Pregled Moderne Intel Arhitekture Procesora, 2008. – 2024.

Intel je posljednjih 15 godina napravio ogroman iskorak u razvoju procesorskih arhitektura, donoseći unapređenja u performansama, energetsku učinkovitost i funkcionalnosti. U ovom ćemo članku obraditi sve moderne Intelove arhitekture od Nehalema do Meteor Lakea, uključujući njihove primjene u procesorima kao što su Core, Xeon, Pentium, Celeron i drugi, te sumirati njihove inovacije.

Kratak pregled starijih arhitektura

Intel je svoju povijest procesorskih arhitektura započeo s 4004 procesorom iz 1971., prvim komercijalno dostupnim mikroprocesorom. Nakon njega, serije 8008, 8080 i 8086 definirale su osnovu za računalnu industriju, s 8086 kao temeljnom arhitekturom za x86 standard. Tijekom 1980-ih i 1990-ih, Intel je nastavio s procesorima poput 80286, 80386 i 80486, koji su donijeli više zadataka (multitasking) i veću procesorsku snagu. Posebno se istaknuo Pentium iz 1993., koji je postao sinonim za osobna računala, a kasniji Pentium Pro, Pentium II, III i 4 procesori donijeli su nove tehnologije poput SIMD instrukcija (MMX) i poboljšanih algoritama predviđanja grananja.

Ulaskom u 2000-e, NetBurst arhitektura (2000-2006) dominirala je s vrlo visokim radnim taktovima, ali uz izazove poput pregrijavanja i energetske neučinkovitosti. S Core mikroarhitekturom (2006-2008), Intel se okrenuo energetskoj efikasnosti, uvodeći Core 2 Duo procesore s višestrukim jezgrama za bolji multitasking. Ova tranzicija prema energetski svjesnijim dizajnima postavila je temelje za modernu eru procesora.

Nehalem (2008)

Nehalem je označio veliku prekretnicu u Intelovoj povijesti. Prva arhitektura koja je integrirala memorijski kontroler unutar procesora, što je smanjilo latenciju i povećalo propusnost. Nehalem je uveo Hyper-Threading tehnologiju, omogućujući svakom jezgri da simultano obrađuje dvije niti. Arhitektura je također imala višekanalnu DDR3 memoriju i podršku za Turbo Boost, koji je automatski povećavao takt procesora prema potrebi.

Procesori:

• Intel Core i7-900 serija (desktop)
• Intel Xeon 5500/7500 serija (serveri)
• Intel Pentium i Celeron serije (proračunski modeli)

Nehalem je bio korišten i u serverima te radnim stanicama, gdje je Xeon serija donijela značajne prednosti za virtualizaciju i rad s bazama podataka.

Sandy Bridge (2011)

Sandy Bridge je donio potpuno integriranu grafiku, označivši prelazak na višu razinu performansi za svakodnevne korisnike. Uz to, uvedene su AVX (Advanced Vector Extensions) instrukcije za bolje rukovanje kompleksnim matematičkim operacijama.

Procesori:

• Intel Core i3/i5/i7 2000 serija (desktop i laptopi)
• Intel Xeon E3/E5 serije (serveri i radne stanice)
• Intel Pentium i Celeron serije (proračunski modeli)

Sandy Bridge Xeon procesori bili su popularni u data centrima zbog energetske efikasnosti i robusnih performansi.

Ivy Bridge (2012)

Prvi procesor proizveden u 22nm procesu s 3D tranzistorima (FinFET). Ovo je smanjilo potrošnju energije i poboljšalo gustoću tranzistora, omogućujući bolje performanse na istom prostoru.

Procesori:

• Intel Core i3/i5/i7 3000 serija
• Intel Xeon E3 serije (serveri i radne stanice)
• Intel Pentium i Celeron serije

Ivy Bridge procesori su bili široko korišteni i u prijenosnicima, zahvaljujući niskoj potrošnji energije.

Haswell (2013)

Haswell je bio fokusiran na prijenosnike i mobilne uređaje, s velikim poboljšanjima u potrošnji energije. Dodana je podrška za napredne grafičke tehnologije i bolja skalabilnost za različite vrste uređaja.

Procesori:

• Intel Core i3/i5/i7 4000 serija
• Intel Xeon E3/E5/E7 serije
• Intel Pentium i Celeron serije

Serveri s Haswell Xeon procesorima dobili su značajne prednosti u obradi podataka i virtualizaciji.

Broadwell (2014)

Broadwell je bio evolucija Haswella s prelaskom na 14nm proces, dodatno smanjujući potrošnju energije. Fokus je bio na mobilnim uređajima i ultrabookovima.

Procesori:

• Intel Core i3/i5/i7 5000 serija
• Intel Xeon D/E serije (serveri s niskom potrošnjom)
• Intel Pentium i Celeron serije

Broadwell Xeon procesori su bili idealni za kompaktne servere i cloud infrastrukture.

Skylake (2015)

Skylake je uveo podršku za DDR4 memoriju, poboljšanja u IPC (Instructions per Clock) i nove sigurnosne tehnologije. Ovo je bila ključna arhitektura za prijelaz na modernije standarde.

Procesori:

• Intel Core i3/i5/i7 6000 serija
• Intel Xeon E3/E5/E7 serije
• Intel Pentium i Celeron serije

Serveri temeljeni na Skylake arhitekturi koristili su se za intenzivne obrade podataka i analitiku.

Kaby Lake (2016)

Kaby Lake je bio manja nadogradnja Skylake arhitekture, fokusirana na više radne taktove i multimedijske performanse. Dodana je podrška za 4K video.

Procesori:

• Intel Core i3/i5/i7 7000 serija
• Intel Xeon W/E serije (radne stanice i serveri)
• Intel Pentium i Celeron serije

Coffee Lake (2017)

Povećanje broja jezgri označilo je glavni napredak Coffee Lake arhitekture. Primjerice, Core i7 modeli sada su imali šest jezgri, što je bio veliki pomak za korisnike koji trebaju višenitne performanse.

Procesori:

• Intel Core i3/i5/i7/i9 8000 serija
• Intel Xeon E-2100 serije (mali serveri i radne stanice)
• Intel Pentium i Celeron serije

Ice Lake (2019)

Prvi procesor proizveden u 10nm procesu s fokusom na energetski učinkovite prijenosnike. Donio je znatna poboljšanja u integriranoj grafici i podršci za AI akceleraciju.

Procesori:

• Intel Core i3/i5/i7/i9 10000 serija
• Intel Xeon scalable procesori
• Intel Pentium i Celeron serije

Comet Lake (2020)

Paralelno s Ice Lakeom, Comet Lake ostao je na 14nm procesu, fokusirajući se na desktop korisnike i više radne taktove.

Procesori:

• Intel Core i3/i5/i7/i9 10000 serija
• Intel Xeon W/E serije
• Intel Pentium i Celeron serije

Tiger Lake (2020)

Tiger Lake je uveo Willow Cove jezgre i Intel Xe grafiku. Također je donio napredne komunikacijske standarde poput Thunderbolt 4 i Wi-Fi 6.

Procesori:

• Intel Core i3/i5/i7/i9 11000 serija
• Intel Pentium i Celeron serije

Alder Lake (2021)

Alder Lake je bio prvi Intelov procesor s hibridnom arhitekturom, kombinirajući visokoučinkovite P-jezgre i energetski efikasne E-jezgre. Ovo je donijelo bolje performanse u raznovrsnim radnim opterećenjima.

Procesori:

• Intel Core i3/i5/i7/i9 12000 serija
• Intel Xeon W serija
• Intel Pentium i Celeron serije

Raptor Lake (2022)

Raptor Lake je unaprijedio hibridnu arhitekturu Alder Lakea, dodajući više E-jezgri i povećavajući radne taktove.

Procesori:

• Intel Core i3/i5/i7/i9 13000 serija
• Intel Xeon scalable procesori
• Intel Pentium i Celeron serije

Meteor Lake (2024)

Meteor Lake predstavlja najnoviji korak u Intelovom razvoju, koristeći modularni tile-based dizajn. Glavne inovacije uključuju:

• Intel 4 proces (7nm): Viša energetska učinkovitost i performanse.
• AI akceleracija: Novi VPU za optimizaciju zadataka vezanih uz umjetnu inteligenciju.
• Napredna grafika: Intel Arc arhitektura za gaming i multimediju.

Procesori:

• Intel Core Ultra serija
• Intel Xeon W serija (najavljen)
• Intel Pentium i Celeron serije (najavljen)

Meteor Lake je nova arhitektura procesora koju Intel planira koristiti za svoje buduće generacije čipova, a temelji se na 7nm procesu proizvodnje. Ova arhitektura donosi značajne inovacije u dizajnu, uključujući modularnu strukturu s kombinacijom različitih tipova jezgri, što omogućuje veću fleksibilnost u optimizaciji performansi i energetske učinkovitosti. Meteor Lake će koristiti Intelovu novu tehnologiju Foveros, koja omogućuje 3D stacking (trodimenzionalno slaganje) čipova, čime se smanjuje prostor i poboljšava komunikacija među komponentama. Ova tehnologija omogućava bolju integraciju procesora, grafičkih jedinica i drugih funkcionalnosti u jednom paketu, što rezultira bržim i učinkovitijim radom.

Uz poboljšanja u samom dizajnu, Meteor Lake također donosi podršku za nove tehnologije poput AI ubrzanja i bolje grafičke performanse zahvaljujući integriranim grafičkim jedinicama temeljenim na arhitekturi Xe-LPG. Ovi procesori bit će optimizirani za rad u širokom spektru uređaja, od prijenosnih računala i desktop računala do uređaja za gaming i radne stanice. Uz bolje energetske performanse, nova arhitektura omogućit će duže trajanje baterije u prijenosnim uređajima, čime će se poboljšati korisničko iskustvo u svakodnevnim aplikacijama, ali i u zahtjevnijim zadacima poput renderiranja i igranja visokih grafičkih igara.

Zaključak

Intel je kroz posljednjih 15 godina kontinuirano unapređivao svoje arhitekture, donoseći inovacije koje su oblikovale računalnu industriju. Meteor Lake označava budućnost s modularnim dizajnom i fokusom na AI, dok su prijašnje generacije postavile temelje za ovaj napredak. S obzirom na dosadašnji tempo razvoja, očekuje se da Intel nastavi gurati granice performansi i inovacija.