L’architettura
Prima di affrontare l’analisi dell’architettura Haswell-E partiamo da alcune caratteristiche costruttive del die: questo occupa una superficie di quasi 356 millimetri quadrati (17, 6 mm x 20,2 mm) e racchiude al suo interno circa 2,6 miliardi di transistor prodotti con tecnologia Intel tri-gate a 22 nanometri. Si tratta di un incremento sostanziale rispetto al suo predecessore Ivy Bridge-E, il cui die occupa una superficie di 256 millimetri quadrati e racchiude circa 1,86 miliardi di transistor.
La differenza principale di questi dati è dovuta al fatto che Ivy Bridge è realizzato con un die con massimo sei core, due in meno di quelli disponibili sul silicio di classe Haswell-E. Il package ha una impronta pari a quella dei precedenti modelli Sandy Bridge-E o Ivy Bridge-E, ma impiega una versione modificata del socket che è stato denominato Lga-2011-V3; il numero dei contatti è invariato, ma a seguito di una differente mappatura degli stessi che rende i nuovi processori incompatibili con le precedenti schede madri – e viceversa – sono state modificate le chiavi di allineamento del package con il socket.
Haswell-E ripropone un’architettura organizzata a livello logico in modo molto simile a quella di Ivy Bridge-E e Sandy Bridge-E: la struttura denominata Core – ovvero gli elementi di elaborazione veri e propri – è costituita da 6 o 8 core ciascuno dei quali dotato di cache di primo (L1) e secondo (L2) livello dedicate; le unità di calcolo sono quindi disposte attorno a una cache di terzo (L3) livello di tipo condiviso e ampia 15 Mbyte nel caso dei modelli a sei core e di 20 MByte per il top di gamma Core i7 5960X dotato di otto core.
Tutti i modelli sono dotati di tecnologia Hyper-Threading che permette a ogni singolo core di gestire due thread in simultanea: il Core i7 5960X opera quindi come un processore a 16 core, mentre il modello Core i7 5930K e Core i7 5820K lavorano come unità a 12 core. La presenza di una cache condivisa – il rapporto è di 2,5 Mbyte a core – permette a questi processori di raggiungere ottime prestazioni con applicazioni capaci di scalare il numero di thread in base alla potenza di calcolo disponibile, anche operando a una frequenza inferiore a quella raggiunta da processori con un numero inferiore di core.
La sezione Uncore integra l’elettronica per la gestione energetica e del Turbo, il controller per il canale Dmi 2.0 (Direct Media Interface) di comunicazione con il chipset Intel X99 e il controller Pci Express che analizzeremo nel dettaglio tra poco. L’altro componente presente sul die è il controller di memoria e in questo caso si tratta di un elemento completamente nuovo. È stata abbandonata la tecnologia Ddr3 a favore di quella Ddr4, mentre è rimasta invariata la struttura a quattro canali indipendenti che garantisce una banda di trasmissione dati massima teorica estremamente elevata. Il controller Pci Express 3.0 integrato nel silicio impiegato per i Core i7 5960X e 5930K offre 40 linee dirette che possono essere configurate secondo diversi schemi.
Questi interessano in modo particolare gli utenti che installano più di una scheda grafica, perché sono componenti progettati per sfruttare la banda delle connessione Pci Express di tipo X16. Con 40 linee a disposizione è possibile utilizzare una scheda con connessione in modalità X16, due schede con connessione dello stesso tipo, oppure tre o quattro schede con connessione X8, avendo sempre 8 linee Pci Express residue per altre periferiche integrate o su slot di espansione (a patto di avere abbastanza connettori sulla scheda madre e spazio nel telaio).
Attenzione però perché a differenza delle due precedenti generazioni di processori Extreme dove per segmentare in modo appropriato l’offerta Intel ha fatto leva sulla frequenza e sul numero dei core, in questo caso l’azienda americana ha preferito una strada un po’ diversa. Il processore Core i7 5820K mantiene sei core come il modello 5930K, ma il numero delle linee Pci Express 3.0 scende da 40 a 28. Il taglio è netto perché preclude la possibilità di disporre di due connessioni Pci Express X16 per configurazioni a due schede grafiche.