1.Công nghệ 32nm
Đầu tiên phải kể đến đó là VXL core i7 – 990X là 1 trong những VXL sử dụng công nghệ 32nm trên nền kiến trúc Gulftown giúp nó không chỉ có thêm 2 nhân và 4MB L3 cache, mà còn có đế nhỏ hơn người tiền nhiệm: 248 mm vuông so với kích thước 263 mm vuông của Bloomfield. Số transistor (bán dẫn) từ đó cũng tăng từ 731 triệu lên 1,17 tỉ. Rất ấn tượng khi biết rằng Core i7-990X cũng có cùng điện năng tiêu thụ 130W giống như các bộ xử lý i7-9xx 4 nhân dòng Bloomfield.
2.Bộ nhớ đệm L3 Cache
Hệ thống bộ nhớ đệm (cache) trên BXL mới cũng có chút thay đổi với việc tăng cường thêm mức cache L3 dùng chung (L1, L2 riêng trên mỗi nhân) thay vì chỉ có 2 mức cache là L1 riêng trên mỗi nhân và L2
dùng chung như Core 2. Ưu điểm của thiết kế này giúp việc trao đổi dữ liệu giữa các nhân hiệu quả hơn mà không cần thông qua các cache bên trong của mỗi nhân. Giao thức truy xuất dữ liệu trong cache của các nhân cũng có sự chuyển biến thành giao thức MESIF (Modified, Exclusive, Shared, Invalid and Forward) giúp giảm bớt tần suất truy cập cache của các nhân để nâng cao hiệu quả tính toán song song.
3.Trang bị công nghệ Turbo Boost
Ngoài ra, Intel còn tích hợp một chip điều khiển năng lượng PCU (Power Control Unit) để hiện thực công nghệ mới là Turbo Boost, giúp tự động chuyển năng lượng dư thừa từ những nhân “rảnh rỗi” sang nhân đang cần tải công việc lớn và nhân này sẽ hoạt động ở mức xung nhịp cao hơn mặc định nhằm tăng hiệu quả đồng thời cũng tiết kiệm điện hơn.
Như vậy, Turbo Boost là công nghệ nâng hiệu suất máy tính lên thêm 20%, giúp hệ thống hoạt động nhanh hơn và k o dài thời lượng pin, bằng cách tự động điều chỉnh xung nhịp của từng nhân độc lập cho phù hợp với nhu cầu xử lý.
- Đây có thể xem như công nghệ overclock tự động của Intel, tăng tốc độ tính toán hoặc xử lí đồ họa khi cần thiết, tùy thuộc vào yêu cầu của ứng dụng. Về nguyên tắc, công suất tối đa của CPU là tổng của công suất xử lý đồ họa và tính toán, được quy định bởi nhà sản xuất, thông thường các ứng dụng không đòi hỏi yêu cầu đồ họa và yêu cầu tính toán cùng một lúc, nên với công nghệ Turbo Boost, CPU có thể lấy phần công suất (tạm gọi là như thế) của bên ít được sử dụng sang tập trung tăng tốc cho bên kia; ví dụ với những ứng dụng yêu cầu tính toán nhiều mà ít yêu cầu về đồ họa thì CPU sẽ tự động tập trung công suất xử lý tính toán bằng cách tăng tần số và tăng điện áp để tăng tốc độ; và ngược lại với các ứng dụng đồ họa cao, Turbo Boost sẽ kết hợp với chức năng Dynamic Frequency (tần số linh động) dồn công suất sang giúp cho tần số xử lý đồ họa được cải tiến. Như vậy CPU sẽ có thể chạy nhanh hơn mức cơ bản của nhà sản xuất đặt ra ở trên cả phương diện tính toán và phương diện đồ họa mà công suất vẫn không thay đổi, và CPU cũng không bị nóng.
Bên cạnh đó, mạch điều khiển bộ nhớ tích hợp (integrated memory controller) cũng được Intel đưa vào chip, giúp việc trao đổi dữ liệu giữa nhân điện toán và bộ nhớ nhanh hơn so với khi các thành tố nằm tách biệt trên bảng mạch
Công nghệ Turbo boost tự động điều chỉnh xung nhịp từng nhân độc lập cho phù hợp với nhu cầu xử lý. Công nghệ này sẽ nâng cao hiệu suất cho bộ xử lý. Đồng thời giúp k o dài thời gian sử dụng pin bằng cách giảm xung nhịp của CPU khi chạy các ứng dụng không cần nhiều tính toán của CPU.
Turbo Boost được điều khiển hoàn toàn tự động bởi bios máy tính và chipset trên bo mạch chủ do đó có thể nói nó an toàn tuyệt đối. CPU sẽ tự động thay đổi xung nhịp tùy theo tải, khi làm việc nặng sẽ tự nâng xung nhịp lên và ngược lại, hạ xuống thấp nhất khi ở trạng thái nghỉ. Thí dụ Core i7 720QM có tốc độ mặc định 1,6GHz tuy nhiên khi cần có thể tự nâng lên tối đa đến 2,8GHz, hoặc mức 1,2GHz khi ở trạng
thái nghỉ.
Việc điều khiển tốc độ CPU được máy tính quyết định hoàn toàn, người dùng có thể theo dõi xung hoạt động của nó thông qua Gadgets dành cho Windows Vista/Windows 7.
4.HyperThreading trở lại
HyperThreading (HT) là khái niệm được Intel giới thiệu trong thời kỳ giữa của Pentium 4. Công nghệ
này ngay khi được giới thiệu trên thị trường đã đạt được những thành công vang dội về khía cạnh… marketing. Công nghệ HyperThreading áp dụng trong Pentium 4 đã làm rất nhiều người dùng thỏa mãn với 2 biểu đồ hoạt động của CPU hiện lên trong cửa sổ Task Manager. Trong khi với các thử nghiệm thực tế, đôi khi bật tính năng này lên còn làm cho CPU xử lý k m hiệu quả hơn trong một vài công việc. Tất nhiên, HT cũng làm cho một vài ứng dụng nhanh hơn nếu ứng dụng đó yêu cầu CPU làm việc theo cái cách mà HT có thể phát huy khả năng của mình. Thành thực mà nói là như vậy, nhưng nhìn chung, việc hy vọng vào HT để tăng tốc độ xử lý của CPU phần nhiều là… hên xui. Và như vậy HyperThreading đã nói lời chia tay với người dùng khi Core ra đời. Lý do gây ra hiệu quả nghèo nàn này của HyperThreading không phải nằm ở bản chất của HyperThreading, mà là nằm ở kiến trúc của Pentium 4, không phù hợp cho Hyper Threading trổ tài.
Về bản chất, một nhân xử lý không thể xử lý hai luồng thông tin vào cùng một thời điểm. Nếu chúng ta muốn cùng một lúc có được nhiều ứng dụng (hay thực chất là rất nhiều các process con, hoặc rất nhiều thread) chạy song song, hệ điều hành của chúng ta phải ra lệnh cho nhân xử lý liên tục và chuyển qua chuyển lại tác vụ xử lý cho từng thread. Quá trình này diễn ra rất-rất nhanh và hoàn toàn không thể nhận biết bằng mắt thường, tạo cảm giác như CPU của chúng ta xử lý tất cả các khối lượng công việc đó song song cùng một thời điểm.
Minh họa cho cách SMT (Hyper Threading) làm tăng hiệu quả xử lý của CPU
HyperThreading là tên của Intel đặt cho công nghệ SMT (Simultaneous Multi-Threading). Công nghệ này cho ph p một nhân xử lý có thể thực sự xử lý song song các thread do các ứng dụng tạo ra, bằng cách trang bị thêm một số thành phần của nhân xử lý, khiến hệ điều hành nghĩ rằng nó đang làm việc với nhiều nhân xử lý, cung cấp khả năng đáp ứng cao cùng hiệu suất vượt trội, đồng thời công nghệ này
cũng cho ph p cân bằng mức tiêu thụ năng lượng trong quá trình hoạt động. Như vậy, với một hệ điều hành tương thích bộ xử lý nhiều nhân hay nhiều bộ xử lý, nó sẽ sắp xếp để nhiều thread cùng được gửi đến các bộ xử lý “ảo” đó. Về mặt lý thuyết, khi chúng ta chỉ có một nhân xử lý thì nó có xử lý song song được bao nhiêu thread cũng không thể tăng tốc độ xử lý chúng lên được. Tuy nhiên trong thực tế, không phải bất kỳ lúc nào mọi thành phần của nhân xử lý cũng được sử dụng đến, và những thành phần không được sử dụng đến này có thể dùng để xử lý thread thứ hai (hoặc thứ ba, thứ tư…). Công nghệ SMT còn giúp bộ xử lý làm việc hiệu quả hơn bằng cách giảm bớt số lần nhân xử lý phải chuyển qua chuyển lại giữa các thread ‘’song song”. Quá trình chuyển này, như đã nói ở trên, diễn ra rất nhanh và liên tục, nhưng không có nghĩa là không mất thời gian, và bằng việc giảm bớt lượng công việc này, bộ xử lý có thể được rảnh rang để tập trung vào chuyên môn hơn.