Por dentro da microarquitetura Intel Broadwell

Introdução

A microarquitetura Broadwell, usada nos processadores Core i de quinta geração e também em outras linhas de processadores da Intel (Core M e futuros modelos do Xeon), adiciona pequenas melhorias à microarquitetura anterior do fabricante, a Haswell. Sua principal novidade é o uso de um novo processo de fabricação, de 14 nm (processadores Haswell utilizam processo de 22 nm).

É importante entender que a Intel utiliza um cronograma chamado “tique-taque” (“tick-tock”, em inglês), onde o “tique” representa uma microarquitetura utilizando um novo processo de fabricação. Esta microarquitetura não traz grandes mudanças em relação à microarquitetura anterior, sendo feitos apenas pequenos ajustes e melhorias. Já o “taque” representa uma microarquitetura completamente nova, utilizando o mesmo processo de fabricação da microarquitetura anterior. A ideia é utilizar uma microarquitetura completamente nova somente após o fabricante dominar completamente o novo processo de fabricação.

Dentro desse cronograma, a microarquitetura Broadwell é “tique” e, logo, não traz nenhuma mudança estrutural severa em relação à microarquitetura Haswell. Portanto, para compreender a microarquitetura Broadwell e tirar maior proveito deste tutorial, leia o nosso tutorial “Por dentro da microarquitetura Intel Haswell”.

Para computadores de mesa, os processadores Core i de quinta geração continuarão usando o soquete LGA1150, introduzido com os processadores Core i de quarta geração (Haswell).

Como é óbvio de se supor, várias melhorias foram feitas para aumentar o desempenho, diminuir o consumo elétrico e diminuir a dissipação térmica.

As principais novidades da microarquitetura Broadwell em relação à microarquitetura Haswell são as seguintes:

• Três novas instruções de criptografia e segurança
• Novo modo SMAP (Supervisor Mode Access Protection, proteção de acesso do modo supervisor), que expande o modo SMEP introduzido na microarquitetura Ivy Bridge para impedir código supervisor de bisbilhotar dados em páginas de memória do usuário
• Novo estado de economia de energia C7+
• Motor de vídeo suportando decodificação dos formatos VP8, HVEC e JPEG por hardware, além de codificador no formato HVEC
• Motor gráfico DirectX 11.2 e OpenGL 4.3
• Melhoria na técnica de GPGPU, com a adoção da interface de programação OpenCL 2.0
• Aumento de dois processadores por módulo no motor gráfico
• Novo sistema de “debug” chamado “Intel Processor Trace”, voltado a desenvolvedores de software
• Adoção da técnica de “throtle” para o chipset nos modelos com chipset integrado (SoC), de forma a diminuir o consumo e dissipação
• Melhorias no consumo elétrico
• Melhorias na dissipação térmica
• Melhorias na tecnologia de virtualização (menor tempo de transição)
• Agendador da unidade de execução fora de ordem aumentado de 60 para 64 entradas
• Buffer de tradução de endereços (TBL) aumentado
• Diminuição na latência no envio de microinstruções a serem processadas
• Melhorias diversas em várias áreas para aumentar o desempenho

Vamos agora falar de algumas melhorias específicas que vale a pena serem explicadas em mais detalhes.