Nehalemマイクロアーキテクチャ

Nehalemマイクロアーキテクチャ（ネハレム【ネヘイレム、ネヘーレム等】マイクロアーキテクチャ、単にNehalem [英語発音: [nəˈheɪləm]^[1]] とも）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^[2]。2008年11月18日に正式発表され^[3]、「Core i」ブランド^[4]で発売された。後に Intel Core 製品がシリーズ化されたことで、Nehalemで作られたCPUは第1世代Intel Coreプロセッサとして位置付けられた。

Nehalem

生産時期	2008年11月から
生産者	インテル
プロセスルール	45nm
アーキテクチャ	x86
マイクロアーキテクチャ	Nehalem
命令セット	Intel 64
コア数	1から8 （スレッド数：1から16）
ソケット	Socket G1 LGA1156 LGA1366 LGA1567
コードネーム	Clarksfield Lynnfield Bloomfield Jasper Forest Gainestown Beckton
世代	第1世代
前世代プロセッサ	Core
次世代プロセッサ	Sandy 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	Intel Graphics
ブランド名	Core i7 Core i5 Core i3 Pentium Celeron Xeon

概要

Nehalemマイクロアーキテクチャは、Coreマイクロアーキテクチャの後継として（Coreマイクロアーキテクチャを開発したイスラエルのハイファを拠点とする開発チームとは別に）Pentium IIIやPentium 4を開発した米国オレゴン州ヒルズボロのチームが開発を担当している。Nehalemは当初、「NetBurstマイクロアーキテクチャを拡張したものである」として、IBMのアーキテクト^[誰?]がAMDのウェブサイトの個人ページに掲載していた（短期間で削除されている）。しかし、NetBurstマイクロアーキテクチャは事実上の失敗に終わり、その後継であるNehalemマイクロアーキテクチャも計画中止、あるいは大幅な方向性修正が行われると予想されていた。

しばらくして、Nehalemは1個のプロセッサ上に1から8までのコアと、ハイパースレッディング・テクノロジー (HT) を実装すると発表された。マルチプロセッサ構成の自由度も向上し、プロセッサ単位、あるいはシステム単位でコア数を増やすに従って順当に性能が向上するような構造を備えている。通常では最大8個までのプロセッサ接続を想定している。これにより、コアあたり2つのスレッド、プロセッサ全体で16スレッド、システムとしては最大で128スレッドの同時処理が可能であることが判明した。

特徴

CoreマイクロアーキテクチャからはCPUのコア自体に大幅な設計変更がされている。キャッシュシステムにも改良が加えられ、L1キャッシュは命令とデータそれぞれ32KBの合計64KB。大容量化でレイテンシの増加が問題になってきていたL2キャッシュを改善する目的で、L2キャッシュはコアごとに256KBと縮小した代わりにレイテンシの低減を行い、全コアで共有する大容量のL3キャッシュを配置した。L3キャッシュの容量は製品ごとに異なり差別化が行われている。

またプロセッサにDDR3 SDRAMメモリコントローラを2〜4チャンネル統合している。MPプラットフォームサーバ向けのNehalem-EX (Beckton) にはFB-DIMM2メモリコントローラ4chを統合しているが、マザーボード上の別チップでDDR3 SDRAMメモリコントローラへ変換する実装で製品化された。

プロセッサファミリ

Nehalemプロセッサファミリは、大別してXeon向けのGainestown-DP（後にNehalem-EPへ改称）から派生したハイエンドコンシューマ向けのBloomfieldと、メインストリーム向けのLynnfield、およびローエンド向けClarkdaleの3系統が存在する。

BloomfieldはCPUバスにそれまでのP4バスに代わりQuick Path Interconnect (QPI) が採用されている。Lynnfieldにはそれまでのノースブリッジ機能も統合されており、サウスブリッジにあたるPCH (Platform Controller Hub) とはDMI (Direct Media Interface) で接続される。ClarkdaleやArrandaleではGPUも統合される^[5]。

Core 2以前のものとは、チップセットやマザーボードなどの互換性が全く無い。Core i7 (Bloomfield) の対応チップセットはIntel X58でSLI（NVIDIA社がライセンスを個別に付与する）やCrossFire（全チップネイティブに対応）にも対応する。ソケットはLGA1366。

新機軸

Nehalemアーキテクチャに特有のものと発表されてはいないが、ファミリの一部 (Core i5, Core i7) には、インテル ターボ・ブースト・テクノロジーが搭載されており性能と消費電力のスループット改善に寄与している。

製品一覧

Nehalem

デスクトップ向け

Bloomfield

• 対応ソケット: LGA1366

Bloomfield

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
Core i7 Extreme	975	4 (8)	3.33	3.6	1	8	130	DDR3-1066	6.4
	965		3.2	3.46
Core i7	960								4.8
	950		3.06	3.33
	940		2.93	3.2
	930		2.8	3.06
	920		2.66	2.93

Lynnfield

• 対応ソケット: LGA1156

Lynnfield

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	880	4 (8)	3.06	3.73	1	8	95	DDR3-1333
	875K		2.93	3.6
	870
	870S		2.66				82
	860		2.8	3.46			95
	860S		2.53				82
Core i5	760	4 (4)	2.8	3.33			95
	750		2.66	3.2
	750S		2.4				82

サーバー向け

Nehalem-EX

• 対応ソケット: LGA1567

Nehalem-EX

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	X7560	8 (16)	2.26	2.66	2	24	130	DDR3-1066	6.4
	L7555		1.86	2.53			95		5.86
	X7550		2.0	2.4		18	130		6.4
	X6550
	E7540	6 (12)		2.26	1.5		105
	E6540
	L7545		1.86	2.53			95		5.86
	E7530			2.13		12	105
	X7542	6 (6)	2.66	2.8		18	130
	E7520	4 (8)	1.86	N/A	1		95		4.8
	E6510		1.73			12	105

Nehalem-EP

• 対応ソケット: LGA1366

Nehalem-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	W5590	4 (8)	3.33	3.6	1	8	130	DDR3-1333	6.4
	W5580		3.2	3.46
	X5570		2.93	3.33			95
	X5560		2.8	3.2
	X5550		2.66	3.06
	E5540		2.53	2.8			80	DDR3-1066	5.86
	E5530		2.4	2.66
	E5520		2.26	2.53
	L5530		2.4	2.66			60
	L5520		2.26	2.48
	L5518		2.13	2.4
	E5507	4 (4)	2.26	N/A		4	80	DDR3-800	4.8
	E5506		2.13
	E5504		2.0
	L5506		2.13				60
	L5508	2 (4)	2.0	2.4	0.5	8	38	DDR3-1066	5.86
	E5503	2 (2)		N/A		4	80	DDR3-800	4.8
	E5502		1.86

Bloomfield

• 対応ソケット: LGA1366

Bloomfield

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	W3580	4 (8)	3.33	3.6	1	8	130	DDR3-1333	6.4
	W3570		3.2	3.46
	W3565							DDR3-1066	4.8
	W3550		3.06	3.33
	W3540		2.93	3.2
	W3530		2.8	3.06
	W3520		2.66	2.93
	W3505	2 (2)	2.53	N/A	0.5	4
	W3503		2.4

Lynnfield

• 対応ソケット: LGA1156

Lynnfield

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
Xeon	X3480	4 (8)	3.06	3.73	1	8	95	DDR3-1333
	X3470		2.93	3.6
	X3460		2.8	3.46
	X3450		2.66	3.2
	X3440		2.53	2.93
	L3426		1.86	3.2			45
	X3430	4 (4)	2.4	2.8			95

モバイル向け

Clarksfield

• 対応ソケット: Socket G1

Clarksfield

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	940XM	4 (8)	2.13	3.33	1	8	55	DDR3-1333
	920XM		2.0	3.2
Core i7	840QM		1.86				45
	820QM		1.73	3.06
	740QM			2.93		6
	720QM		1.6	2.8

組み込み向け

Jasper Forest

• 対応ソケット: LGA1366

Jasper Forest

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	EC5549	4 (8)	2.53	2.93	1	8	85	DDR3-1333	5.86
	LC5528		2.13	2.53			60	DDR3-1066	4.8
	LC5518		1.73	2.13			48
	EC5509	4 (4)	2.0	N/A			85
	EC5539	2 (2)	2.26		0.5	4	65	DDR3-1333	5.86
	EC3539	4 (4)	2.13		1	8		DDR3-1066	N/A
	LC3528	2 (4)	1.73	1.86	0.5	4	35	DDR3-800
	LC3518	1 (1)		N/A	0.25	2	23
Celeron	P1053	1 (2)	1.33				30

Westmere

デスクトップ向け

Gulftown

• 対応ソケット: LGA1366

Gulftown

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
Core i7 Extreme	990X	6 (12)	3.46	3.73	1.5	12	130	DDR3-1066	6.4
	980X		3.33	3.6
Core i7	980								4.8
	970		3.2	3.46

Clarkdale

• 対応ソケット: LGA1156

Clarkdale

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)		ブランド	EU数	クロック (MHz)
			定格	ターボ	L2	L3
Core i5	680	2 (4)	3.6	3.86	0.5	4	HD Graphics	12	733	73	DDR3-1333
	670		3.46	3.73
	661		3.33	3.6					900	87
	660								733	73
	655K		3.2	3.46
	650
Core i3	560		3.33	N/A
	550		3.2
	540		3.06
	530		2.93
Pentium	G6960	2 (2)				3			533		DDR3-1066
	G6951		2.8
	G6950
Celeron	G1101		2.26			2

サーバー向け

Westmere-EX

• 対応ソケット: LGA1567

Westmere-EX

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	E7-8870	10 (20)	2.4	2.8	2.5	30	130	DDR3-1066	6.4
	E7-8867L		2.13	2.53			105
	E7-8860		2.26	2.66		24	130
	E7-8850		2.0	2.4
	E7-8830	8 (16)	2.13		2		105
	E7-8837	8 (8)	2.66	2.8			130
	E7-4870	10 (20)	2.4		2.5	30
	E7-4860		2.26	2.66		24
	E7-4850		2.0	2.4
	E7-4830	8 (16)	2.13		2		105
	E7-4820		2.0	2.26		18			5.86
	E7-4807	6 (12)	1.86	N/A	1.5		95	DDR3-800	4.8
	E7-2870	10 (20)	2.4	2.8	2.5	30	130	DDR3-1066	6.4
	E7-2860		2.26	2.66		24
	E7-2850		2.0	2.4
	E7-2830	8 (16)	2.13		2		105
	E7-2820		2.0	2.26		18			5.86
	E7-2803	6 (12)	1.73	N/A	1.5			DDR3-800	4.8

Westmere-EP

• 対応ソケット: LGA1366

Westmere-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	X5690	6 (12)	3.46	3.73	1.5	12	130	DDR3-1333	6.4
	X5680		3.33	3.6
	X5679		3.2	3.46			115
	X5675		3.06				95
	X5670		2.93	3.33
	X5660		2.8	3.2
	X5650		2.66	3.06
	E5649		2.53	2.93			80		5.86
	E5645		2.4	2.66
	L5645			2.93			60
	L5640		2.26	2.8
	L5639		2.13	2.66
	L5638		2.0	2.4
	X5687	4 (8)	3.6	3.86	1		130		6.4
	X5677		3.46	3.73
	X5647		2.93	3.2				DDR3-1066	5.86
	X5672		3.2	3.6			95	DDR3-1333	6.4
	X5667		3.06	3.46
	E5640		2.66	2.93			80	DDR3-1066	5.86
	E5630		2.53	2.8
	E5620		2.4	2.66
	L5630		2.13	2.4			40
	L5618		1.86	2.26
	L5609	4 (4)		N/A					4.8
	E5607		2.26			8	80
	E5606		2.13
	E5603		1.6			4
	X5698	2 (4)	4.4	4.53	0.5	12	130	DDR3-1333	6.4

Gulftown

• 対応ソケット: LGA1366

Gulftown

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	W3690	6 (12)	3.46	3.73	1.5	12	130	DDR3-1333	6.4
	W3680		3.33	3.6
	W3670		3.2	3.46				DDR3-1066	4.8

Clarkdale

• 対応ソケット: LGA1156

Clarkdale

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
Xeon	L3406	2 (4)	2.26	2.53	0.5	4	30	DDR3-1066
	L3403	2 (2)	2.0	N/A

モバイル向け

Arrandale

Arrandale

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)		ブランド	EU数	クロック (MHz)
			定格	ターボ	L2	L3			定格	ターボ
Core i7	640M	2 (4)	2.8	3.46	0.5	4	HD Graphics	12	500	766	35	DDR3-1066
	620M		2.66	3.33
	660LM		2.26	3.06					266	566	25
	640LM		2.13	2.93
	620LM		2.0	2.8
	680UM		1.46	2.53					166	500	18	DDR3-800
	660UM		1.33	2.4
	640UM		1.2	2.26
	620UM		1.06	2.13
Core i5	580M		2.66	3.33		3			500	766	35	DDR3-1066
	560M			3.2
	540M		2.53	3.06
	520M		2.4	2.93
	560UM		1.33	2.13					166	500	18	DDR3-800
	540UM		1.2	2.0
	520UM		1.06	1.86
	480M		2.66	2.93					500	766	35	DDR3-1066
	460M		2.53	2.8
	450M		2.4	2.66
	430M		2.26	2.53
	470UM		1.33	1.86					166	500	18	DDR3-800
	430UM		1.2	1.73
Core i3	390M		2.66	N/A					500	667	35	DDR3-1066
	380M		2.53
	370M		2.4
	350M		2.26
	330M		2.13
	380UM		1.33						166	500	18	DDR3-800
	330UM		1.2
Pentium	P6300	2 (2)	2.26						500	667	35	DDR3-1066
	P6200		2.13
	P6100		2.0
	P6000		1.86
	U5600		1.33						166	500	18	DDR3-800
	U5400		1.2
Celeron	P4600		2.0			2			500	667	35	DDR3-1066
	P4505		1.86
	P4500
	U3600		1.2						166	500	18	DDR3-800
	U3405		1.06
	U3400

組み込み向け

Arrandale

Arrandale

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)		ブランド	EU数	クロック (MHz)
			定格	ターボ	L2	L3			定格	ターボ
Core i7	610E	2 (4)	2.53	3.2	0.5	4	HD Graphics	12	500	766	35	DDR3-1066
	620LE		2.0	2.8					266	566	25
	660UE		1.33	2.4					166	500	18	DDR3-800
	620UE		1.06	2.13
Core i5	520E		2.4	2.93		3			500	766	35	DDR3-1066
Core i3	330E		2.13	N/A						667

後継

後継のマイクロアーキテクチャはSandy Bridgeマイクロアーキテクチャ。