Intel Core 3rd generation Ivy Bridge [Intel / April 29, 2012]

아이비 브릿지(Ivy Bridge)는 인텔의 22nm 마이크로아키텍처로, 인텔 코어 프로세서의 3세대(Core i7, i5, i3)에서 사용된다. 아이비 브릿지는 이전 세대인 32nm 샌디 브릿지(Sandy Bridge) 마이크로아키텍처를 기반으로 한 22nm 공정의 다이 축소로, 핀펫(3D) 트라이게이트(transistor) 기술을 채택하였다. 이 이름은 2013년에 출시된 제온(Xeon) 및 코어 i7 익스트림 아이비 브릿지-E 시리즈 프로세서에도 널리 적용된다.

 

아이비 브릿지 프로세서는 샌디 브릿지 플랫폼과 하위 호환이 가능하지만, 일부 시스템은 펌웨어 업데이트가 필요할 수 있다. 2011년 인텔은 아이비 브릿지를 보완하기 위해 USB 3.0 및 SATA 3.0이 통합된 7시리즈 팬서 포인트 칩셋을 출시하였다.

 

아이비 브릿지 칩의 대량 생산은 2011년 3분기에 시작되었으며, 쿼드코어 및 듀얼코어 모바일 모델은 각각 2012년 4월 29일과 5월 31일에 출시되었다. 코어 i3 데스크톱 프로세서와 첫 번째 22nm 펜티엄은 2012년 9월 첫 주에 발표되었다.

 

아이비 브릿지는 마이크로소프트가 공식 지원하는 Windows 7 이전 버전에서 마지막으로 지원되는 인텔 플랫폼이며, Windows 10 64비트(NT 10.0)를 공식적으로 지원하는 가장 이른 인텔 마이크로아키텍처이기도 하다.

 

아이비 브릿지 CPU 마이크로아키텍처는 샌디 브릿지의 축소 버전으로, 기본적으로 큰 변화는 없다. 이전 세대인 샌디 브릿지와 마찬가지로 아이비 브릿지는 주로 인텔의 이스라엘 하이파 지사에서 개발되었다. 주목할 만한 개선 사항은 다음과 같다.

• 22nm 트리게이트(transistor) 기술로, 32nm 공정의 2D 평면 트랜지스터와 비교하여 동일한 성능 수준에서 최대 50%의 전력 소비 감소를 제공한다.
• 새로운 의사 난수 생성기와 RDRAND 명령어가 추가되었다.

아이비 브릿지의 기능 및 성능

모바일 및 데스크톱 아이비 브릿지 칩은 샌디 브릿지에 비해 몇 가지 작은 변화가 있다.

 

CPU

• F16C (16비트 부동소수점 변환 명령어)
• RDRAND 명령어 (인텔 시큐어 키)
• 최대 CPU 배수 63 (샌디 브릿지의 57에 비해)
• 모바일 프로세서를 위한 구성 가능한 TDP(cTDP)
• 14~19단계의 명령어 파이프라인 (마이크로 운영 캐시 적중 여부에 따라 다름)
• 감독 모드 실행 방지(Supervisor Mode Execution Prevention)
• 변환 참조 버퍼 크기

GPU

• 내장 GPU는 6개 또는 16개의 실행 유닛(EU)을 제공하며, 샌디 브릿지의 6개 또는 12개와 비교된다.
• 인텔 HD 그래픽스는 DirectX 11, OpenGL 4.0, OpenCL 1.2를 지원한다.
• 최대 3대의 디스플레이 지원 (제한 있음: 7시리즈 칩셋과 DisplayPort 또는 eDP를 사용하는 두 개의 디스플레이)
• 여러 4K 디스플레이 비디오 재생
• 인텔 퀵 싱크 비디오 버전 2

IO

• RAM 지원 속도 최대 2800 MT/s (200 MHz 단위)
• 모바일 CPU를 위한 DDR3L
• PCI Express 3.0 지원 (코어 i3, 펜티엄, 초저전압(ULV) 프로세서에서는 제외됨)

벤치마크 비교 샌디 브릿지와 비교했을 때:

• 클럭당 CPU 성능이 3%~6% 증가하였다.
• 통합 GPU 성능이 25%~68% 증가하였다.

열 성능 문제 아이비 브릿지는 오버클록 시 샌디 브릿지에 비해 온도가 10°C 더 높다고 보고되고 있다. 일본 웹사이트인 Impress PC Watch는 실험을 통해 인텔이 칩과 열 분산기 간에 저품질의 열 접착제를 사용했다는 이전의 추측을 확인하였다. 이는 이전 세대의 플럭스 없는 솔더 대신에 사용된 것으로 보인다. 모바일 아이비 브릿지 프로세서는 칩과 냉각 시스템 간에 열 분산기가 없기 때문에 이 문제의 영향을 받지 않는다.

 

오버클록 사용자는 저품질의 TIM을 사용했다고 보고하며, 이는 "프리미엄" CPU에 걸맞지 않다는 비판을 받고 있다. 고급 TIM으로 교체하거나 다른 열 제거 방법을 사용하면 온도 하락과 함께 오버클록의 안정성이 향상될 수 있다.

 

인텔은 아이비 브릿지의 소형 다이가 열 밀도를 증가시켜 오버클록 시 더 높은 온도가 발생하는 것은 예상된 결과라고 주장하였다.

 

모델 및 스테핑 아이비 브릿지 프로세서는 1, 2, 또는 4코어 모두 동일한 CPUID 모델 0x000306A9을 보고하며, 코어 수, L3 캐시 및 GPU 실행 유닛 수에 따라 네 가지 구성으로 제작된다.

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Ivy Bridge is Intel's 22nm microarchitecture used in the third generation of Intel Core processors (Core i7, i5, i3). Ivy Bridge is based on the previous 32nm Sandy Bridge microarchitecture and is a die shrink using 22nm process technology, adopting FinFET (3D) tri-gate transistor technology. This architecture is also widely applied to the Xeon and Core i7 Extreme Ivy Bridge-E series processors released in 2013.

 

Ivy Bridge processors are compatible with the Sandy Bridge platform, although some systems may require a firmware update. In 2011, Intel released the 7 Series Panther Point chipset, which integrated USB 3.0 and SATA 3.0, to complement Ivy Bridge.

 

Mass production of Ivy Bridge chips began in the third quarter of 2011, with quad-core and dual-core mobile models released on April 29 and May 31, 2012, respectively. The Core i3 desktop processors and the first 22nm Pentium were announced in the first week of September 2012.

 

Ivy Bridge is the last Intel platform officially supported on versions prior to Windows 7, and it is also the earliest Intel microarchitecture that officially supports Windows 10 64-bit (NT 10.0).

 

The Ivy Bridge CPU microarchitecture is essentially a smaller version of Sandy Bridge, with no major changes. Like the previous generation Sandy Bridge, Ivy Bridge was primarily developed at Intel's Haifa, Israel site. Notable improvements include:

• 22nm tri-gate transistor technology, providing up to a 50% reduction in power consumption at the same performance level compared to 32nm planar transistors.
• New pseudorandom number generator and the addition of the RDRAND instruction.

Features and Performance of Ivy Bridge

Mobile and desktop Ivy Bridge chips have several minor changes compared to Sandy Bridge.

 

CPU:

• F16C (16-bit floating-point conversion instruction)
• RDRAND instruction (Intel Secure Key)
• Maximum CPU multiplier of 63 (compared to 57 in Sandy Bridge)
• Configurable TDP (cTDP) for mobile processors
• 14 to 19 stages of instruction pipeline (depending on micro-op cache hits)
• Supervisor Mode Execution Prevention
• Conversion reference buffer size

GPU:

• Integrated GPU offers 6 or 16 execution units (EUs), compared to 6 or 12 in Sandy Bridge.
• Intel HD Graphics supports DirectX 11, OpenGL 4.0, and OpenCL 1.2.
• Supports up to three displays (limited: two displays using the 7 Series chipset with DisplayPort or eDP)
• Multiple 4K display video playback
• Intel Quick Sync Video version 2

IO:

• Maximum RAM support speed of 2800 MT/s (200 MHz increments)
• DDR3L for mobile CPUs
• PCI Express 3.0 support (excluded from Core i3, Pentium, and ultra-low voltage (ULV) processors)

Benchmark Comparison

Compared to Sandy Bridge:

• CPU performance per clock increased by 3% to 6%.
• Integrated GPU performance increased by 25% to 68%.

Thermal Performance Issues

Ivy Bridge reportedly has temperatures 10°C higher than Sandy Bridge when overclocked. A Japanese website, Impress PC Watch, confirmed previous speculation that Intel used low-quality thermal interface material between the chip and heat spreader, as opposed to the fluxless solder used in previous generations. Mobile Ivy Bridge processors are unaffected by this issue, as they lack a heat spreader between the chip and cooling system.

 

Overclocking users have reported using low-quality TIM, which has faced criticism for being unworthy of "premium" CPUs. Replacing it with high-quality TIM or using other thermal removal methods can lead to lower temperatures and improved overclocking stability.

 

Intel claimed that the increased thermal density of Ivy Bridge's smaller die leading to higher temperatures during overclocking was an expected outcome.

 

Models and Stepping

Ivy Bridge processors report the same CPUID model 0x000306A9, regardless of having 1, 2, or 4 cores, and are produced in four configurations based on core count, L3 cache, and number of GPU execution units.

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アイビー・ブリッジ（Ivy Bridge）は、インテルの22nmマイクロアーキテクチャで、インテルコアプロセッサの第3世代（Core i7、i5、i3）で使用されています。アイビー・ブリッジは、以前の32nmサンディ・ブリッジ（Sandy Bridge）マイクロアーキテクチャに基づいており、22nmプロセス技術のダイ縮小であり、フィンFET（3D）トライゲートトランジスタ技術を採用しています。このアーキテクチャは、2013年に発売されたXeonおよびCore i7エクストリームアイビー・ブリッジEシリーズプロセッサにも広く適用されています。

 

アイビー・ブリッジプロセッサは、サンディ・ブリッジプラットフォームと互換性がありますが、一部のシステムではファームウェアのアップデートが必要となる場合があります。2011年、インテルはアイビー・ブリッジを補完するために、USB 3.0およびSATA 3.0を統合した7シリーズパンサー・ポイントチップセットを発売しました。

 

アイビー・ブリッジチップの量産は2011年の第3四半期に始まり、クアッドコアおよびデュアルコアモバイルモデルはそれぞれ2012年4月29日と5月31日に発売されました。Core i3デスクトッププロセッサと最初の22nmペンティウムは、2012年9月の第1週に発表されました。

 

アイビー・ブリッジは、Windows 7以前のバージョンで公式にサポートされる最後のインテルプラットフォームであり、Windows 10 64ビット（NT 10.0）を公式にサポートする最も早いインテルマイクロアーキテクチャでもあります。

アイビー・ブリッジCPUマイクロアーキテクチャは、基本的にサンディ・ブリッジの小型版であり、大きな変更はありません。前の世代であるサンディ・ブリッジと同様に、アイビー・ブリッジは主にインテルのイスラエル・ハイファの拠点で開発されました。注目すべき改善点は次の通りです。

• 22nmトライゲートトランジスタ技術により、32nm平面トランジスタと比較して同じ性能レベルで最大50％の電力消費削減を提供します。
• 新しい疑似乱数生成器とRDRAND命令が追加されました。

アイビー・ブリッジの機能と性能

モバイルおよびデスクトップアイビー・ブリッジチップは、サンディ・ブリッジと比較していくつかの小さな変更があります。

 

CPU:

• F16C（16ビット浮動小数点変換命令）
• RDRAND命令（インテルセキュアキー）
• 最大CPU倍率63（サンディ・ブリッジの57と比較）
• モバイルプロセッサ用の構成可能なTDP（cTDP）
• 14〜19段階の命令パイプライン（マイクロオペキャッシュのヒット状況に応じて異なる）
• スーパーバイザモード実行防止
• 変換参照バッファのサイズ

GPU:

• 統合GPUは6または16の実行ユニット（EU）を提供し、サンディ・ブリッジの6または12と比較されます。
• インテルHDグラフィックスはDirectX 11、OpenGL 4.0、およびOpenCL 1.2をサポートします。
• 最大3台のディスプレイをサポート（制限あり：7シリーズチップセットとDisplayPortまたはeDPを使用する2台のディスプレイ）
• 複数の4Kディスプレイのビデオ再生
• インテルクイックシンクビデオバージョン2

IO:

• 最大RAMサポート速度2800 MT/s（200 MHz単位）
• モバイルCPU用DDR3L
• PCI Express 3.0サポート（Core i3、ペンティウム、超低電圧（ULV）プロセッサからは除外）

ベンチマーク比較

サンディ・ブリッジと比較して：

• クロックあたりのCPU性能が3％〜6％向上しました。
• 統合GPU性能が25％〜68％向上しました。

熱性能問題

アイビー・ブリッジは、オーバークロック時にサンディ・ブリッジよりも温度が10°C高いと報告されています。日本のウェブサイトImpress PC Watchは、インテルがチップと熱分散器の間に低品質の熱接着剤を使用したという以前の推測を確認しました。これは、以前の世代で使用されていたフラックスレスソルダの代わりに使われたと思われます。モバイルアイビー・ブリッジプロセッサは、チップと冷却システムの間に熱分散器がないため、この問題の影響を受けません。

 

オーバークロックユーザーは、低品質のTIMを使用していると報告しており、これは「プレミアム」CPUに相応しくないと批判されています。高品質のTIMに交換したり、他の熱除去方法を使用すると、温度が下がり、オーバークロックの安定性が向上する可能性があります。

インテルは、アイビー・ブリッジの小型ダイの熱密度の増加により、オーバークロック時により高い温度が発生することは予想される結果であると主張しています。

 

モデルとステッピング

アイビー・ブリッジプロセッサは、コア数、L3キャッシュ、およびGPU実行ユニット数に基づいて4つの構成で製造され、CPUIDモデル0x000306A9を報告します（1、2、または4コアすべて同様）。