L'architecture Intel Nehalem

Publié le 17/09/2008 par
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Après le coup d'éclat qu'a représenté l'architecture Core 2, qui s'est offert le luxe de dominer deux générations de processeurs AMD successives et a rendu sa position de leader à Intel, le constructeur se prépare à commercialiser les Core i7 et Core i7 Extreme Edition, premiers représentants de l'architecture Nehalem.

In vino veritas
Le nom de projet « Nehalem » désigne désormais l'architecture des Core i7 et de ses différentes déclinaisons. Nehalem est une rivière de l'Oregon, et le nom a été choisi par le responsable du projet de l'époque qui appréciait le vin de cette région. Décidément, la culture vinicole est une bonne source d'inspiration, comme l'a également démontré Asus qui a récemment attribué le label « Pinot Noir » à un de ses modèles de cartes mères ...

Comme nous en avons désormais l'habitude, nous allons tenter de comprendre les motivations d'Intel dans le design de sa nouvelle architecture, et de deviner ce que la nouvelle gamme de processeurs apportera dans l'utilisation de nos prochains PC. Et pour une fois l'attente sera brève, car les premiers Core i7 sont prévus pour être disponibles dès fin de cette année 2008.

En 2006, Intel a marqué le monde PC avec la sortie d'un processeur à la fois très performant, économe en énergie et relativement bien adapté à toutes les plateformes. Dès son introduction, le Core 2 grille ainsi la politesse à l'Athlon 64 d'AMD, qui avait réussi à s'imposer sans trop de mal face aux Pentium 4 et à leur architecture Netburst. AMD a globalement raté sa riposte avec un Phenom qui manque de points forts pour se démarquer, et Intel enfonce définitivement le clou avec la déclinaison 45 nm du Core 2 qui augmente encore les performances d'un cran. Ce processeur « miracle » qui a permis à Intel de retrouver son statut de leader n'a pas été créé à partir d'une feuille blanche, il est le descendant direct d'une lignée de processeurs Mobiles, initiée avec le Pentium M (Banias et Dothan), puis déclinée en Core Duo (Yonah), le premier processeur nativement double cores du marché. Rappelons que ces modèles sont le fruit du travail des bureaux d'étude d'Intel situés à Haifa, en Israël.
Mobile un jour, Mobile toujours
Core 2 a des sources mobiles fortement marquées, et bien qu'il donne d'excellents résultats sur toutes les plateformes (PC de bureau, serveur, et bien entendu ordinateur nomade), son design a gardé les principales qualités et défauts liés à cet héritage : le cahier des charges d'un processeur mobile n'est naturellement pas le même que celui d'un processeur pour PC de bureau ou pour serveur.

Et dans les faits, le Core 2 accusait dès sa sortie un certain nombre de retards technologiques : un bus processeur vieillissant (en comparaison au bus HyperTransport du K8), un contrôleur mémoire toujours externe (intégré au K8 depuis 2004 !), et finalement une architecture double cores, qui bien que plus aboutie que les implémentations précédentes, ne précédait la première architecture nativement quadruple cores d'AMD que de 12 mois. Intel a donc du remettre quelques-unes de ces innovations à plus tard, car le Core 2 devait sortir rapidement, avec le moins de modifications possibles.

Certes, les performances étaient au rendez-vous. Mais en terme d'innovations, le Core 2 n'apportait pas son lot de nouveautés technologiques comme l'a fait le Pentium 4 à son introduction en 2000 (même si cela ne lui a pas porté chance). Architecture fondamentalement mobile, Core 2 s'est pliée aux exigences des autres plateformes. Notons que cela n'a quand même pas été sans conséquences, notamment dans le cadre d'une utilisation serveur : un « montage » quadruple cores qui se contente difficilement de la technologie ancienne du bus processeur, un bus mémoire partagé entre plusieurs processeurs, et enfin des performances en mode 64-bits un peu en retrait (certaines fonctionnalités du processeur n'étant pas activées dans ce mode d'exploitation). Aussi performant soit-il dans l'absolu, le Core 2 ne s'est jamais imposé sur plateforme serveur, à la faveur de l'Opteron Barcelona, dont le design a, à l'inverse, été défini dans l'optique d'une utilisation serveur. On ne peut pas être le meilleur partout.

On comprend donc un peu mieux les enjeux de Nehalem, la finalité étant de combler les faiblesses de Core 2. Mais comment définir une architecture qui soit capable de se plier aux exigences parfois contradictoires de chaque plateforme ? La solution, c'est la modularité. Nehalem est avant tout une architecture souple, flexible ... adaptable. Nehalem tient plus du Lego que du processeur, et de l'aveu même des ingénieurs chez Intel, il existera tellement de déclinaisons de Nehalem que le « branding » (c'est-à-dire la dénomination commerciale des variantes) sera un véritable casse-tête. Ainsi, parmi les différentes améliorations apportées par Nehalem dont nous allons parler maintenant, certaines n'équiperont pas tous les modèles.
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