Core 2 Duo Notebook Prozessor (CPU)
Die Intel Core 2 Duo (auch Core2 Duo genannte) Notebook Prozessoren sind 64 Bit Doppelkernprozessoren. Das heißt das 2 Prozessorkerne parallel in einem Core 2 Duo Prozessor arbeiten.
Der am 27.Juli 2006 vorgestellte Core 2 Duo ist der direkte Nachfolger des Core Duo. Jeder der einzelnen Kerne basiert auf die Pentium M Mikroarchitektur. Die Kerne sind charakterisiert durch eine relativ kurze Pipeline (vor allem im Vergleich zur alten Netburst Architektur des Pentium 4). Dadurch ist die maximale Taktfrequenz zwar im Vergleich niedriger, jedoch ist die Leistung / Takt deutlich höher. Ein gleichgetakteter Pentium 4M Kern ist dadurch bis zu 40% langsamer.
Der Notebook Core 2 Duo ist baugleich mit den Desktop Core 2 Duo Prozessoren, jedoch werden die Notebook-Prozessoren mit niedrigeren Spannungen (0.95 bis 1.188 Volt) und geringerem Frontsidebus Takt (1066 vs 667 MHz) betrieben. Von der Leistung bleiben gleichgetaktete Notebooks deswegen (und auch wegen der langsameren Festplatten) etwa 20% hinter Desktop PCs.
Key Features
- 64 Bit Unterstützung
- Doppelkernprozessor mit gemeinsamen Level 2 Cache
- Execute Disable Bit
- Teilweise Intel Virtualization Technology (VT)
- Socket M (ab Santa Rosa Socket P)
- 291 Millionen Transistoren
Leistung
Die Leistung der Core 2 Duo Prozessoren ist im Vergleich zum Direkten Konkurrenten AMD Turion 64 X2 sehr gut. Der Core 2 Duo schlägt praktisch in allen Anwendungen einen gleichgetakteten Turion X2 (Durchschnittlich 15%). Beim Stromverbrauch sind sie ungefähr gleich-sparsam. Im Vergleich zum Vorgänger Core Duo ist der Core 2 Duo etwa 10% schneller, wobei er jedoch auch etwas mehr Strom benötigt (Mehr Details finden Sie weiter unten).
Technische Daten
Die in 65 nm und später 45nm hergestellten Core 2 Duo Prozessoren besitzen eine 14 stufige Pipeline und 2-4 MB Level 2 Cache (je nach Modell). Folgende technische Features zeichnen die mobile CPU aus:
x86 Architektur
Der Intel Core 2 Duo arbeitet mit dem x86 Befehlssatz, welcher 1978 mit dem 8086/8088 Prozessor eingeführt wurde. Ausserdem unterstützt er die Multimediaerweiterungen MMX, SSE, SSE2, SSE3 und SSE4.
Dualcore Technik
Zwei Prozessorkerne werden im selben Prozessorbaustein mit der selben Frequenz betrieben und teilen sich den L2 Cache und den Front Side Bus (FSB).
Execute Disable Bit
Verhindert Sicherheitsprobleme durch Bufferüberläufe, wenn es das Betriebssystem unterstützt und aktiviert ist.
Wide Dynamic Execution *
Jeder Kern kann gleichzeitig bis zu vier ganze Befehle abarbeiten.
Smart-Memory-Access *
Verkürzte Wartezeiten, verbesserte Datenbewegungen und beschleunigte Out-of-Order Befehlsausführungen sorgen für eine bessere Auslastung der Pipeline und dadurch eine höhere Leistung.
Advanced-Smart-Cache *
Wie beim Core Duo wird auch beim Core 2 Duo der gesamte L2-Cache gemeinsam genutzt und jeder Kern bekommt die eben benötigte Menge Cache zugewiesen. Beim Core 2 Duo verdoppelte Intel allerdings die Bandbreite zum L1 Cache.
Advanced-Digital-Media-Boost *
128-Bit SSE Befehle werden jetzt taktweise ausgegeben (1 pro Takt).
Virtualisierungstechnik (VT)
Die Intel VT bietet Hardwareunterstützung für virtualisierte Systeme auf einem Rechner (also den Einsatz von mehreren Betriebssystemen parallel und isoliert nebeneinander z.B. durch Xen oder VMWare).
Achtung manche Modelle unterstützen VT nicht (Einsteigermodelle)
64 Bit Unterstützung *
Unterstützung von 64 Bit breiten Wörtern in der CPU. Das heißt die CPU kann 64 Bit große Datenpakete verarbeiten. Der Intel Core 2 Duo unterstützt die AMD64 Erweiterungen (lizensiert), wodurch 32 Bit und 64 Bit Programme auf der CPU laufen können (bei Verwendung eines 64 Bit Betriebssystems).
Mit 64 Bit Prozessoren können theoretisch mehr als 4 GB Speicher angesprochen werden (jedoch ist dies meist durch den Chipsatz beschränkt).
* Dieses Feature wurde beim Core 2 Duo neu eingeführt.
Stromsparfunktionen
Wie schon bei den Vorgängerprozessoren können Taktfrequenz und Betriebsspannung dynamisch und pro Kern getrennt angepasst werden (Speedstep). Bei geringer Last wird dadurch der Prozessor mit einer geringen Taktfrequenz (1200 MHz bzw 800 MHz bei Santa Rosa) und Kernspannung (von 1.3 Volt bis 1.0375 Volt) betrieben und dadurch Strom gespart. Durch die automatische Anpassung sind kaum Geschwindigkeitseinbußen spürbar. Weiters kann der Prozessor Teile der CPU bei Nichtgebrauch abschalten um Energie zu sparen.
Intel Dynamic Power Coordination
Koordiniert die Enhanced Intel SpeedStep Technologie und Idle Power-Management State (C-state) Übergänge unabhängig pro Kern.
Enhanced Intel Deeper Sleep with Dynamic Cache Sizing
Spart Strom indem Daten aus dem Cache während Inaktivität in den Hauptspeicher geschrieben werden. Dadurch kann dann die CPU Spannung abgesenkt werden.
Intel Dynamic Bus Parking
Erlaubt es auch dem Chipsatz sich bei Inaktivität herunterzufahren um Strom zu sparen.
Advanced Power Gating
Durch "Advanced Power Gating" können sich Teile des CPU Kerns abschalten. Dies kann sogar in Zeiten passieren, in denen Performance gefordert wird um das Performance pro Watt Verhältnis zu erhöhen.
Enhaned Deep C4 Sleep State
Die Kernspannung kann zusätzlich abgesenkt werden, wenn der L2 Cache ausgeschaltet ist.
Split Bus Array
Busse und Arrays sind aufgeteilt, damit sie in gewissen Betriebszuständen getrennt in einen Stromsparmodus versetzt werden können.
Santa Rosa Update
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Am 9. Mai 2007 wurde im Zuge der 4. Centrino Generation namens Santa Rosa auch der Core 2 Duo Prozessor erneuert. Der Prozessor basiert immer noch auf dem Merom Kern, wurde jedoch um einige Stromspar- und Optimierungsfunktionen erweitert. Ausserdem braucht er nun den neuen Socket P mit 478 Pins, der jedoch nicht mehr Pin-kompatibel mit dem Socket M der älteren Core 2 Duo ist.
Im Unterschied zu den Vorgänger Core 2 Duo Prozessoren arbeiten die neuen CPUs nun mit FSB 800 (200 MHz Quad-pumped) anstatt FSB 667 (133 MHz Quad-pumped).
Dieser unterstützt nun "Dynamic Front Side Bus Switching", wobei bei geringer Prozessorlast der FSB von 200 MHz auf bis zu 100 MHz (FSB 400) abgesenkt werden kann um Energie zu sparen. Diese Absenkung betrifft jedoch nur Chipsatz und Prozessor und wird daher "virtuell" genannt. Der Core 2 Duo kann sich dank Speedstep auf minimal 1.2 GHz runtertakten. Dank dem niedrigeren (virtuellen) FSB kann sich der "Santa Rosa" Core 2 Duo auf 800 MHz heruntertakten um noch mehr Strom zu sparen.
Ein weiteres neues Feature ist das dynamische Übertakten eines Kerns namens "Dynamic Acceleration". Wenn nur ein Kern des Prozessors gefordert wird, dann kann sich der eine Kern dynamisch übertakten, während der zweite Kern in den stromsparenden C3-Modus verweilt. Dadurch kann der übertaktete Kern mit der Taktrate des nächshöheren Modells arbeiten (z.B. 2.2 statt 2.0 GHz beim T7300). Dadurch bleibt die TDP (Thermal Design Power) gleich und erfordert keine angepassten Kühllösungen.
Wenn der Prozessor gerade keine Aufgabe zum Abarbeiten hat, begibt er sich in die unterschiedliche Sparzustände (C1 bis C4/DC4). Bei Santa Rosa sorgt der neue Chipsatz dafür, das der Prozessor so lange wie mögliche im Sparzustand verbleibt (z.B. fängt er Speicheranfragen ab).
Penryn Update
Im Jänner 2008 führte Intel neue T9xxx und T8xxx Core 2 Duo Prozessoren auf Basis des neuen "Penryn" Kerns vor. Diese Prozessoren werden in 45nm hergestellt (die Vorgänger noch in 65nm) und bieten einen größeren Level 2 Cache (3 und 6 MB, je nach Version - derzeit). Weiters bekam Penryn eine schnellere Divisionseinheit und 47 neue SSE Befehle (SSE4 getauft). Dank des neuen Produktionsprozesses konnte Intel die Taktraten steigern (bei gleichem Stromverbrauch).
Nach ersten Messungen der c't war ein Penryn T9500 rund 5-10% schneller als ein ein gleichgetakteter Merom T7800. Bei wenigen Tests konnte die c't sogar bis zu 25% an Mehrleistung messen. Einzelne SPEC-Benchmarks des CPU2000 liefen jedoch sogar langsamer als beim Merom. Grundsätzlich führen sie die Mehrleistung (wenn messbar) hauptsächlich auf den größeren L2 Cache zurück. Weitere Informationen und Benchmarks finden Sie in unserem Intel Core 2 Duo „Penryn“ CPU Vergleichstest.
Montevina Penryn Update (Centrino 2)
Am 15 Juli 2008 stellte Intel im Zuge der Centrino 2 Plattform überarbeitete Penryn Prozessoren mit FSB 1066 und verringertem TDP (Stromverbrauch) vor. Besonders die neue 25 Watt P-Klasse soll leistungsfähige Prozessoren in kleine Laptops bringen.
Abwärtskompatibilität
Der Core 2 Duo vor Einführung der Santa Rosa Platform basiert noch wie der Vorgänger auf das PGA Socket-M Interface. Dadurch ist es möglich manche Notebooks von einem Core Duo auf einen Core 2 Duo aufzurüsten. Nötig hierzu ist jedoch ein Bios das den Core 2 Duo unterstützt. Außerdem darf der Prozessor nicht mit dem Mainboard verlötet sein (wie beim BGA - Ball Grid Array - Gehäuse).
Folgende Chipsätze unterstützen theoretisch einen Core 2 Duo:
Intel 945GM: Core 2 Duo, LV, ULV
Intel 945GMS: Core 2 Duo LV und ULV
Intel 945PM: Core 2 Duo, LV, ULV
Intel 940GML: Unterstützt keinen Core 2 Duo
Core Duo versus Core 2 Duo
Verglichen mit der Core Duo (Yonah) Architektur, zeigt der Core 2 Duo (Merom) einige Vorteile. Vorallem die 64 Bit Erweiterungen ermöglichen nun den Einsatz von 64 Bit Betriebssystemen und dadurch eine Speicherausstattung von 4 GB (durch den Chipsatz begrenzt). Weiters bekam der Merom einen größeren L2 Cache und die Architektur wurde breiter ausgelegt:
- Einen zusätzlichen "Simple Decoder"
- Maximum Decode Rate 4+1 im Vergleich zu 3 beim Yonah Kern
- 96 zu 80 Einträge im Reorder Buffer
- +1 Issue Ports (6 versus 5)
- 32 Einträge im Scheduler (versus 24)
- Getrennte FP Units
- 3 SSE Units (Yonah 1)
- Eine zusätzliche Integer ALU
Weiters wurde die Pipeline von 12 auf 14 erweitert. Dadurch kann der Core 2 Duo schneller getaktet werden, wird jedoch etwas langsamer pro Takt (was jedoch durch die vorher genannten Architekturverbreiterungen aufgefangen wird). [Quelle]
In unserem direkten Performancevergleich zwischen Core Duo T2400 und Core 2 Duo T5600 zeigten die Veränderungen in den verschiedenen Benchmarks Unterschiede zwischen -0.3% und 34% (im Schnitt etwa 10%). Die Leistungsaufnahme ist jedoch auch deutlich angestiegen (was ev. auf das frühe Bios zurückzuführen ist). > Bericht lesen
Modelle
Der Energiebedarf der Prozessoren ist durch den vorangestellten Buchstaben vor der Typbezeichnung (Nummer) erkennbar:
X ... Extreme (schnellste) Version mit höchstem Stromverbrauch, siehe nächsten Abschnitt
E ... >=55 Watt (Desktop)
T ... 30-39 Watt (Standardversion in Notebooks)
P ... max 25 Watt
L ... 12-19 Watt (Low Voltage)
U ... <11.9 Watt (Ultra Low Voltage)
Die nachfolgende 4-stellige Zahlenfolge gibt Baureihe (1. Zahl) und Leistung (Rest) an. Die Core 2 Mobilprozessoren sollen 5XXX und 7XXX erhalten (Derzeit T2XXX für Core Duo und T1XXX für Core Solo).
Der Core 2 Duo wurde am 31. Juli 2006 (bzw die FSB 800 Versionen mit DAT - Dynamic Acceleration Technology am 9.05.2007) vorgestellt. Ausserdem heißt ab Mitte 2007 die Topversion Core 2 Extreme X...
Eine detaillierte Auflistung aller Modelle finden Sie auf der Übersichtsseite mobiler Prozessoren.
Eine Leistungseinteilung aller mobiler Prozessoren finden Sie in unserer Benchmarkliste mobiler Prozessoren.