Sandy Bridge-E: un die con dimensioni da record

20.8 *20.9mm, un’area di 434.72 mm2 che ospita 2.2 Miliardi di transistor. Questi i numeri di Sandy Bridge-E. Di fatto è il die più grande mai commercializzato per una CPU desktop. A titolo comparativo Sandy Bridge LGA 1155 ha un’area di 216mm2 (con tanto di grafica integrata) e le CPU esa-core Gulftown (i7 990X) un’area di 239mm2. Cosa ne ha fatto Intel di ben 200mm2 in più rispetto agli esa-core di prevedente generazione? Dalle specifiche notiamo 3MB di cache L3 in più e una sezione di I/O più ampia: controller di memoria a 4 canali invece di 3 e le ben 40 linee PCI Express gestite sulle piattaforme LGA 1366 dal chipset X58. Ciò non basta a giustificare un die di dimensioni quasi doppie.

 

L’immagine del die fornita da Intel è abbastanza illuminante. Queste CPU sono dotate di 8 core (comprensivi di relativa cache L2), di cui due sono disattivati. Considerando l’immagine del die di un 2700K, Sandy Bridge-E sembra ottenuto dall’affiancamento di due CPU Sandy Bridge, in cui la parte grafica è stata rimpiazzata dal più ampio memory controller. La modularità di questa soluzione è garantita dal bus token ring per l’accesso alla cache L3 condivisa, presentato circa un anno fa e in cui erano stati già evidenziati gli evidenti vantaggi per le CPU dotate di un maggior numero di core.

 

Abbiamo provato a schematizzare in un’immagine un ipotetico funzionamento del ring bus in Sandy Bridge-E seppure con qualche incertezza per quanto riguarda l’acceso diretto alla cache da parte dell’Uncore e della memoria. Ciò è infatti gestito in Sandy Bridge dal System Agent, scomparso nelle piattaforme LGA 2011.

Ma proviamo a far luce sul motivo della disattivazione dei due core. Il primo motivo è sicuramente il TDP, il processo a 32nm è davvero al limite per poter garantire un TDP di 130W ad una CPU 8-core. Ciò sarebbe possibile limitando la frequenza e la tensione operativa, ma a scapito delle prestazioni nella applicazioni single-threaded. Vista ancora la scarsa ottimizzazione di molti software e anche di alcuni giochi, sarebbe una mossa controproducente per il target principali di queste CPU, gli utenti enthusiast e i gamer più esigenti. Un altro motivo della disattivazione di due core (e forse anche di 1MB di cache L3, rispetto ai 16MB teorici di due Sandy Bridge affiancati) è sicuramente dovuto al problema delle rese di produzione di un chip così grande. In un chip di 435mm2 è facile riscontrare errori o problemi di fabbricazione di qualche transistor che potrebbero compromettere il funzionamento di tutta la CPU. Intel recupera in questo modo CPU non funzionanti disattivando quei core con problemi di fabbricazione. Allo stesso modo possono essere selezionati i core più propensi all’overclock, garantendo agli utenti CPU di alta qualità.

Le versioni ad 8-core possono essere invece destinate all’ambito server, dove il multithreading è maggiormente sfruttato eventualmente anche a frequenze di esercizio inferiori. In rete sono già apparsi immagini di alcuni Xeon per LGA 2011 ad 8-core.

Infine, come vedremo, anche con soli 6 core le CPU Sandy Bridge-E garantiscono prestazioni comunque di alto livello, migliorando le performance in modo consistente rispetto a Sandy Bridge nelle applicazioni multi-threaded. Il divario rispetto a Gulftown è invece evidente in tutti i campi applicativi. D'altra parte la concorrenza sembra ben lontana dalle prestazioni delle top di gamma Intel, quindi non c'è grossa competizione in questo segmento di mercato tale da dover spingere ad ulteriori miglioramenti delle soluzioni "flagship".

La piattaforma LGA 2011 offre importanti novità rispetto a LGA 1366, le analizzeremo nel prossimo paragrafo.