20 procent snabbare på spel, 40 procent snabbare på multimedia och 45 procent snabbare på dataintensiva servertillämpningar. Det är några av de prestandasiffror som Intel hävdar sig ha mätt upp på sin nya processorarkitektur Penryn jämfört med Intel Core.

Intel har redan 15 stycken 45 nm-processorer i olika stadier av konstruktion. De första kommer att tillverkas under slutet av året i två anläggningar. Under 2008 kommer ytterligare två produktionsanläggningar att tas i bruk.

De första 45 nm-processorerna tillverkas i Penryn, som är en modifierad version av dagens Intel Core.

I den första omgången processorer kommer vi att få se fyrkärnor för servrar och pc, men inte för bärbart. I dubbelkärnorna sitter 820 mlljoner transistorer på 107 mm².

Steget från 65 till 45 nm skulle egentligen höjt läckströmmarna till oacceptabel nivå. Knepet har varit att byta ut grindisolatormaterialet kiseldioxid mot ett hafniummaterial med hög k-faktor. Nettoresultatet bli 20 procent snabbare grindar på samma energiförbrukning. Alternativt 30 procent mindre eneriförbrukning vid bibehållen prestanda.

När Elektroniktidningen rapporterade om det nya materialet i december 2001 trodde Intel att det skulle finnas i processorer redan år 2005.

Åtta kärnor i Nehalem Efter Penryn kommer Nehalem. Ockå den kommer att tillverkas 45 nm, men i en ny arkitektur. De första Nehalemprocessorerna ska produceras ett år efter Penryn. Nehalem kan komma att gå upp till åtta kärnor. Och kanske ännu fler. De kommer inte bara att vara multikärnor utan också multitrådade. Med två trådar per kärna blir det 16 trådar i en åttakärna. Frontbussen byts mot något seriell protokolll, i liklhet med hur AMD använder Hypertransport i sina multikärnor redan idag. Nehalem kommer att ha integrerad minnesstyrenhet. Som AMD har idag. Intel överväger också att integrera en grafikkärna på chipet tillsammans med Nehalem. AMD avslöjade liknande planer  i höstas. Om två år går Intel ner till 32 nm och lanserar då ett nytt arkitekturpar, där Westmer är en modifierad Nehalem och Gesher är en helt ny mikroarkitektur.

Klockfrekvenser på över 3 GHz, bussbandbredder på 1600 MHz i processorer för server och arbetstationer samt ökad cachestorlek –12 Mbyte i en fyrkärnig serverprocessor. Så ska prestanda höjas i Penryn.

Dessutom införs nya instruktioner som kallas SSE4. De ska höja prestanda på både multimedia- och textoperationer. De senare används till exempel när man scannar filer efter virus.

I SSE4 finns skalärprodukt, heltalsmultiplikation, min- och maxoperationer, villkorlig minneskopiering, typkonvertering, strängjämförelser, avrundning. Och annat smått och gott, till exempel instruktionen CRC32 som räknar ut en checksumma och villkoret PCMPEQQ som avgör om två 64-bitarsord är lika.

Också gamla instruktioner har trimmats – divisioner och kvadratrötter går på i snitt halva tiden.

Penryn använder en ny funktion kallad Enhanced Dynamic Acceleration Technology (EDAT). När bara en tråd exekveras används bara en enda kärna och övriga kärnor går i vila. Det betyder att man eventuellt kan ”slå igång turbon” på den aktiva kärnan – eftersom det plötsligt finns mer energi att tillgå utan att energibudgeten bryts. Processorn förvandlas med andra ord på ett ögonblick till en enkelkärna och optimerar om sig efter detta faktum – frekvens och spänning stegas upp.

För att spara ström har deep power sleep gjorts ännu snålare.