Sandy Bridgeマイクロアーキテクチャ

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Sandy Bridge
生産時期 2011年1月から
生産者 インテル
プロセスルール 32nm
アーキテクチャ x64
命令セット x86-64, Intel 64
コア数 1から8
ソケット
  • LGA 1155
  • LGA 2011
前世代プロセッサ Nehalem
次世代プロセッサ Ivy Bridge
ブランド名
  • Core i3
  • Core i5
  • Core i7
  • Celeron
  • Pentium
  • Xeon
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Sandy Bridgeマイクロアーキテクチャ(サンディブリッジ マイクロアーキテクチャ)とは、インテルによって開発されたNehalemマイクロアーキテクチャに継ぐマイクロプロセッサマイクロアーキテクチャであり、第二世代Coreプロセッサーとして製品化されている。第二世代Coreプロセッサーという言葉は、IntelがSandy Bridgeマイクロアーキテクチャで初めて用いた言葉であり、CoreマイクロアーキテクチャNehalemマイクロアーキテクチャのCoreブランドのプロセッサは、前世代Coreプロセッサーと定義している。このことから、AVX命令セットの追加が第二世代Coreプロセッサーの定義だと推定される。特にCore ixプロセッサの世代を区別する場合は、Sandy Bridgeマイクロアーキテクチャを第二世代Core ixプロセッサー、Nehalemマイクロアーキテクチャを前世代Core ixプロセッサーと区別している。Xeon、第二世代Core i7、第二世代Core i5、第二世代Core i3PentiumCeleronブランドで商品提供している。

概要[編集]

イスラエルハイファを拠点とする開発チームが開発を担当している。2007年IDFでは、「Gesher」(ヘブライ語を意味する)という名前で触れられたが、諸事情により現在の名前に変更された。2009年のIDFで2GHzで動作する試作品が公開された。ソケットは、サーバおよびハイエンド向けにLGA2011、普及帯にLGA1155がある[1]。32nmプロセスルールにて製造される。ラスベガスで開催されるCES2011にて米国時間2011年1月5日に発表され[2][3]1月9日に発売解禁となった。しかし、2011年1月下旬に対応チップセットシリアルATA周りに設計上の不具合が発見されたため、対応マザーボードの出荷が一時停止となり、修正版マザーボードの顧客向け出荷を2011年2月下旬に、量産を2011年4月から再開する見通しとなった。

Nehalemマイクロアーキテクチャからの改良点[編集]

新SIMD拡張命令セットIntel AVX
従来のSSEでは128bit幅だったSIMDレジスタが、256ビット幅に拡張される。FPUも同時に拡張され、1クロックで256ビットの演算が可能となる。これにより並列化のしやすい処理で最大2倍のパフォーマンスを発揮する。
GPUの改良とネイティブな統合
Clarkdaleとの比較で、GPU部は32nmプロセスで製造され、最高ターボ時1350MHzと高クロックであり、各種改良が加えられている。また、オンダイに統合され、L3キャッシュ(Last Levelキャッシュ)に接続している。
動画のハードウェアエンコード(Intel Quick Sync Video)を行うメディアエンジンを統合。
PCIeコントローラーとDMIコントローラーのネイティブ統合。
フロントエンド及び実行ユニットの改良
新しくデコード済み命令キャッシュを搭載、これによる実効命令フェッチ帯域の拡大と、分岐予測ミスペナルティの軽減。
分岐予測ユニットの実装強化、効率化。
マクロフュージョンの追加サポート (CMP、TEST、ADD、SUB、AND、INC、DEC)。
ダイナミック・エグゼキューション範囲の拡大。
多倍長演算の効率的な実装をサポートする拡張命令(w:Intel ADXを参照。ただし「ADX」および英語版にある「Multi-Precision Add-Carry Instruction Extensions」という表現のどちらも、インテルの公式資料等には見られないようである)
一般的な実行ストール(読み出しポート、ライトバック競合、バイパス・レイテンシー、パーシャル・ストール)の削減。
XSAVE/XRSTORE 命令のパフォーマンスの向上、および新しいXSAVEOPT 命令の追加。
物理レジスタファイルの採用により、ユニット間のデータ移動&コピーを不要とし電力効率を改善。
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256ビットに倍増。
バッファ増加によって、より多くのインフライトのロードおよびストアを同時に実行する。
データプリフェッチの改善。
コア間のインターコネクトをL3キャッシュ内に設けたリングバスとし、コア間の帯域幅の確保、電力効率の改善とともにコア数の増加に柔軟に対応する。
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を含めた全てのコアに対してもターボ・ブーストが有効になり、発熱に余裕があればTDP枠を超え、よりダイナミックにクロックが上昇する。

Sandy Bridgeマイクロアーキテクチャは、4μOPs/クロックのデコード・リタイア、6つの命令発行ポートという命令レベルの並列度はNehalemマイクロアーキテクチャから変化していない。しかしながら、アウト・オブ・オーダー実行の機構が完全に再設計されている。

Pentium Proに端を発するP6マイクロアーキテクチャは、Nehalemに至るまでリオーダ・バッファリザベーション・ステーションを用いたTomasuloのアルゴリズムに近い方式でアウト・オブ・オーダー実行を行っていた。この方式ではデータがレジスタファイル、リオーダ・バッファ、リザベーション・ステーションの3ヶ所に保持されるため、命令のデコード後(RFとROBからRS)、実行後(演算器からROBとRS)、リタイア時(ROBからRF)といったタイミングで逐一必要な場所へのデータの移動が発生する。一方Sandy Bridgeマイクロアーキテクチャでは、データの格納場所が物理レジスタファイルに一元化され、リオーダ・バッファとリザベーション・ステーションはレジスタファイルへの参照のみを保持し、データは保持しない (データを保持しないリザベーション・ステーションは、単にスケジューラと呼ばれるのが普通である)。このため、データの移動に伴うエネルギー消費が削減され、プロセッサの消費電力の低減に貢献している。

この物理レジスタファイルによるアウト・オブ・オーダー実行とデコード済み命令キャッシュの搭載は、Pentium 4NetBurstマイクロアーキテクチャで既に行われたものである。これらはCoreマイクロアーキテクチャには反映されなかったが、Sandy Bridgeマイクロアーキテクチャで同時に復活したことになる。

製品ラインナップ (32nmプロセスルール)[編集]

プロセッサー・ナンバーの末尾にアルファベットが付いている製品があり、それぞれの意味は、

  • KはオーバークロックができるようにTurbo Boost動作時の倍率のロックが解除されている。なお、ビジネス向け機能のTXT英語版vProSIPPや仮想化技術のVT-dに非対応。
  • Sは省電力モデル。
  • Tは超省電力モデルで、このモデル向けにMini-ITX規格対応のマザーボードもリリースされる見込み[4]
  • Mはモバイル向けデュアルコアモデルで、数字の末尾が0は通常電圧版、9は低電圧版、7は超低電圧版。
  • XM・QMはモバイル向けクアッドコアモデルで、XMは内部倍率のロックが解除されている。

バリエーション[編集]

出典は、[5][6][7]

開発

コードネーム

市場 コア
(スレッド)
ソケット クロック

(GHz)

ターボ

(GHz)

TDP

(W)

インターフェイス メモリ PCIe
レーン
L3
キャッシュ

(MB)

内蔵GPU 発売時期
メモリ
チャネル
最大

帯域

(GB/s)

最大

容量

Sandy Bridge-EX エントリー
4Pサーバ
8 (16) Socket R
(LGA2011)
[8]
150–80/
<80
QPI DDR3-1600 /
DDR3L (1.35V)
[8] [9][10] [11][12]
51.2 1ソケット
12 DIMM
40 (v3.0) 20 N/A Q4 2011
Sandy Bridge-EP 1–2P
サーバ/ワークステーション
Q3 2011
6 (12)
4 (8)
Sandy Bridge-EN
[8][9][10]
1–2P
サーバ
8 (16) Socket B2
(LGA1356)
[13]
130–80/
<80
1× QPI 4× DDR3-1600 /
DDR3L (1.35V)
[8][9][10]
1ソケット
6 DIMM
24 (v3.0) Q3 2011
[8][9][10]
6 (12)
4 (8)
2 (4)
ハイエンド
デスクトップ
8 (16) Q3 2011
6 (12)
Sandy Bridge-DT 1Pサーバ/
パフォーマンス
デスクトップ
4 (4–8) Socket H2
(LGA1155)
[13]
2.3–

3.4

3.8 65–

95

DMI 2.0 2× DDR3-1333 21.3 1ソケット
4 DIMM
20 (v2.0) 8 HD 2000/3000
(6/12EU)
2011年1月
メインストリーム/
エントリー
デスクトップ
2 (4) 2.5–

3.3

3.5
(Core i5-2390T)
35–

65

Sandy Bridge-NB エクストリーム/
パフォーマンス
モバイル
4 (8) Socket G2
(PGA 988B)
BGA
2.2–

2.5

3.5 45/

55

HD 3000 (12EU)
メインストリーム/
LV/ULVモバイル
2 (4) 2.5–

2.7

3.4 18–

35

デスクトップ[編集]

[14][15][16][17][18]

太字が Intel HD Graphics 3000 (12 EU) で、それ以外が Intel HD Graphics 2000 (6 EU) 。Pentium と Celeron に関しては Intel HD Graphics 2000 と機能は同等だが名称が Intel HD Graphics となっている。

デスクトップ
市場
ソケット コア
(スレッド)
プロセッサー
ナンバー
CPU

クロック

(GHz)

GPU

クロック

(MHz)

L3
キャッシュ

(MB)

TDP

(W)

インターフェイス メモリ 発売時期 価格

(US$)

ターボ

ターボ
エクストリーム/
ハイエンド
LGA
2011
6 (12) Core i7
Extreme
3960X 3.3 3.9 N/A 15 130 6.4 GT/s QPI
DMI 2.0
PCIe 3.0
最大

クアッド

チャネル
DDR3-1600[19]

2011-11-14[20] 999
Core i7 3930K 3.2 3.8 12 583
4 (8) 3820 3.6 3.9 10 4.8 GT/s QPI
DMI 2.0
PCIe 3.0
294
パフォーマンス LGA
1155
2700K 3.5 850 1350 8 95 DMI 2.0
PCIe 2.0
最大

デュアル

チャネル

DDR3-1333

2011-10-24[21] 331
2600K 3.4 3.8 2011-1-9 317
2600 294
2600S 2.8 65 306
4 (4) Core i5 2550K 3.4 N/A 6 95 2012-1-29[22] 235
2500K 3.3 3.7 850 1100 2011-1-9 216
2500 205
2500S 2.7 65 216
2500T 2.3 3.3 650 1250 45
2450P 3.2 3.5 N/A 95 2012-1-29 205
2400 3.1 3.4 850 1100 2011-1-9 184
2380P N/A 2012-1-29 187
2405S 2.5 3.3 850 1100 65 2011-5-22 205
2400S 2011-1-9 195
2320 3.0 95 2011-9-4 177
2310 2.9 3.2 2011-5-22
2300 2.8 3.1 2011-1-9
メインストリーム 2 (4) 2390T 2.7 3.5 650 3 35 2011-2-20 195
Core i3 2130 3.4 N/A 850 65 2011-9-4 138
2125 3.3 134
2120 2011-2-20 138
2120T 2.6 650 35 2011-9-4 127
2105 3.1 850 65 2011-5-22 134
2102 Q2 2011
2100 2011-2-20 117
2100T 2.5 650 35 127
2 (2) Pentium G860 3.0 850 65 2011-9-4 86
G850 2.9 2011-5-24
G840 2.8 75
G632 2.7 最大

デュアル

チャネル

DDR3-1066

Q3 2011
G630 2011-9-4 75
G622 2.6 Q2 2011
G620 2011-5-24 64
G630T 2.3 650 35 2011-9-4 70
G620T 2.2 2011-5-24
Celeron G540 2.5 850 1000 2 65 2011-9-4 52
G530 2.4 42
G530T 2.0 650 35 47
1 (2) G460 1.8 1.5 2011-12-11[23] 37
1 (1) G440 1.6 1 2011-1-9

サーバ/ワークステーション[編集]

[24][25]

太字が Intel Graphics HD 3000 (12 EU) で、それ以外は GPU を搭載していれば (1260Lのみ) HD 2000 (6 EU)。

サーバ
市場
ソケット コア
(スレッド)
プロセッサー
ナンバー
CPUクロック

(GHz)

GPUクロック

(MHz)

L3
キャッシュ

(MB)

インターフェイス メモリ TDP

(W)

発売時期 価格

(US$)

定格 ターボ 定格 ターボ QPI DMI PCIe
4P Server LGA
2011
8 (16)
6 (12)
4 (4/8)
2 (2/4)
Xeon E5 46xx N/A ×2 2.0 3.0 最大

クアッド

チャネル
DDR3-1600

Q2 2012
2P Server 8 (16) 2687W 3.1 3.8 20 4x DDR3-1600 150 2012-03-06 1885
2690 2.9 3.8 135 2057
2680 2.7 3.5 130 1723
2670 2.6 3.3 115 1552
2665 2.4 3.1 1440
2660 2.2 3.0 95 1329
2650 2.0 2.8 1106
2650L 1.8 2.3 70
6 (12) 2667 2.9 3.5 15 130 1552
2640 2.5 3.0 4x DDR3-1333 95 884
2630 2.3 2.8 612
2620 2.0 2.5 406
2630L 60 662
4 (8) 2643 3.3 3.5 10 4x DDR3-1600 130 884
4 (4) 2609 2.4 4x DDR3-1066 80 294
2603 1.8 202
2 (4) 2637 3.0 3.5 5 4x DDR3-1600 884
LGA
1356
8 (16) 2470 2.3 20 ×1 3x DDR3-1600 95 Q2 2012 1440
2450 2.1 1106
2450L 1.8 70 1106
6 (12) 2440 2.4 15 3x DDR3-1333 95 834
2430 2.2 551
2420 1.9 388
2430L 2.0 60 662
4 (4) 2407 2.2 10 3x DDR3-1066 80 250
2403 1.8 192
1P Server LGA
2011
6 (12) 1660 3.3 3.9 15 ×2
Up to quad
channel
DDR3-1333
130 2012-03-06 1080
1650 3.2 3.8 12 583
4 (8) 1620 3.6 3.8 10 294
LGA
1155
4 (8) Xeon E3 1290 4.0 8 N/A 2.0 Up to dual
channel
DDR3-1333
95 2011-05-29 885
1280 3.5 3.9 2011-03-15 612
1275 3.4 3.8 850 1350 339
1270 N/A 80 328
1260L 2.4 3.3 650 1250 45 294
1245 3.3 3.7 850 1350 95 262
1240 N/A 80 250
1235 3.2 3.6 850 1350 95 240
1230 N/A 80 215
4 (4) 1225 3.1 3.4 850 1350 6 95 194
1220 N/A 8 80 189
2 (4) 1220L 2.2 3 20

モバイル[編集]

  • Core i5-2515E と Core i7-2715QE プロセッサは ECC メモリと PCI express ポート分岐をサポートしている。
  • Celeron と Pentium 以外の全てのモバイルプロセッサが Intel Graphics HD 3000 (12 EU)を使用している。
モバイル
市場
コア
(スレッド)
プロセッサー
ナンバー
CPUクロック

(GHz)

GPUクロック

(MHz)

L3
キャッシュ

(MB)

TDP

(W)

インターフェイス 発売時期 価格
(US$)

ターボ
(1C/2C/4C)

ターボ
エクストリーム 4 (8) Core i7
Extreme
2960XM 2.7 3.7/3.6/3.4 650 1300 8 55 *DMI 2.0
*Memory: Up to
dual channel
DDR3-1600 MHz
PCIe 2.0
2011-9-4 1096
2920XM 2.5 3.5/3.4/3.2 2011-1-5
パフォーマンス Core i7 2860QM 3.6/3.5/3.3 45 2011-9-4 568
2820QM 2.3 3.4/3.3/3.1 2011-1-5
2760QM 2.4 3.5/3.4/3.2 6 2011-9-4 378
2720QM 2.2 3.3/3.2/3.0 2011-1-5
2715QE 2.1 3.0/2.9/2.7 1200 OEM
2710QE
2670QM 2.2 3.1/3.0/2.8 1100 *DMI 2.0
*Memory: Up to
dual channel
DDR3-1333 MHz
PCIe 2.0
2011-10-2
2635QM 2.0 2.9/2.8/2.6 1200 2011-1-5
2630QM 1100
メインストリーム 2 (4) 2640M 2.8 3.5/3.3 1300 4 35 2011-9-4 346
2620M 2.7 3.4/3.2 2011-2-20
2649M 2.3 3.2/2.9 500 1100 25
2629M 2.1 3.0/2.7 311
2655LE 2.2 2.9/2.7 650 1000 OEM
2677M 1.8 2.9/2.6 350 1200 17 2011-6-20 317
2637M 1.7 2.8/2.5 289
2657M 1.6 2.7/2.4 1000 2011-2-20 317
2617M 1.5 2.6/2.3 950 289
2610UE 2.4/2.1 850 OEM
Core i5 2557M 1.7 2.7/2.4 1200 3 2011-6-20 250
2537M 1.4 2.3/2.0 900 2011-2-20
2467M 1.6 2.3/2.0 1150 2011-6-19 OEM
2540M 2.6 3.3/3.1 650 1300 35 2011-6-20 266
2520M 2.5 3.2/3.0 225
2515E 3.1/2.8 1100 OEM
2510E
2430M 2.4 3.0/2.7 1200 2011-10-2
2410M 2.3 2.9/2.6 2011-6-20
Core i3 2350M N/A 1150 2011-10-2 225
2330E 2.2 1050 2011-6-19 OEM
2330M 1100
2310E 2.1 1050 2011-2-20
2310M 1100
2367M 1.4 350 1000 17 2011-10-2
2357M 1.3 950 2011-6-19
2340UE 800
2 (2) Pentium 967 1000 2 2011-10-2
957 1.2 800 2011-6-19
B960 2.2 650 1100 35 2011-10-2
B950 2.1 2011-6-19
B940 2.0
Celeron B840 1.9 1000 2011-9-4 86
B815[26] 1.6 1050 Q1 2012
B810E 1000 2011-6-19 OEM
B810 950 2011-3-13 86
B800 1.5 1000 2011-6-19 80
857 1.2 350 17 2011-7-3 134
847 1.1 800 2011-6-19
847E OEM
1 (1) 827E 1.4 1.5 2011-7-3
787 1.3 107
1 (2) B730 1.8 650 1000 35 2012-9 OEM
1 (1) B720[27] 1.7 Q1 2012
B710 1.6 2011-6-19 70

後継[編集]

後継は、22nmにシュリンクした Ivy BridgeマイクロアーキテクチャおよびHaswellマイクロアーキテクチャ

IntelProcessorRoadmap-3.svg

脚注[編集]

[脚注の使い方]
  1. ^ PC Watch 後藤弘茂のWeekly海外ニュース 2010年4月9日
  2. ^ PC Watch 2011年1月6日
  3. ^ 4Gamer.net 2011年1月6日
  4. ^ 【IDF2010】Sandy Bridge搭載機のデモを多数披露し、グラフィックス性能をアピール 2010年9月14日
  5. ^ (Japanese) (Encoding: EUC-JP) “SandyBridge”世代のデスクトップCPU, 北森瓦版 / northwood.blog60.fc2.com, (2009-11-27), http://northwood.blog60.fc2.com/blog-entry-3318.html 2010年12月16日閲覧。 , English translation.
  6. ^ Kaigai; Hiroshige Goto (2010-03-01), “32nmプロセス世代のIntelとAMDのCPU” (Japanese) (Encoding: SHIFT_JIS), PC Watch (Japan: Impress Watch), http://pc.watch.impress.co.jp/docs/column/kaigai/20100301_351592.html 2010年12月16日閲覧。 , English translation.
  7. ^ Kaigai; Hiroshige Goto (2010-04-09), “ノートPCからMPサーバーまで投入されるIntelの「Sandy Bridge」” (Japanese) (Encoding: SHIFT_JIS), PC Watch (Japan: Impress Watch), http://pc.watch.impress.co.jp/docs/column/kaigai/20100409_360112.html 2010年12月16日閲覧。 , English translation.
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関連項目[編集]