Sandy Bridgeマイクロアーキテクチャ

Sandy Bridge マイクロアーキテクチャ

Sandy Bridge マイクロアーキテクチャは、インテルが開発したマイクロプロセッサのアーキテクチャで、2011年1月に正式発表されました。このアーキテクチャは、第2世代Intel Coreプロセッサとして製品化され、その後のプロセッサ開発に大きな影響を与えました。

概要

開発はイスラエルのハイファを拠点とするチームによって行われました。開発当初は「Gesher」（ヘブライ語で橋を意味する）というコードネームで呼ばれていましたが、後にSandy Bridgeに変更されました。2009年には2GHzで動作する試作品が公開され、LGA2011（サーバ・ハイエンド向け）とLGA1155（普及帯向け）の2つのソケットに対応しました。製造プロセスは32nmです。CES2011で発表後、当初は順調な販売が見込まれていましたが、チップセットの不具合により一時出荷が停止。その後、修正版チップセットの出荷が再開されました。

特徴

Sandy Bridgeマイクロアーキテクチャは、多くの革新的な機能と改善点を取り入れています。

新SIMD拡張命令セット Intel AVX: SIMDレジスタの幅が従来の128ビットから256ビットに拡張され、FPUも拡張されました。これにより、並列処理能力が最大2倍に向上しました。
GPUの改良とネイティブな統合: GPUがオンダイに統合され、L3キャッシュに接続されました。GPU自体の性能も向上し、動画の[ハードウェア]][[エンコード]などの機能も統合されました。
フロントエンドと実行ユニットの改良: デコード済み命令キャッシュの搭載、分岐予測ユニットの強化、マクロフュージョンの追加サポートなどにより、実行効率が向上しました。
メモリ操作の改善: メモリロードポートが2つに拡張され、ロード帯域幅が倍増しました。また、データプリフェッチの改善により、メモリ操作の効率が向上しました。
コア間インターコネクト: コア間の接続にはリングバスが採用され、コア数の増加に柔軟に対応できるようになりました。
第2世代インテル ターボ・ブースト・テクノロジー: CPUだけでなくGPUもターボ・ブーストの対象となり、発熱に余裕があればTDP枠を超えてクロックが上昇します。
物理レジスタファイルの採用: データ格納場所を物理レジスタファイルに一元化することで、データの移動に伴うエネルギー消費を削減し、プロセッサの省電力化に貢献しました。
アウト・オブ・オーダー実行の再設計: データの格納場所を物理レジスタファイルに一元化し、リオーダ・バッファとリザベーション・ステーションは参照のみを保持する設計にしました。

製品ラインナップ

Sandy Bridgeマイクロアーキテクチャを採用したプロセッサには、末尾にアルファベットが付いているものがあります。それぞれの意味は以下の通りです。

K: オーバークロック対応。
S: 省電力モデル。
T: 超省電力モデル。
M: モバイル向けデュアルコアモデル。
XM・QM: モバイル向けクアッドコアモデル。

具体的な製品ラインナップは以下の通りです。

デスクトップ向け
Sandy Bridge-E (LGA2011)
Sandy Bridge-DT (LGA1155)
サーバー向け
Sandy Bridge-EP (LGA2011)
Sandy Bridge-EN (LGA1356)
Sandy Bridge-DT (LGA1155)
モバイル向け
Sandy Bridge
組み込み向け
Gladden
* Sandy Bridge

後継

Sandy Bridgeマイクロアーキテクチャの後継には、22nmプロセスで製造されたIvy Bridgeマイクロアーキテクチャがあります。

まとめ

Sandy Bridgeマイクロアーキテクチャは、インテルのプロセッサ開発において重要な転換点となったアーキテクチャです。AVX命令セットの導入やGPU統合など、多くの革新的な技術が導入され、その後のプロセッサ開発に大きな影響を与えました。物理レジスタファイルの採用やアウト・オブ・オーダー実行の再設計は、電力効率と処理性能の両立に大きく貢献しています。

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