Intel Core 2

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Core 2 Wolfdale.jpg
Core 2 Duo E7200 Wolfdale
Produktion: seit 2006
Produzent: Intel
Prozessortakt: 1,06 GHz bis 3,33 GHz
FSB-Takt: 200 MHz bis 400 MHz
L2-Cachegröße: 1 MiB bis 12 MiB
Fertigung: 45 nm bis 65 nm
Befehlssatz: x86, x86-64
Mikroarchitektur: Intel-Core-Mikroarchitektur
Sockel:
Namen der Prozessorkerne:
  • Allendale
  • Conroe
  • Merom
  • Kentsfield
  • Penryn
  • Wolfdale
  • Yorkfield
Intel-Core-2-Duo-Emblem
Intel-Core-2-Quad-Emblem
Intel-Core-2-Extreme-Emblem
Altes Logo des Intel Core 2 Duo
Altes Logo des Intel Core 2 Quad
Altes Logo des Intel Core 2 Extreme

Die Intel-Core-2-Serie ist eine Familie von 64-Bit-Mikroprozessoren für Computer. Sie basieren auf der Intel-Core-Mikroarchitektur und stellen die Nachfolger der Pentium-4-, Pentium-D- und Pentium-Extreme-Edition-CPUs im Desktop-Segment und der Pentium-M- und Core-CPUs im Mobilbereich dar. Die Workstation- und Server-Variante des Core 2 verkauft Intel dagegen wie üblich als Intel Xeon.

Seit Ende 2008 wird die Core-2-Serie von der Intel-Core-i-Serie auf Basis der Nehalem-Architektur ergänzt und ersetzt.

Namensgebung[Bearbeiten]

Die Bezeichnung Intel Core 2 ist unabhängig von der Anzahl der Prozessorkerne eines Prozessors. Die „2“ steht vielmehr für die zweite Generation, in der der Markenname „Core“ genutzt wird (nicht jedoch für die zweite Generation der Core-Mikroarchitektur, da der Intel Core auf einer stark abgewandelten Version der P6-Architektur basiert und daher lediglich einen Vorläufer der neuen Mikroarchitektur darstellt).

Die Variante für den Massenmarkt mit zwei Prozessorkernen (Doppelkernprozessor) wird Core 2 Duo genannt, der Vierkernprozessor wird Core 2 Quad genannt. Die Modelle für den High-End-Markt tragen in der Tradition der Extreme-Edition-Modelle des Pentium 4 und Pentium D den Namen Core 2 Extreme. Daneben existiert für den sehr sparsamen Mobilbereich noch eine Variante mit nur einem Prozessorkern, die als Core 2 Solo vermarktet wird. Alle Prozessoren erhalten eine vierstellige Modellnummer, bei der die erste die Serie klassifiziert und über die restlichen drei Ziffern das genaue Modell angegeben wird. Vor diese Modellnummer wird noch ein Buchstabe gestellt (in seltenen Fällen auch zwei), welcher im mobilen Markt Details über die Leistungsaufnahme angibt. Im Desktop-Markt wird durch die Buchstaben die Art des Prozessors klassifiziert (Zweikern– oder Vierkernprozessor, Extreme–Modelle).

Desktop[Bearbeiten]

  • „QX“- Quad-Core Extreme Performance (freier Multiplikator)
  • „X“ - Dual-Core Extreme Performance (freier Multiplikator)
  • „Q“ – Quad-Core High Performance
  • „E“ – Dual-Core CPU mit TDP ≥ 55 W

Mobil[Bearbeiten]

  • „QX“- Mobile CPU: 45 W TDP; Quad-Core Extreme Performance
  • „X“ - Mobile CPU: 44 W TDP; Dual-Core Extreme Performance
  • „Q“ - Mobile CPU: 45 W TDP; Quad-Core High Performance
  • „T“ – Mobile CPU: 30–39 W TDP
  • „P“ – Mobile CPU: 20–29 W TDP; „power optimized“, höhere Performance, Energieeffizient
  • „L“ – Mobile CPU: 12–19 W TDP; hohe Energieeffizienz, deutlich gesenkte Spannung (ehemals: „Low Voltage“ bzw. „LV“)
  • „U“ – Mobile CPU: ≤ 11,9 W TDP; ultrahohe Energieeffizienz, besonders stark gesenkte Spannung (ehemals: „Ultra Low Voltage“ bzw. „ULV“)
  • „SP“– Mobile Small Package CPU: 20–29 W TDP; „power optimized“
  • „SL“– Mobile Small Package CPU: 12–19 W TDP; hohe Energieeffizienz
  • „SU“– Mobile Small Package CPU: ≤ 11,9 W TDP; ultrahohe Energieeffizienz

Technik[Bearbeiten]

Hauptartikel: Intel-Core-Mikroarchitektur

Im Gegensatz zu Intels bisherigen Desktop- und Server-Prozessoren auf Basis der Intel-NetBurst-Mikroarchitektur setzt der Core 2 auf Intels neue, weitestgehend Pentium-M-basierte Core-Mikroarchitektur. Diese unterscheidet sich von der NetBurst-Architektur neben der deutlich geringeren elektrischen Leistungsaufnahme vor allem durch die drastisch verkürzte Pipeline. Dies verringert zwar die mögliche Maximalfrequenz, dafür steigt die Leistung bei gleicher Taktfrequenz, so dass die neuen Prozessoren bei gleicher Taktfrequenz bis zu 40 % mehr leisten.

Neben der verkürzten Pipeline sind diese Leistungssteigerungen aber auch auf verschiedene Verbesserungen an den Recheneinheiten des Core 2 zurückzuführen. Die verbesserten und teilweise neu eingeführten Vektoroperationen benötigen nur noch einen Taktzyklus – halb so viel wie bisher – und mittels Macro-OP Fusion kann der Befehlsdecoder aus Addition und Multiplikation eine einzelne MAC-Funktion generieren. Laut Intel soll von letztgenannter Optimierung im Durchschnitt jeder zehnte Befehl profitieren.

Ferner wurden Stromsparfunktionen der Vorgänger Pentium M und Intel Core übernommen. Neben der dynamischen Anpassung von Takt und Betriebsspannung können viele Teile der CPU bei Nichtgebrauch abgeschaltet werden, um Energie zu sparen. In Verbindung mit der allgemein geringeren Leistungsaufnahme der neuen Core-Mikroarchitektur, aber auch den geringeren Taktraten, macht das den Core 2 bei seinem Erscheinen zu einer der energieeffizientesten Prozessorentwicklungen überhaupt.

Mit neuen Steppings, unter anderem M0, wurde der Stromverbrauch im Ruhezustand weiter gesenkt.[1]

Ende 2007 wurden neue Prozessoren in 45-nm-Fertigung mit einer etwas optimierten Architektur eingeführt. Durch den Shrink auf 45 nm selbst und die Umstellung der Transistorbauweise auf High-k-Dielektrikum (auf Basis einer Hafniumverbindung)/Metal-Gate sind zudem schnellere Transistoren mit kleinerem Leckstrom möglich.

Prozessorkerne[Bearbeiten]

Conroe[Bearbeiten]

Conroe ist ein im 65-nm-Verfahren gefertigter Doppelkernprozessor für den Desktop und war der erste Vertreter der neuen Prozessorgeneration. Er verfügt über 4 MiB L2-Cache. Modelle mit nur 2 MiB L2-Cache (zwei weitere MiB dann deaktiviert) werden ebenfalls verkauft, seit Ende 2006 wird für diese Varianten aber hauptsächlich der Allendale-Kern eingesetzt. Conroe-Prozessoren werden mit Front-Side-Bus-Taktraten von 200 bis 333 MHz betrieben und sind mit Prozessor-Taktraten zwischen 1,86 und 3,00 GHz verfügbar.

Allendale[Bearbeiten]

Allendale wird wie Conroe im 65-nm-Verfahren gefertigt, verfügt aber nur über 2 MiB L2-Cache. Dank der daraus resultierenden geringeren Die-Fläche ist Allendale günstiger herzustellen als Conroe. Prozessoren mit Allendale-Kern sind erst seit Ende 2006 verfügbar (die seit Mitte 2006 verkauften Modelle E6300 und E6400 basierten zunächst auf dem Conroe), sie wurden dabei parallel zu den Conroe-Prozessoren gefertigt und verkauft. Core-2-Prozessoren mit Allendale-Kern werden mit Front-Side-Bus-Taktraten von 200 oder 266 MHz betrieben und sind mit Prozessor-Taktraten zwischen 1,80 und 2,40 GHz verfügbar. Für höhere Taktraten wählt Intel auch bei Prozessoren mit nur 2 MiB L2-Cache den Conroe.

Wolfdale[Bearbeiten]

Wolfdale wird in einem 45-nm-Verfahren gefertigt. Im Vergleich zum Conroe wurde die SSE4.1-Befehlserweiterung hinzugefügt und die Architektur optimiert, so dass die Leistung pro Takt (IPC) im Vergleich zum Conroe etwas höher ist. Es gibt zwei Versionen des Wolfdales, die auf verschiedenen Kernen basieren: Wolfdale C0/E0 besitzt einen größeren L2-Cache von 6 MiB, Wolfdale M0/R0 wird nur mit 3 MiB L2-Cache gefertigt und belegt daher rund 25 Prozent weniger Waferfläche.

  • Zweikernprozessor (Dual-Core)
  • L1-Cache: je Kern 32 + 32 KiB (Daten + Instruktionen)
  • L2-Cache: 6144 KiB oder 3072 KiB mit Prozessortakt (bei einigen Modellen nicht komplett freigeschaltet)
  • Alle Modelle unterstützen: MMX, SSE, SSE2, SSE3, SSSE3, Intel 64, EIST, XD-Bit
  • Core-2-Duo-Modelle der E8x00-Serie (außer E8190), der Core 2 Duo E7600 (teilweise auch E7400, E7500), die Pentium E6x00-Serie und Modelle der Pentium E5x00-Serie ab E5500 (teilweise auch E5300, E5400) unterstützten zusätzlich: IVT
  • Core-2-Duo-Modelle der E8x00-Serie mit Ausnahme des Core 2 Duo E8190 unterstützten zusätzlich: TXT
  • Core-2-Duo-Modelle unterstützen zusätzlich: SSE4.1
  • Fertigungstechnik: 45 nm
  • Die-Größe: 107 mm² bei 410 Millionen Transistoren (C0, E0) bzw. 82 mm² bei 228 Millionen Transistoren (M0, R0)
  • Modelle: Intel Core 2 Duo E7200 bis E8600 und Pentium E5200 bis E6800

Kentsfield[Bearbeiten]

Der Codename Kentsfield bezeichnet einen Prozessor der Core-2-Familie mit vier Prozessorkernen (Quad-Core-Mehrkernprozessor). Genauso wie die entsprechende Xeon-Version (Codename Clovertown) ist der Kentsfield ein Zusammenschluss zweier Dual-Core-Dice (in diesem Fall Conroe) in einem CPU-Package. Aus diesem Grund besitzt der Prozessor zweimal einen L2-Cache mit einer Größe von jeweils 4 MiB. Diese Bauweise erleichtert die Produktion des Prozessors und ist schneller umsetzbar als die Entwicklung eines Quad-Cores mit vier Kernen auf einem Die.

Yorkfield[Bearbeiten]

Der Codename Yorkfield bezeichnet einen Prozessor der Core-2-Familie mit vier Prozessorkernen (Quad-Core-Mehrkernprozessor). Yorkfield ist ein Zusammenschluss zweier Dual-Core-Dice (in diesem Fall Wolfdale) in einem CPU-Package. Aus diesem Grund besitzt der Prozessor zweimal einen L2-Cache mit einer Größe von jeweils 2 bzw. 3 oder 6 MiB. Diese Bauweise erleichtert die Produktion des Prozessors und ist schneller umsetzbar als die Entwicklung eines Quad-Cores mit vier Kernen auf einem Die.

Merom[Bearbeiten]

Merom ist ein in 65 nm gefertigter Doppelkernprozessor, der für Sockel M und Sockel P angeboten wird. Merom besitzt 4 MiB L2-Cache, von dem jedoch bei einigen Modellen die Hälfte deaktiviert wird. Der Kern ist eng verwandt zum Conroe-Kern, der bei den Intel-Core-2-Duo-Desktop-Prozessoren verwendet wird. Bemerkenswert ist, dass der Merom Intels erster Mobilprozessor ist, in der die von AMD übernommene 64-Bit-Erweiterung AMD64 realisiert wurde, welche bei Intel als Intel 64 vermarktet wird. Der Merom wird teilweise auch als Einkernprozessor verwendet (zweiter Kern wird deaktiviert).

  • Zweikernprozessor (Dual-Core)
  • L1-Cache: je Kern 32 + 32 KiB (Daten + Instruktionen)
  • L2-Cache: 4096 KiB mit Prozessortakt (bei einigen Modellen nicht komplett freigeschaltet)
  • MMX, SSE, SSE2, SSE3, SSSE3, Intel 64, EIST, XD-Bit, IVT
  • Fertigungstechnik: 65 nm
  • Die-Größe: 143 mm² bei 291 Millionen Transistoren (B2, E1, G0) bzw. 111 mm² bei 167 Millionen Transistoren (M0, L2)
  • Modelle: Core 2 Solo U2100 bis U2200, Core 2 Duo L7200 bis L7700 und Core 2 Duo T5200 (ohne IVT) bis T7800

Penryn[Bearbeiten]

Penryn ist ein in 45 nm gefertigter Doppelkernprozessor, welcher auf der gleichnamigen Mikroarchitektur basiert. Beim Penryn handelt es sich um die Mobilevariante des Wolfdale, der im Vergleich zum Vorgänger Merom größere Caches, verbesserte Stromspartechniken durch einen neuen Transistoraufbau (High-k+Metal-Gate-Technik) und auch eine höhere Leistung pro Takt (IPC) aufweist. Der Penryn wird teilweise auch als Einkernprozessor verwendet (zweiter Kern wird deaktiviert), aber unter dem Codenamen Penryn-QC auch als Vierkernprozessor.

  • Zweikernprozessor (Dual-Core)
  • L1-Cache: je Kern 32 + 32 KiB (Daten + Instruktionen)
  • L2-Cache: 6144 KiB bei C0, E0 bzw. 3072 KiB bei M0, R0 mit Prozessortakt (bei einigen Modellen nicht komplett freigeschaltet)
  • MMX, SSE, SSE2, SSE3, SSSE3, SSE4.1, Intel 64, EIST, XD-Bit, IVT (nicht bei allen Modellen)
  • Fertigungstechnik: 45 nm
  • Die-Größe: 107 mm² bei 410 Millionen Transistoren (C0, E0) bzw. 82 mm² bei 228 Millionen Transistoren (M0, R0)
  • Modelle: Core 2 Duo SU7300 bis SU9600, Core 2 Duo SL9300 bis SL9600, Core 2 Solo SU3300 bis SU3500, Core 2 Duo P7350 bis P9700, Core 2 Quad Q9000 bis Q9100, Core 2 Duo T6400 bis T9900, Core 2 Duo U7500 bis U7600, Core 2 Extreme X9000 bis X9100 und Core 2 Extreme QX9300

Modelle[Bearbeiten]

Weblinks[Bearbeiten]

Belege[Bearbeiten]

  1. ComputerBase: Intel: M0-Stepping macht Core 2 sparsamer, 19. Mai 2007
  2. (siehe hier)