Por Dentro da Microarquitetura Intel Nehalem

Nehalem é o codinome do novo processador da Intel com controlador de memória integrado que chegará ao mercado em breve e será chamado Core i7; esta arquitetura também será usada nos processadores para servidores (Xeon) e, daqui a alguns anos, também será usada nos processadores para PCs “populares”. Os processadores baseados nesta arquitetura terão um controlador de memória DDR3 integrado de três canais, três níveis de cache, a volta da tecnologia Hyper-Threading, um novo barramento externo chamado QuickPath e muito mais. Neste tutorial nós explicaremos o que há de novo nesta nova arquitetura. Confira.

Abaixo nós resumimos uma lista dos principais recursos da arquitetura Nehalem e explicaremos o que cada um deles significa ao longo deste artigo:

Baseado na microarquitetura Intel Core.
De dois a oito núcleos.
Controlador de memória DDR3 integrado com três canais de memória.
Caches de memória L2 individuais de 256 KB para cada núcleo.
Cache de memória L3 de 8 MB.
Novo conjunto de instruções SSE 4.2 (sete novas intruções).
Tecnologia Hyper-Threading.
Modo Turbo (overclock automático).
Aprimoramentos na microarquitetura (suporte a fusão de instruções no modo de 64 bits, detector de laços aprimorado, seis portas de despacho, etc).
Aprimoramentos na unidade de previsão de desvios, com a adição de um segundo Buffer de Desvios (BTB, Branch Target Buffer).
Um segundo Buffer de Tradução de Endereços (TLB, Translation Look-aside Buffer) com 512 entradas.
Otimizado para as instruções SSE desalinhadas.
Aumento do desempenho da tecnologia de virtualização (melhora de 60% na latência de virtualização em relação aos processadores Core 2 de 65 nm e melhora de 20% em relação aos processadores Core 2 de 45 nm, segundo a Intel).
Novo barramento externo QuickPath.
Nova unidade de controle de energia.
Tecnologia de fabricação de 45 nm no lançamento, com futuros modelos de 32 nm (processadores com codinome “Westmere”).
Novo soquete com 1.366 pinos.

É importante lembrar que os processadores Core 2 fabricados com tecnologia de 45 nm têm recursos extras em relação aos processadores Core 2 com tecnologia de 65 nm. Todos esses recursos estão presentes nos processadores baseados na arquitetura Nehalem e os mais significativos deles são:

Novo conjunto de instruções SSE4 (que traz 47 novas instruções SSE para o processador).
Tecnologia de Desligamento Profundo (Deep Power Down, apenas nos processadores para notebooks, também conhecido como estado C6).
Tecnologia de Aceleração Dinâmica Avançada (Enhanced Intel Dynamic Acceleration, apenas nos processadores para notebooks).
Circuito divisor usando o algoritmo Raiz-16 (aprimoramento da unidade de ponto flutuante).
Unidade “Shuffle” aprimorada (aprimoramento da unidade de ponto flutuante).
Tecnologia de Virtualização Aprimorada (entre 25% e 75% de aumento de desempenho no tempo de transição entre máquinas virtuais).

Vamos agora discutir em detalhes as diferenças mais significativas introduzidas por esta nova arquitetura.