.

Akses ke cache L3 ini dibagi ke seluruh core yang ada, seperti layaknya organisasi cache di AMD Phenom X4. Artinya, komunikasi data antarcore akan menggunakan core L3 sehingga satu core tidak perlu mengecek isi cache L2 core lainnya. Seperti Phenom X4, cache L3 bekerja pada kecepatan lebih lambat dengan latency sekitar 40 cycle. Praktis setengah latency yang terjadi saat prosesor mengakses memori.

Prosesor lebih “Pintar”

Selain feature-feature di atas, Intel memperkenalkan beberapa feature lain di Core i7. Kini, tiap core bisa berjalan dengan kecepatan berbeda dengan core lain, seperti layaknya Phenom X4. Bahkan, Intel berhasil mendorong feature power management Core i7 ke level berikutnya. Bila diperlukan, Core i7 bisa mematikan core yang tidak dibutuhkan. Intel tidak hanya berhenti di situ. Desain sirkuit transistor cache pun diubah menjadi lebih hemat daya. Semua perubahan ini menjanjikan penghematan daya lebih besar dan rasio performance/watt lebih tinggi daripada Core2Duo dan Core2Quad.

Lebar, pintar – perbedaan desain/arsitektur

Dengan bandwidth begitu besar serta latency rendah, Core i7 akan bisa mengakses data jauh lebih sering daripada Core2Duo maupun Core2Quad. Oleh karena itu, pada desainer prosesor Intel mengintegrasikan beberapa perubahan kecil pada desain/arsitektur Core i7. Masih mengusung moto “Lebih besar, lebih baik”, mereka melengkapi Core i7 dengan lebih banyak unit-unit internal agar prosesor ini bisa “memeras” sebanyak mungkin paralelisme.

Untuk memperbanyak instruksi yang bisa dijalankan setiap saatnya, macrofusion kini mampu menggabungkan instruksi 64-bit, tidak hanya 32-bit, seperti di Core2Duo. Loop Stream Decoder pun diperbaiki. Selain lebih besar, kini Loop Stream Decoder memproses microops dan bukan instruksi x86. Jadi, Core i7 bisa lebih efektif mendeteksi loop dan mengalokasi sumber daya secara lebih efisien untuk menjalankan loop. Branch predictors dan Renamed Return Stack Buffer melengkapi perbaikan desain sehingga Core i7 lebih baik menangani percabangan instruksi dengan data berukuran besar.

Di tahap eksekusi, hampir semua buffer diperbesar. Record buffer kini menjadi 128 dari 96 entry di Core2Duo dan resevation station meningkat menjadi 36 dari 32 entry. Load dan store buffer juga meningkat menjadi 48 dan 32 entry.

Satu core untuk server hingga notebook

Salah satu prinsip yang mendasari desain/arsitektur yang dipilih oleh desainer prosesor Intel adalah desain Core i7 harus bisa “mudah diubah” sehingga bisa disesuaikan dengan kebutuhan tiap pasar komputer: desktop, notebook, workstation, dan server. Salah satu contoh yang sudah kita bahas sebelumnya adalah QPI. Di komputer desktop dan notebook yang hanya menggunakan satu soket, jumlah QPI yang disertakan hanya satu. Untuk platform dengan dua atau empat soket, jumlah QPI bisa ditingkatkan menjadi dua atau empat. Namun, konsep core “modular” ini tidak hanya terbatas pada QPI.

Untuk saat ini, Intel memilih mengintegrasikan kontroler memori triple channel DDR3. Di masa depan, mereka berencana memperkenalkan Core i7 dengan kontroler memori dual channel DDR3, tentunya dengan dukungan rating memori lebih cepat daripada DDR3-1333. Dukungan rating memori lebih tinggi menjadi kompensasi hilangnya channel ketiga. Langkah ini bisa menurunkan biaya produksi dan mudah-mudahan harga jual sebuah prosesor Core i7. Sejujurnya, saat ini pasar desktop dan notebook tidak “memerlukan” kontroler memori triple channel.

Sistem dalam satu chip

Untuk pasar-pasar tertentu, bukan tidak mungkin Intel mengintegrasikan komponen grafis chip ke dalam Core i7. Salah satu contoh kombinasi yang mungkin terjadi adalah sebuah prosesor Core i7 dengan dua core x86 dan satu graphics chip, kemungkinan besar penerus Intel GMA X4500 yang lazim ditemui di motherboard G45 dan notebook Centrino Duo saat ini. Selain mempermudah proses dan menekan biaya produksi, seharusnya konsumsi daya dan suhu operasi juga mengalami perbaikan. Di masa depan, bukan tidak mungkin Intel akan memasangkan Core i7 dengan graphics chip dari proyek Larrabee mereka.

Satu hal yang bisa menjadi ganjalan adalah bentuk soket. Core i7 datang dalam soket baru (LGA 1366). Saat ini belum jelas apakah prosesor Core i7 dengan kontroler memori dual channel akan menggunakan soket yang sama atau berbeda. Sama seperti AMD, pengintegrasian kontroler memori berarti bila suatu saat tersedia standar memori baru, Anda harus mengganti prosesor tidak hanya motherboard saat ingin melakukan upgrade.

Menyalin desain AMD?

Melihat perubahan-perubahan ini, sulit memungkiri bahwa Intel menerapkan keputusan desain yang diambil AMD, baik di Athlon 64 maupun Phenom X4. Akan tetapi, Intel membantah pernyataan tersebut. Keputusan-keputusan desain yang diterapkan di Core i7 sudah lama menjadi pemikiran di kalangan desainer prosesor Intel. Dengan fabrikasi 45 nm dan desain dasar Core2Duo, Intel baru yakin mereka mampu menerapkan perubahan-perubahan ini ke prosesor mereka.

Catatan pengujian

Kini saatnya melihat apa yang ditawarkan oleh Core i7. Pengujian dilakukan dengan menjalankan berbagai benchmark, baik benchmark sintetis seperti Sciencemark, SuperPi dan WinRAR, maupun benchmark aplikasi seperti Sysmark 2007 dan berabgai game seperti Crysis, FEAR, dan Quake 4. Untuk pengujian game, platform yang digunakan untuk pengujian awal menggunakan sebuah graphics card GeForece 8800GT. Hasil pengujian memperlihatkan perbedaan kinerja kecil antara Core i7 dan Core2Quad QX6700 yang digunakan sebagai penbanding. Oleh karena itu, pengujian diulang kembali dengan sebuah graphics card GeForce GTX280. Hasil pengujian kedua memperlihatkan bahwa Core i7 dapat “mendorong” graphics card ini mencapai frame rate lebih tinggi.

Selain pengujian dengan konfigurasi standar, pengujian tambahan dilakukan juga untuk menguji berbagai feature prosesor Core i7, seperti Hyperthreading dan Dynamic Turbo Execution. Selain itu, dilakukan pengujian dengan menjalankan kontroler memori pada mode triple channel dengan tiga keping memori dan dual channel dengan dua keping memori. Paling tidak ini akan memberikan gambaran, apa yang bisa diharapkan dari sebuah prosesor Core i7 dengan kontroler memori dual channel.

Beberapa produsen motherboard seperti ASUS dan MSI dengan board X58 mereka dilakukan pengujian. Secara keseluruhan, kedua motherboard ini berjalan dengan baik. Namun tetap saja di perlukan pengujian lanjutan.

Kinerja secara keseluruhan

Secara keseluruhan, Core i7 menawarkan kinerja antara 13 hingga 46 % lebih tinggi daripada Core2Quad dengan FSB 266 MHz. Perbedaan di atas 20% terjadi berkat pemindahan kontroler memori ke dalam prosesor. Bila dibandingkan dengan prosesor Core2Quad yang berjalan dengan FSB 400 MHz, perbedaan kinerja “clock-per-clock” antara Core i7 dan Core2Quad berada antara 10 hingga 14%. Hal ini juga yang terlihat dalam pengujian dengan game saat menggunakan graphics card GeForce 8800GT. Perbedaan kinerja yang terlihat lebih banyak terjadi di titik-titik dengan frame rate terendah. Oleh karena itu, tidak selalu terlihat dari angka frame rate rata-rata.

Dengan sebuah GeForce GTX280, perbedaan kinerja antara Core i7 dan Core2Quad dengan FSB 400 MHz berada antara 22 hingga 66%. Hal yang sama terlihat di hasil pengujian sysmark 2007 pada skenario Video Creation dan Producivity yang sensitif bandwidth dan latency memori.

Hyperthreading

Pertama kali diperkenalkan di Pentium 4 “Northwood”, Hypertherading kembali muncul di prosesor Atom dan Core i7. Pengujian sintetis memang memperlihatkan peningkatan kinerja signifikan saat Hypertherading diaktifkan, tetapi dalam pengujian Sysmark 2007 memperlihatkan penurunan kinerja. Dari segi ini, tidak ada perbedaan berarti antara Hypertherading di Pentium 4 dan Core i7. Kecuali aplikasi Anda memperlihatkan peningkatan kinerja, lebih baik Anda mematikan feature ini.

Dynamic Turbo Execution

Lain halnya dengan Dynamic Turbo Execution. Feature ini mengubah multiplier salah satu core, bila komponen power management di Core i7 melihat prosesor masih berada di bawah tingkat TDP prosesor yang ditentukan. Pada dasarnya, feature ini meng-overclock salah satu core bila tidak semua core terpakai. Oleh karena itu, tidak heran feature ini memperlihatkan perbedaan kinerja lebih tinggi dibandingkan Hyperthereading, terutama saat menjalankan benchmark Sysmark 2007. Peningkatan yang terlihat memang tidak besar dan kemungkinan besar tidak akan berasa dalam kegiatan sehari-hari.

Kontroler memori

Keputusan Intel mengintegrasikan kontroler memori triple channel mungkin tampak tidak banyak memberikan manfaat di desktop. Tergantung pada aplikasi yang Anda jalankan, perbedaan kinerja antara menjalankan platform Core i7 dan dual channel hanyalah sekitar 3 hingga 11%. Secara teori, perbedaan bandwidth antara kedua mode ini sebesar 33%. Jadi, perbedaan kinerja tidak sebanding dengan perbedaan bandwidth.

Bila Anda hanya berencana menggunakan dual channel, Anda bisa saja menggunakan memori berkecepatan lebih tinggi sebagai kompensasi perbedaan bandwidth. Selain lebih murah, penggunaan mode triple channel menambah daya sekitar 9 hingga 10 VA saat idle. Dengan power management, perbedaan konsumsi daya saat idle bisa turun 3 VA, tetapi perbedaan ini tidak terlihat saat full load.

Konsumsi daya

Tidak bisa dipungkiri, platform Core i7 mengonsumsi daya lebih banyak daripada Core2Quad maupun Phenom X4 saat idle. Perbedaan konsumsi daya antara ketiganya bisa mencapai 40 hingga 50 VA atau kurang lebih sepertiga konsumsi daya sebuah platform Core2Quad atau Phenom X4. Untungnya, saat bekerja platform Core i7 jauh lebih hemat, kurang lebih sama dengan sebuah platform Phenom X4.

Mengingat perbedaan kinerja antara Core i7 dan Core2Quad berada antara 27 hingga 35%, peningkatan konsumsi daya tersebut masih bisa dimaklumi dan tidak mengubah rasio performance/watt platform Intel. Walaupun begitu, Anda tetap harus memperhatikan bahwa platform ini tetap membutuhkan daya besar.

Bila Anda ingin menghemat daya dengan power management, konsumsi daya platform Core i7 turun sekitar 30 VA. Memang, ada penurunan kinerja sekitar 12 hingga 16%, tetapi dengan power management, konsumsi daya platform Core i7 tidak banyak berbeda dengan Core2Quad maupun Phenom X4. Akan tetapi, Anda masih akan menikmati kinerja sekitar 10 hingga 33% tergantung aplikasi yang dijalankan.

Kencang, bila Anda membutuhkannya

Tidak bisa dipungkiri pula bahwa Core i7 akan mempertahankan posisi Intel sebagai produsen prosesor terkemuka yang menawarkan prosesor x86 tercepat dengan rasio performance/watt terbaik. Perubahan-perubahan seperti Quick Path Interconnect dan kontroler memori terintegrasi memungkinkan Intel meningkatkan kinerja tanpa banyak mengubah desain dasar Core2Duo. Secara garis besar, prosesor Core i7 menawarkan kinerja antara 10%-66% lebih tinggi daripada prosesor Intel Core2Quad tercepat saat ini.

Masalah utama core i7 bukanlah kesalahan Intel, tetapi lebih merupakan faktor di luar tangan produsen asal Santa Clara ini. Krisis ekonomi dunia yang melanda dan populernya platform murah seperti netbook memperlihatkan kecenderungan bahwa pengguna komputer kini tidak sebegitu hausnya mengejar produk dengan kinerja tinggi.

Dalam bentuk yang ada saat ini, Core i7 lebih ditujukan bagi para hardware enthusiast yang rela merogoh kantong dalam-dalam. Selain harus membeli prosesor dan motherboard baru (sebagai catatan, motherboard baru level enthusiast tidak murah – lihat saja harga sebuah motherboard X48), Anda harus membeli paling tidak tiga keping memori DDR3 berkecepatan tinggi dan latency rendah. Ini baru biaya yang dibayar dimuka. Anda harus membayar tambahan biaya dalam bentuk konsumsi daya sekitar 20-30% lebih tinggi saat idle, bila Anda tidak ingin kehilangan kinerja karena power management.

Untuk kebanyakan orang, hal-hal yang telah dijelaskan di atas tersebut sudah cukup sebagai alasan untuk menunggu. Pertanyaannya adalah hingga kapan? Hingga Core i7 dengan kontroler dual channel dan motherboard berchipset mainstream tersedia di pasaran tahun depan. Roadmap Intel memperlihatkan bahwa chipset ini baru akan muncul pada kuartal ketiga 2009.

Iklan

One thought on “Core i7

  1. salam pr saya rosli
    ini pertama kali saya saya kagum dgn tulisan anda bnyk mencelik kembali tentang semoga nanti anda dpt membimbing saya sekian terima kasih .

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s