Für Intel® Prozessoren definierte Technik

Intel® Turbo-Boost-Technik ist eines der vielen aufregenden neuen Funktionen, die Intel in die Mikroarchitektur von Intel der neuesten Generation integriert hat. Dadurch können Prozessorkerne automatisch schneller als die Basis-Betriebsfrequenz laufen, wenn sie unterhalb der Grenzwerte für die Leistungs-, Strom- und Temperaturspezifikationen betrieben werden.

Die maximale Frequenz Intel Turbo-Boost-Technik hängt von der Anzahl der aktiven Kerne ab. Die Zeit, die der Prozessor im Intel Turbo-Boost-Technik Zustand aufwendet, hängt von der Arbeitslast und der Betriebsumgebung ab und liefert die Leistung, die Sie wann und wo sie benötigen.

Einer der folgenden Optionen kann die Obergrenze der Intel Turbo-Boost-Technik für einen bestimmten Workload festlegen:

• Anzahl der aktiven Kerne
• Geschätzter Stromverbrauch
• Geschätzter Stromverbrauch
• Prozessortemperatur

Wenn der Prozessor unterhalb dieser Grenzwerte arbeitet und die Arbeitslast des Benutzers zusätzliche Leistung erfordert, erhöht sich die Prozessorfrequenz dynamisch in kurzen und regelmäßigen Abständen um 133 MHz, bis die obergrenze erreicht ist oder die maximale Anzahl aktiver Kerne erreicht ist.

Intel® Virtualization Technology ist eine Reihe von Hardwareverbesserungen für Intel Server- und Client-Plattformen, die Virtualisierungslösungen verbessern können. Die durch Intel Virtualization Technology verbesserte Virtualisierung ermöglicht es einer Plattform, mehrere Betriebssysteme und Anwendungen in unabhängigen Partitionen auszuführen.

Die Intel® Virtualization Technology für direkte I/O-Verwaltung (VT-d) bietet Hardwareunterstützung für Virtualisierungslösungen. Intel® VT-d setzt die bestehende Unterstützung der Virtualisierung von IA-32 (VT-x) und Intel® Itanium® Prozessoren (VT-i) fort und erweitert die I/O-Geräte-Virtualisierung um neue Unterstützung. Intel VT-d kann Endanwendern dabei helfen, die Sicherheit und Zuverlässigkeit der Systeme zu verbessern und auch die Leistung von I/O-Geräten in einer virtualisierten Umgebung zu verbessern. Diese unterstützen IT-Manager inhärent dabei, die Gesamtbetriebskosten zu reduzieren, indem potenzielle Ausfallzeiten reduziert und der produktive Durchsatz durch eine bessere Auslastung der Rechenzentrumsressourcen erhöht werden.

Intel® AES-Befehle sind ein neuer Befehlssatz, der ab der Intel® Core™ Prozessorreihe 2010 auf der 32-nm-Mikroarchitektur von Intel® verfügbar ist. Diese Anweisungen ermöglichen eine schnelle und sichere Datenverschlüsselung und -entschlüsselung mit dem Advanced Encryption Standard (AES), der durch die FIPS-Veröffentlichungsnummer 197 definiert wird. Da AES derzeit die Block-Verschlüsselung ist, wird sie in verschiedenen Protokollen verwendet. Die neuen Anweisungen sind nützlich für eine Vielzahl von Anwendungen.

Die Architektur besteht aus sechs Befehlen, die volle Hardware-Unterstützung für AES bieten. Vier Anweisungen unterstützen die AES-Verschlüsselung und -Entschlüsselung, die beiden anderen Anweisungen unterstützen die AES-Schlüsselerweiterung.

Die AES-Anweisungen haben die Flexibilität, alle AES-Anwendungen zu unterstützen, einschließlich aller Standardschlüssellängen, Standard-Betriebsmodi und sogar einiger nicht standardmäßiger oder zukünftiger Varianten. Sie bieten eine deutliche Leistungssteigerung im Vergleich zu den aktuellen Rein-Software-Implementierungen.

Über die Leistungsverbesserung hinaus bieten die AES-Anweisungen wichtige Sicherheitsvorteile. Durch die Ausführung in datenunabhängiger Zeit und ohne Tabellen tragen sie dazu bei, die großen Timing- und Cache-basierten Angriffe zu beseitigen, die tabellenbasierte Softwareimplementierungen von AES gefährden. Darüber hinaus machen sie AES mit reduzierter Codegröße einfach zu implementieren, was dazu beiträgt, das Risiko einer unbeabsichtigten Einführung von Sicherheitsfehlern zu reduzieren, wie z. B. schwierig zu erkennende Seitenkanallecks.

Intel® 64-Architektur ist eine Verbesserung der Intel IA-32-Architektur. Die Verbesserung ermöglicht es dem Prozessor, 64-Bit-Code auszuführen und auf größere Speichermengen zuzugreifen.

Intel 64-Architektur bietet 64-Bit-Computing auf Server-, Workstation-, Desktop- und mobilen Plattformen in Kombination mit unterstützter Software. Intel 64-Architektur verbessert die Leistung, indem Systeme mehr als 4 GB virtuellen und physischen Speicher adressieren können.

Intel 64 unterstützt Folgendes:

• 64-Bit flacher virtueller Adressraum
• 64-Bit-Pointer
• Allgemeine 64-Bit-Register
• 64-Bit-Integer-Unterstützung
• Bis zu einem Terabyte (TB) Plattform-Adressraum

Ein C-Zustand ist ein Leerlaufzustand. Moderne Prozessoren haben mehrere verschiedene C-States, die eine zunehmende Anzahl von Teilen darstellen, die heruntergefahren werden müssen. C0 ist der Betriebszustand, d. h. die CPU macht nützliche Aufgaben. C1 ist der erste Leerlaufzustand. Die Uhr, die zum Prozessor läuft, ist gated. Mit anderen Worten, die Uhr wird daran gehindert, den Kern zu erreichen, wodurch sie im betrieblichen Sinne effektiv heruntergefahren wird. C2 ist der zweite Leerlaufzustand. Der externe I/O-Controller-Hub blockiert Interrupts an den Prozessor. Und so weiter mit C3, C4 und anderen.

Ein Core C-State ist ein Hardware-C-State. Es gibt mehrere Kern-Leerlaufzustände, wie CC1 und CC3. Wie wir wissen, verfügt ein moderner, hochmoderner Prozessor über mehrere Kerne. Was wir früher als CPU oder Prozessor dachten, hat tatsächlich mehrere Allzweck-CPUs darin. Der Intel® Core™ Duo Prozessor hat zwei Kerne im Prozessorchip. Der Intel® Core™2 Quad Prozessor hat vier solche Kerne pro Prozessorchip. Jeder dieser Kerne hat seinen eigenen Leerlaufzustand. Dies macht Sinn, da ein Kern möglicherweise im Leerlauf ist, während ein anderer hart an einem Thread arbeitet. Ein Kern-C-Zustand ist also der Leerlaufzustand eines dieser Kerne.

Ein Prozessor-C-Zustand ist mit einem Kern-C-Zustand verbunden. Irgendwann teilen sich die Kerne Ressourcen, wie den L2-Cache oder die Taktgeneratoren. Wenn ein leerer Kern, sagen wir, Kern 0, bereit ist, CC3 zu öffnen, aber der andere, sagen wir, Kern 1, noch in C0 ist, möchten wir nicht, dass Core 0 in CC3 absteigen kann, um zu verhindern, dass Kern 1 ausgeführt wird, da wir gerade die Taktgeneratoren heruntergefahren haben. Daher haben wir den Prozessor oder das Paket C-State, oder PC-Zustand. Der Prozessor kann nur dann in einen PC-Zustand gelangen, z. B. PC3, wenn beide Kerne bereit sind, in den CC-Zustand zu gelangen, zum Beispiel sind beide Kerne bereit, in CC3 einzusteigen.

Ein logischer C-Zustand: Der letzte C-Zustand ist die Sicht des Betriebssystems auf die C-Zustände der Prozessoren. In Windows* ist der C-Zustand eines Prozessors fast gleichbedeutend mit einem Kern-C-Zustand. Tatsächlich bestimmt die Energieverwaltungssoftware des Betriebssystems auf niedrigerer Ebene, wann und ob ein bestimmtes Kern mithilfe der MWAIT-Anweisung einen bestimmten CC-Zustand unterstützt. Es gibt einen wichtigen Unterschied. Wenn eine Anwendung, wie z. B. Intel® Power Informer, meint, dass sie einen PROZESSORkern-CC-Zustand unterstützt, wird der C-Zustand des so genannten logischen Kerns zurückgegeben. Ein logischer Kern ist technisch nicht mit einem physischen Kern identisch. Logische Kerne müssen sich keine Sorgen um kleine Dinge wie die Hardware machen, auf der das Betriebssystem läuft. Beispielsweise macht sich der C-Zustand eines logischen Kerns keine Sorgen über die Barrieren, die durch gemeinsam genutzte Ressourcen, wie die zuvor besprochenen Taktgeneratoren, auferlegt werden. Logischer Kern 0 kann in C3 sein, logischer Kern 1 ist in C0.

Enhanced Intel SpeedStep® Technology ist eine fortschrittliche Technik, die die Prozessorspannung (und -temperatur) erheblich reduziert, was wiederum einen Leckstrom bedeutet, wenn die Prozessoraktivität niedrig ist. Die verbesserte Intel Speedstep Technik hat die Temperatur- und Energieverwaltung revolutioniert, indem sie der Anwendungssoftware eine größere Kontrolle über die Betriebsfrequenz und Eingangsspannung des Prozessors ermöglicht. Systeme können den Energieverbrauch dynamisch verwalten.

Trennung zwischen Spannungs- und Frequenzänderungen
Durch das Hoch- und Herunterfahren der Spannung in kleinen Schritten, die separat von Frequenzänderungen erfolgen, kann der Prozessor Perioden der Nichtverfügbarkeit des Systems reduzieren (die bei Frequenzänderungen auftreten). So kann das System häufiger zwischen Spannungs- und Frequenzzuständen umschalten, wodurch ein verbessertes Leistungs-/Leistungsverhältnis erzielt wird.

Taktpartitionierung und Wiederherstellung
Der Bus-Takt läuft während des Statuswechsels weiter, selbst wenn die Kern-Taktfrequenz und Phase-Locked-Schleife angehalten werden, wodurch die Logik aktiv bleibt. Der Core-Takt kann auch unter Enhanced Intel SpeedStep Technology deutlich schneller neu gestartet werden als bei früheren Architekturen.

Weitere Informationen finden Sie im Pakettyp-Leitfaden für Intel® Desktop-Prozessoren.