Sandy Bridgeマイクロアーキテクチャ

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マイクロプロセッサのマイクロアーキテクチャである。2011年1月6日に正式発表され、第2世代Intel Coreプロセッサとして製品化された。第2世代Intel Coreプロセッサという言葉は、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と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Intel Coreプロセッサと定義している。このことから、AVX命令セットの追加が第2世代Intel Coreプロセッサ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2世代Intel Core ixプロセッサ、Nehalemマイクロアーキテクチャを前世代Intel Core ixプロセッサと区別している。

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
マイクロアーキテクチャ	Sandy Bridge
命令セット	x86-64, Intel 64
コア数	1から8 （スレッド数：1から16）
ソケット	LGA1155 LGA1356 LGA2011
前世代プロセッサ	Nehalem
次世代プロセッサ	Ivy Bridge
L1キャッシュ	コアあたり64KB （命令32KB, データ32KB）
L2キャッシュ	コアあたり256KB
L3キャッシュ	コアあたり最大2MB
GPU	HD Graphics
ブランド名	Core i7 Core i5 Core i3 Pentium Celeron Xeon

概要

イスラエルの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年のIDFでは、「Gesher」（ヘブライ語で橋を意味する）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年秋の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のシリアル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。

特徴

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・バッファとリザベーション・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 4のNetBurst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。

製品一覧

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：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）、vPro、SIPPや仮想化技術のVT-dに非対応。
• S：省電力モデル。
• T：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：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：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。

デスクトップ向け

Sandy Bridge-E

• 対応ソケット: LGA2011

Sandy Bridge-E

ブランド	型番	CPU					TDP (W)	対応メモリ
		コア数 （スレッド数）	クロック (GHz)		キャッシュ (MB)
			定格	ターボ	L2	L3
Core i7 Extreme	3970X	6 (12)	3.5	4.0	1.5	15	150	DDR3-1600
	3960X		3.3	3.9			130
Core i7	3930K		3.2	3.8		12
	3820	4 (8)	3.6		1	10

Sandy Bridge-DT

• 対応ソケット: LGA1155

Sandy Bridge-DT

ブランド	型番	CPU					GPU				TDP (W)	対応メモリ
		コア数 （スレッド数）	クロック (GHz)		キャッシュ (MB)		型番	EU数	クロック (MHz)
			定格	ターボ	L2	L3			定格	ターボ
Core i7	2700K	4 (8)	3.5	3.9	1	8	HD 3000	12	850	1350	95	DDR3-1333
	2600K		3.4	3.8
	2600						HD 2000	6
	2600S		2.8								65
Core i5	2550K	4 (4)	3.4			6	—				95
	2500K		3.3	3.7			HD 3000	12	850	1100
	2500						HD 2000	6
	2500S		2.7								65
	2500T		2.3	3.3					650	1250	45
	2450P		3.2	3.5			—				95
	2400		3.1	3.4			HD 2000	6	850	1100
	2405S		2.5	3.3			HD 3000	12			65
	2400S						HD 2000	6
	2380P		3.1	3.4			—				95
	2320		3.0	3.3			HD 2000	6	850	1100
	2310		2.9	3.2
	2300		2.8	3.1
	2390T	2 (4)	2.7	3.5	0.5	3			650		35
Core i3	2130		3.4	—					850		65
	2125		3.3				HD 3000	12
	2120						HD 2000	6
	2105		3.1				HD 3000	12
	2102						HD 2000	6
	2100
	2120T		2.6						650		35
	2100T		2.5
Pentium	G870	2 (2)	3.1				HD Graphics		850		65
	G860		3.0
	G850		2.9
	G840		2.8
	G860T		2.6						650		35
	G645		2.9						850		65	DDR3-1066
	G640		2.8
	G632		2.7
	G630
	G622		2.6
	G620
	G645T		2.5						650		35
	G640T		2.4
	G630T		2.3
	G620T		2.2
Celeron	G555		2.7			2			850	1000	65
	G550		2.6
	G540		2.5
	G530		2.4
	G550T		2.2						650		35
	G540T		2.1
	G530T		2.0
	G470	1 (2)			0.25	1.5						DDR3-1333
	G465		1.9									DDR3-1066
	G460		1.8
	G440	1 (1)	1.6			1

サーバー向け

Sandy Bridge-EP

• 対応ソケット: LGA2011

Sandy Bridge-EP

ブランド	型番	CPU					TDP (W)	対応メモリ	QPI (GT/s)
		コア数 （スレッド数）	クロック (GHz)		キャッシュ (MB)
			定格	ターボ	L2	L3
Xeon	E5-4650	8 (16)	2.7	3.3	2	20	130	DDR3-1600	8.0
	E5-4650L		2.6	3.1			115
	E5-4640		2.4	2.8			95
	E5-4620		2.2	2.6		16		DDR3-1333	7.2
	E5-4610	6 (12)	2.4	2.9	1.5	15
	E5-4607		2.2	—		12		DDR3-1066	6.4
	E5-4617	6 (6)	2.9	3.4		15	130	DDR3-1600	7.2
	E5-4603	4 (8)	2.0	—	1	10	95	DDR3-1066	6.4
	E5-2687W	8 (16)	3.1	3.8	2	20	150	DDR3-1600	8.0
	E5-2690		2.9				135
	E5-2680		2.7	3.5			130
	E5-2689		2.6	3.6			115
	E5-2670			3.3
	E5-2665		2.4	3.1
	E5-2660		2.2	3.0			95
	E5-2658		2.1	2.4
	E5-2650		2.0	2.8
	E5-2650L		1.8	2.3			70
	E5-2648L			2.1
	E5-2667	6 (12)	2.9	3.5	1.5	15	130
	E5-2640		2.5	3.0			95	DDR3-1333	7.2
	E5-2630		2.3	2.8
	E5-2620		2.0	2.5
	E5-2630L						60
	E5-2628L		1.8	—
	E5-2643	4 (8)	2.0	2.5	1	10	130	DDR3-1600	8.0
	E5-2618L		1.8	—			50	DDR3-1333	6.4
	E5-2609	4 (4)	2.4				80	DDR3-1066
	E5-2603		1.8
	E5-2637	2 (4)	3.0	3.5	0.5	5		DDR3-1600	8.0
	E5-1660	6 (12)	3.3	3.9	1.5	15	130		—
	E5-1650		3.2	3.8		12
	E5-1620	4 (8)	3.6		1	10
	E5-1607	4 (4)	3.0	—				DDR3-1066
	E5-1603		2.8

Sandy Bridge-EN

• 対応ソケット: LGA1356

Sandy Bridge-EN

ブランド	型番	CPU					TDP (W)	対応メモリ	QPI (GT/s)
		コア数 （スレッド数）	クロック (GHz)		キャッシュ (MB)
			定格	ターボ	L2	L3
Xeon	E5-2470	8 (16)	2.3	3.1	2	20	95	DDR3-1600	8.0
	E5-2450		2.1	2.9
	E5-2450L		1.8	2.3			70
	E5-2448L			2.1
	E5-2449L		1.4	1.8			50
	E5-2440	6 (12)	2.4	2.9	1.5	15	95	DDR3-1333	7.2
	E5-2430		2.2	2.7
	E5-2420		1.9	2.4
	E5-2430L		2.0	2.5			60
	E5-2428L		1.8	2.0
	E5-2418L	4 (8)	2.0	2.1	1	10	50		6.4
	E5-2407	4 (4)	2.2	—			80	DDR3-1066
	E5-2403		1.8
	E5-1428L	6 (12)			1.5	15	60	DDR3-1333	—
	E5-1410	4 (8)	2.8	3.2	1	10	80
Pentium	1407	2 (2)		—	0.5	5		DDR3-1066
	1403		2.6
	1405		1.2	1.8			40

Sandy Bridge-DT

• 対応ソケット: LGA1155

Sandy Bridge-DT

ブランド	型番	CPU					GPU				TDP (W)	対応メモリ
		コア数 （スレッド数）	クロック (GHz)		キャッシュ (MB)		型番	EU数	クロック (MHz)
			定格	ターボ	L2	L3			定格	ターボ
Xeon	E3-1290	4 (8)	3.6	4.0	1	8	—				95	DDR3-1333
	E3-1280		3.5	3.9
	E3-1275		3.4	3.8			HD P3000	12	850	1350
	E3-1245		3.3	3.7
	E3-1235		3.2	3.6
	E3-1270		3.4	3.8			—				80
	E3-1240		3.3	3.7
	E3-1230		3.2	3.6
	E3-1265L		2.4	3.3			HD P3000	12	650	1250	45
	E3-1260L						HD 2000	6
	E3-1220	4 (4)	3.1	3.4			—				80
	E3-1225					6	HD P3000	12	850	1350	95
	E3-1220L	2 (4)	2.2		0.5	3	—				20
Pentium	350		1.2	—							15

モバイル向け

Sandy Bridge

Sandy Bridge

ブランド	型番	CPU					GPU				TDP (W)	対応メモリ
		コア数 （スレッド数）	クロック (GHz)		キャッシュ (MB)		型番	EU数	クロック (MHz)
			定格	ターボ	L2	L3			定格	ターボ
Core i7 Extreme	2960XM	4 (8)	2.7	3.7	1	8	HD 3000	12	650	1300	55	DDR3-1600
	2920XM		2.5	3.5
Core i7	2860QM			3.6							45
	2820QM		2.3	3.4
	2760QM		2.4	3.5		6
	2720QM		2.2	3.3
	2675QM			3.1						1200		DDR3-1333
	2670QM									1100
	2635QM		2.0	2.9						1200
	2630QM									1100
	2640M	2 (4)	2.8	3.5	0.5	4				1300	35
	2620M		2.7	3.4
	2649M		2.3	3.2					500	1100	25
	2629M		2.1	3.0
	2677M		1.8	2.9					350	1200	17
	2637M		1.7	2.8
	2657M		1.6	2.7						1000
	2617M		1.5	2.6						950
Core i5	2540M		2.6	3.3		3			650	1300	35
	2520M		2.5	3.2
	2450M			3.1
	2435M		2.4	3.0
	2430M									1200
	2415M		2.3	2.9						1300
	2410M									1200
	2557M		1.7	2.7					350		17
	2537M		1.4	2.3						900
	2467M		1.6							1150
Core i3	2370M		2.4	—					650		35
	2350M		2.3
	2348M
	2332M		2.2							1100
	2330M
	2328M
	2312M		2.1
	2310M
	2308M
	2377M		1.5						350	1000	17
	2375M
	2367M		1.4
	2365M
	2357M		1.3							950
Pentium	B980	2 (2)	2.4			2	HD Graphics	6	650	1150	35
	B970		2.3
	B960		2.2							1100
	B950		2.1
	B940		2.0
	997		1.6						350	1000	17
	987		1.5
	977		1.4
	967		1.3
	957		1.2							800
Celeron	B840		1.9						650	1000	35
	B830		1.8							1050
	B820		1.7
	B815		1.6
	B810									950
	B800		1.5							1000
	887								350	1000	17
	877		1.4
	867		1.3
	857		1.2
	847		1.1							800
	807	1 (2)	1.5		0.25	1.5				950
	B730	1 (1)	1.8						650	1000	35
	B720		1.7
	B710		1.6
	797		1.4						350	950	17
	787		1.3

組み込み向け

Gladden

Gladden

ブランド	型番	CPU				TDP (W)	対応メモリ
		コア数 （スレッド数）	クロック (GHz)	キャッシュ (MB)
				L2	L3
Xeon	E3-1125C	4 (8)	2.0	1	8	40	DDR3-1600
	E3-1105C		1.0		6	25
Core i3	2115C	2 (4)	2.0	0.5	3		DDR3-1333
Pentium	B915C		1.5			15
Celeron	725C	1 (2)	1.3	0.25	1.5	10

Sandy Bridge

Sandy Bridge

ブランド	型番	CPU					GPU				TDP (W)	対応メモリ
		コア数 （スレッド数）	クロック (GHz)		キャッシュ (MB)		型番	EU数	クロック (MHz)
			定格	ターボ	L2	L3			定格	ターボ
Core i7	2715QE	4 (8)	2.1	3.0	1	6	HD 3000	12	650	1200	45	DDR3-1600
	2710QE
	2655LE	2 (4)	2.2	2.9	0.5	4				1000	25	DDR3-1333
	2610UE		1.5	2.4					350	850	17
Core i5	2515E		2.5	3.1		3			650	1100	35
	2510E
Core i3	2330E		2.2	—						1050
	2310E		2.1
	2340UE		1.3						350	800	17
Celeron	B810E	2 (2)	1.6			2	HD Graphics	6	650	1000	35
	847E		1.1						350	800	17
	827E	1 (1)	1.4		0.25	1.5
	807UE		1.0			1					10

後継

後継は22nmにシュリンクされたIvy Bridgeマイクロアーキテクチャ。

脚注

[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

関連項目

• Nehalemマイクロアーキテクチャ
• Ivy Bridgeマイクロアーキテクチャ