Содержание
Оглавление
Вступление
Не секрет, что выхода новейших 22-нм процессоров Intel Ivy Bridge многие оверклокеры ждали с нетерпением. Причин тому несколько.
Мало кто будет спорить с тем, что Intel в последние годы сумела обеспечить очень заметный отрыв от извечного соперника – AMD, как по чистой производительности конкретных моделей процессоров, так и по абсолютному показателю «производительности на такт». В нижнем и среднем ценовых диапазонах по-прежнему идет настоящая борьба (главным образом, из-за агрессивной ценовой политики AMD), но в топ-сегменте конкуренции нет и в помине: кроме Sandy Bridge и Sandy Bridge-E покупать по существу нечего.
реклама
Во-первых, новая архитектура благодаря многочисленным оптимизациям оказалась весьма удачной. Старые 45-нм Bloomfield (помните широко распространенный Core i7-920?) тоже были совсем неплохи. Настолько, что они и по сей день подходят для решения абсолютного большинства задач и могут работать даже в очень мощных игровых компьютерах. Однако Sandy во многих тестах продемонстрировали заметное преимущество над равночастотными процессорами с архитектурой Nehalem.
Во-вторых, о «равных частотах» речь как раз не шла. Новые CPU позволяли достичь невиданных частот «на воздухе»: результат 4500 МГц, с трудом достижимый для лучших Bloomfield и Lynnfield, стал считаться посредственным; многие оверклокеры успешно разгоняли процессоры и до 5 ГГц, причем с прицелом на повседневное использование! Сочетание улучшенной архитектуры и выдающегося частотного потенциала позволило им стать эталоном по производительности для всех систем игрового толка.
Вот почему первые же слухи о скором выходе новейших 22-нм процессорах стали настоящей сенсацией. Самые оптимистичные из читателей нашего сайта, прослышав о неведомых транзисторах новой конструкции, низких токах утечки и малой площади ядра, высказывали смелые суждения наподобие «ну уж 5.5 ГГц на воздухе возьмет, к бабке не ходи, а может и все 6 ГГц!». Это и неудивительно – такой вывод легко сделать, приняв во внимание значительное улучшение разгонного потенциала при предшествующих сменах техпроцесса CPU Intel.
В общем, авансов наподобие «как выйдет — сразу возьму» и «я уже плату на Intel Z77 специально купил» новому процессору было роздано немало. Чем все это закончилось, я полагаю, известно почти всем читателям. 22-нм Ivy Bridge из-за высоких рабочих температур и затрудненного разгона не оправдали надежд многих энтузиастов. Так что «глас народный» мгновенно сменил свою тональность – сейчас Ivy модно ругать. Доходит до того, что некоторые на полном серьезе считают новые CPU «неразгоняемыми» и невероятно горячими, настолько, что их нереально эксплуатировать при повышенном напряжении без удаления теплораспределительной крышки или, по крайней мере, использования СВО. Но так ли это на самом деле?
реклама
Архитектура и модельный ряд
Новые процессоры используют ту же архитектуру, что и выпущенные ранее Sandy Bridge. В рамках фирменной стратегии «тик-так» (или «tick-tock» в английском варианте), предусматривающей поочередное обновление технологических процессов и микроархитектур с выпуском новых продуктов один раз в год, релиз Ivy Bridge является «Тиком»:
В следующем сезоне должны быть представлены принципиально новые процессоры, использующие тот же техпроцесс – это и будет «Так».
А пока можно сделать вывод, что Ivy Bridge не должен по общей компоновке и применяемым архитектурным решениям отличаться от предшественников (специалисты Intel говорят только о незначительных улучшениях, обеспечивающих преимущество в производительности на уровне 5%). Основным нововведением стал перевод ядра на 22-нм техпроцесс. По сравнению с применявшимся ранее 32-нм это должно было обеспечить значительное снижение площади ядра, энергопотребления и тепловыделения.
Так, кристалл нового процессора стал меньше сразу на 35%. В сравнении с весьма похожим по конструкции Sandy Bridge его площадь уменьшена с 216 до 160 кв. мм. Это особенно впечатляет, с учетом того, что специалисты Intel применили гораздо более сложное графическое ядро (общее количество транзисторов увеличилось с 995 млн до 1.4 млрд, в основном именно за счет iGPU). Если бы Ivy Bridge стал просто «22-нм Sandy», площадь ядра могла бы быть еще меньше. Но это и так рекорд последних лет – для сравнения можно привести пару CPU, выполненных по 32-нм процессу и содержащих схожее количество транзисторов. Площадь ядра AMD Bulldozer в восьмиядерном варианте составляет 325 кв. мм при 1.2 млрд транзисторов, площадь «урезанного» четырехъядерного Sandy Bridge-E – 294 кв.мм при 1.27 млрд транзисторов.
Прогресс очевиден. Кстати, отчасти такое уменьшение площади стало возможным не только благодаря новому техпроцессу, но и из-за применения оригинальных «трехмерных» Tri-Gate транзисторов, взамен обычных планарных.
Добавление дополнительного кремниевого «ребра» позволяет добиться уменьшения токов утечки и сократить размеры всей конструкции. Также среди достоинств этой модели отмечается повышенная скорость переключения, хотя на практике многие оверклокеры уже успели убедиться в обратном. Впрочем, проблемы с разгоном могут быть вызваны десятком других причин, вполне вероятно, что трехмерная структура еще раскроет свой потенциал на других процессорах компании.
Уровень TDP, заявленный для новых процессоров, составляет 77 Вт. Хотя здесь все не столь однозначно. В спецификациях, представленных продавцам, а также на коробках значится 95 Вт. Напомню, что это значение характерно для большинства четырехъядерных Sandy Bridge кроме специальных «энергосберегающих» моделей. Как бы красиво не объясняли эту ситуацию представители компании, мне кажется наиболее вероятной распространенная «конспирологическая» версия, согласно которой TDP пришлось увеличить из-за сильного нагрева серийных образцов CPU. Ситуация, когда новинка нагревается сильнее предшественника при том, что по заявленным данным все должно быть наоборот, была бы донельзя нелепой.
Тем не менее, на слайде в официальном пресс-релизе фигурирует именно это значение:
реклама
Пока были представлены пять моделей линейки стоимостью от 174 до 313 долларов. Максимальную сумму просят за разблокированный по множителю Intel Core i7-3770K, который должен прийти на смену распространенным среди оверклокеров i7-2700K и i7-2600K. Свой аналог «бюджетной» модели i5-2500K, характеризующейся свободным множителем и отсутствием Hyper Threading, в этом списке тоже есть – Intel Core i5-3570K. Напомню, что на момент релиза за i7-2600K просили 317 долларов, а за i5-2500K – 216, так что новинки оказались даже чуть дешевле, правда, разница совсем незначительна.
Самая дешевая модель 22-нм CPU оценивается в 174 доллара, она заметно урезана по частотам и лишена Hyper Threading. Новейшее графическое ядро HD Graphics 4000 получили все процессоры линейки за исключением двух самых дешевых. Максимальным объемом cache-памяти L3 (8 Мбайт) характеризуются все процессоры семейства 37xx, а для 35xx этот показатель снижен до 6 Мбайт.
В целом все очень похоже на линейку Sandy Bridge. Кстати, как и в прошлый раз, компания Intel представила несколько моделей с индексами S и T, которые отличаются пониженным TDP. В целом, цены выглядят вполне разумными, правда, при слабой конкуренции со стороны AMD в данном сегменте Intel незачем снижать их со временем – так что эти процессоры могут стоить столько же хоть до релиза 22-нм CPU следующего поколения.
Один из значительных плюсов Ivy Bridge – полная (за исключением поддержки PCI-e 3.0) совместимость с материнскими платами предыдущего поколения, основанными на системной логике Intel шестидесятой серии.
реклама
Поскольку вычислительные ядра, по сути, изменились очень мало, Intel уделяет повышенное внимание графической подсистеме:
Главная гордость компании — введение поддержки DirectX 11. По собственному опыту тестирования видеокарт начального уровня не могу не отметить, что это чистая профанация, задействовать передовой API в реальных играх можно будет только при экстремально низких настройках и далеко не в FullHD-разрешении. Помимо этого заявлена поддержка OpenGL 3.1, OpenCL 1.1, Direct Compute и Shader Model 5.0. Интереснее всего выглядит возможность одновременного использования трех мониторов – в роли основы для рабочего компьютера с тремя экранами новый CPU можно представить без труда.
реклама
Безусловно, это все замечательно, но я по-прежнему скептически отношусь к наличию «встройки» на старших моделях серии и необходимости в обязательном порядке приобретать становящееся все более сложным видеоядро вместе с процессором. Только вдумайтесь, iGPU съедает порядка трети транзисторного бюджета и площади ядра, насколько дешевле можно было бы сделать CPU при его отсутствии? Хотя для мобильного сегмента апгрейд графической составляющей новых ЦП может оказаться чрезвычайно полезным.
Не забыты и оверклокеры.
реклама
Из всех особенностей новых процессоров наиболее интересной представляется повышенный множитель (с 59 до 63 единиц для «разблокированных» моделей). Это уже позволило нескольким энтузиастам покорить рекордные частоты при использовании экстремального охлаждения, не так давно была пройдена отметка в 7 ГГц. Также нужно отметить введение новых повышающих множителей для оперативной памяти и улучшенные возможности по разгону видеоядра.
На тестирование в лабораторию Overclockers.ru был представлен серийный образец процессора Intel Core i7-3770K. На данный момент это старшая модель серии, отличающаяся разблокированным множителем, наличием Hyper Threading и 8 Мбайт Cache L3. Максимальная частота с учетом Turbo Boost – 3900 МГц, базовая – 3500 МГц.
реклама
По внешнему виду он практически не отличается от уже знакомых всем оверклокерам «камней» Sandy Bridge. Разумеется, новый CPU легко определить по маркировке, также можно обратить внимание на распайку конденсаторов на обратной стороне.
Тестовый стенд
- Материнские платы:
- ASUS P8Z77 DeLuxe (BIOS v 0603) для процессоров LGA 1155;
- Sapphire Pure Black X79N (BIOS v 4.6.1) для процессора LGA 2011;
Программное обеспечение
- Операционная система: Windows 7 x64 Ultimate (без SP1);
- Драйверы видеокарт: AMD Catalyst 12.4 для Radeon HD 6970;
- Вспомогательные утилиты: SpeedFan 4.44, Real Temp 3.60, CPU-z 1.60, LinX 0.6.4, Prime 26.5 build 5 (In-Place Large FTTs).
реклама
Инструментарий и методика тестирования
Разгон процессоров производился без использования сторонних утилит, непосредственным изменением параметров в BIOS Setup. Для мониторинга температуры ядер использовалась утилита Real Temp 3.60, а для создания нагрузки при исследовании температурного режима — тест Linpack в оболочке Linx. Температура в помещении на момент тестирования составляла
Для тестирования производительности процессоров применялись следующие приложения и синтетические тесты:
- SuperPi Mod 1.5 (XS) – учитывалось время, необходимое для вычисления 1 миллиона знаков числа Пи после запятой (Super Pi 1M). Однопоточный тест.
- Fritz Chess Benchmark – количество операций в секунду (kilo Nods). Все процессоры выполняли тест в восемь потоков.
- WPrime Benchmark v. 2.09 – учитывалось время, необходимое для завершения теста в режиме 32M. Алгоритм выполнялся в четыре/шесть потоков согласно рекомендациям разработчиков теста, хотя современные процессоры Intel могут получить преимущество с использованием Hyper Threading, но для данного сравнения абсолютный результат несущественен.
- 3DMark Vantage 1.0.1 – пресет Performance, учитывался результат CPU Score.
- SiSoft Sandra Professional 2010 – учитывались результаты, полученные в следующих тестах: арифметическая производительность процессора (общая производительность), общая скорость криптографии.
- True Crypt 7.1a – встроенный бенчмарк, учитывался показатель скорости кодировки AES-Twofish-Serpent. Четырехъядерные процессоры выполняли алгоритм в восемь потоков, шестиядерный — в двенадцать.
- Cinebench 11.5 x64 – рендеринг сцены, учитывался общий рейтинг ЦП в баллах. Четырехъядерные процессоры выполняли алгоритм в восемь потоков, шестиядерный — в двенадцать.
- PovRay 3.7 – встроенный бенчмарк, режим All CPU’s, учитывалось время, необходимое для рендеринга сцены.
- WinRar 4.20 beta 2 (x64) – встроенный тест производительности. В настройках программы был активирован режим многопоточности (multithreading).
- x264 HD Benchmark v4.0 – стандартный алгоритм преобразования видеоролика. На графиках представлены минимальное и максимальное значения FPS, полученные в двух проходах теста. Четырехъядерные процессоры выполняли алгоритм в восемь потоков, шестиядерный — в двенадцать потоков.
- Adobe Photoshop CS5 – замерялось время наложения последовательности фильтров на эталонное изображение.
Кроме того было проведено тестирование производительности системы в нескольких играх.
- Hard Reset – встроенный тест;
- F1 2011 – встроенный тест;
- Batman: Arkham City – встроенный тест;
- Сrysis 2 — утилита Adrenaline Crysis 2 Benchmark Tool;
- Metro 2033 – фирменная утилита для тестирования производительности, поставляемая с игрой.
VSync при проведении всех тестов был отключён. Список настроек игры будет в каждом случае приводиться отдельно для удобства восприятия.
Количество ядер — 4, производится по 22 нм техпроцессу, архитектура Ivy Bridge. Благодаря технологии Hyper-Threading, количество потоков 8, что вдвое больше числа физических ядер и увеличивает производительность многопоточных приложений и игр.
Базовая частота ядер Core i7-3770K — 3.5 ГГц. Максимальная частота в режиме Intel Turbo Boost достигает 3.9 ГГц. Обратите внимание, что кулер Intel Core i7-3770K должен охлаждать процессоры с TDP не менее 77 Вт на штатных частотах. При разгоне требования повышаются.
Материнская плата для Intel Core i7-3770K должна быть с сокетом FCLGA1155. Система питания должна выдерживать процессоры с тепловым пакетом не менее 77 Вт.
Благодаря встроенному видеоядру Intel® HD Graphics 4000, компьютер может работать без дискретной видеокарты, поскольку монитор подключается к видеовыходу на материнской плате.
Цена в России
Семейство
Тест Intel Core i7-3770K
Скорость в играх
Производительность Intel Core i7-3770K в играх и подобных приложениях, согласно нашим тестам.
Наибольшее влияние на результат оказывает производительность 4 ядер, если они есть, и производительность на 1 ядро, поскольку большинство игр полноценно используют не более 4 ядер.
Скорость в офисном использовании
Производительность в повседневной работе, например, браузерах и офисных программах.
Наибольшее влияние на результат оказывает производительность 1 ядра, поскольку большинство приложений использует лишь одно, игнорируя остальные.
Скорость в тяжёлых приложениях
Производительность в рендеринге, кодировании видео, работе с виртуальными машинами и базами данных.
Наибольшее влияние на результат оказывает производительность всех ядер и их количество, поскольку большинство профессиональных приложений охотно используют все ядра и соответственно увеличивают скорость работы.
Данные получены из тестов пользователей, которые тестировали свои системы как в разгоне, так и без. Таким образом, вы видите усреднённые значения, соответствующие процессору.
Скорость числовых операций
| Мин. | Среднее | Макс. |
| 86 | 1 ядро 105 | 124 |
| 159 | 2 ядра 203 | 245 |
| Мин. | Среднее | Макс. |
| 275 | 4 ядра 357 | 448 |
| 412 | 8 ядер 524 | 636 |
| Мин. | Среднее | Макс. |
| 427 | Все ядра 530 | 636 |
| 23 апреля 2012 |
Интеловский принцип «тик-так», описывающий идеологию попеременного ввода новых микроархитектур и внедрения более тонких техпроцессов, продолжает действовать. Изначально компания обещала выдавать новые продукты каждый год, и, надо сказать, в целом она придерживается этого плана. В прошлом году нам преподнесли микроархитектуру Sandy Bridge, существенно увеличившую быстродействие современных компьютеров, а теперь Intel запускает проект Ivy Bridge — усовершенствованный процессорный дизайн, предполагающий использование новой производственной технологии с 22-нм нормами и инновационными трёхмерными транзисторами.
Однако ослабление конкуренции на рынке высокопроизводительных процессоров всё же не может не сказываться на темпах прогресса. Маятник интеловской концепции постепенно замедляет свой ход, и если Sandy Bridge были представлены в самом начале 2011 года, то анонса Ivy Bridge нам пришлось ждать до конца апреля. Впрочем, у Intel есть неплохое оправдание: новое поколение процессоров — это не простая косметическая переделка старого ядра с учётом новых технологических норм. Инженеры внесли целый ряд существенных изменений в микроархитектуру, поэтому Ivy Bridge предлагается считать не за один «тик», а за «тик» и ещё «полтака» в придачу.
Можно ли принять такое объяснение возникшей задержки? Всё зависит от того, с каких позиций оценивать современные процессоры вообще. Большинство изменений, произошедших в дизайне Ivy Bridge, касается не вычислительных ядер, а графического ядра. Поэтому для традиционных CPU это — явный «тик». Однако если считать, что предложенная AMD парадигма гетерогенных процессоров оказалась очередным пророчеством (они, в отличие от микроархитектур, AMD явно удаются), то Ivy Bridge может потянуть и на полноценный «так».
Так вот и получается, что новый интеловский продукт — очень многогранная и противоречивая вещь. Приверженцы десктопов, которые видят в Ivy Bridge возможный стимул к модернизации своих систем, новинкой будут, скорее всего, разочарованы. Для них в ней нет ничего особенно привлекательного, так как простой переход на новую технологию производства сам по себе ничего особенного не привносит. Тем более что «утончение» техпроцесса уже давно выливается не в увеличение тактовых частот CPU, а в снижение их тепловыделения.
Зато для пользователей разного рода мобильных или компактных систем Ivy Bridge сулит очень хороший гешефт. Наконец-то о представителях серий Intel Core можно будет думать как о полноценных гибридных процессорах — APU, которые обеспечивают неплохую 3D-производительность, совместимы с DirectX 11 и способны к выполнению GPGPU-вычислений. Недаром именно с выходом Ivy Bridge компания Intel напрямую связывает расцвет ультрабуков — новинки вписываются в этот класс компьютеров практически идеально.
Впрочем, в этом материале мы будем позиционировать себя как энтузиастов старой закалки. Всякие ультракомпактные компьютеры — это детские игрушки, нам подавай традиционные вычислительные системы, внушающие уважение как своим внешним видом, так и уровнем производительности. Может ли Ivy Bridge органично вписаться и в такую экосистему? Попробуем на этот вопрос ответить.
⇡#Микроархитектура Ivy Bridge: краткий обзор
Хотя мы и сказали о том, что микроархитектура Ivy Bridge имеет значительные отличия от своей предшественницы, Sandy Bridge, узреть близкое родство между ними — проще простого. На самом верхнем уровне, в общей структуре новых процессоров не изменилось ровным счётом ничего, все сделанные усовершенствования — в деталях. Подробное описание нововведений можно найти в специальном материале, здесь же мы приведём краткий обзор ключевых моментов.
Начать, пожалуй, следует с того, что появление новых процессоров Ivy Bridge не означает смены платформы. Эти CPU используют тот же самый процессорный разъём LGA1155, что и их предшественники, и полностью совместимы с имеющимся парком материнских плат. К выпуску Ivy Bridge компания Intel приурочила появление семейства наборов логики седьмой серии во главе с Z77, однако применение плат на его основе вместе с новыми процессорами не является необходимостью. Для соединения Ivy Bridge с набором системной логики используется та же самая, что и в случае с Sandy Bridge, шина DMI 2.0 с пропускной способностью 20 Гбит/с. Поэтому новые процессоры превосходно работают в любых материнских платах с разъёмом LGA1155.
Как и Sandy Bridge, процессоры семейства Ivy Bridge состоят из того же самого набора функциональных узлов. Они содержат два или четыре вычислительных ядра, оборудованных индивидуальным L2-кешем объёмом 256 Кбайт; графическое ядро; разделяемую кеш-память третьего уровня объёмом до 8 Мбайт; двухканальный контроллер памяти с поддержкой DDR3 SDRAM; контроллер графической шины PCI Express; а также системный агент, отвечающий за работу технологии Turbo и реализующий вспомогательные интерфейсы. Все составные части Ivy Bridge соединяются посредством кольцевой шины Ring Bus — тут тоже нет ничего нового.
Если же говорить об отличиях Ivy Bridge от её предшественников, то это в первую очередь — новая 22-нм производственная технология, применённая производителем для изготовления полупроводниковых кристаллов. Причём новизна в данном случае заключается не только в «утончённых» нормах, но и в принципиальном изменении внутренней конструкции транзисторов. Intel характеризует новые транзисторы как имеющие трёхмерную конструкцию (Tri-Gate), что на практике выливается в установку на кремниевой подложке высокого покрытого High-K диэлектриком вертикального ребра, врезающегося в затвор.
Такая хитрость позволяет при уменьшении геометрических размеров транзистора добиться ускорения переключений и снижения паразитных токов утечки. А это значит, что в конечном итоге полупроводниковые устройства, изготовленные с использованием нового типа транзисторов, способны работать при более низких напряжениях и выделять меньше тепла. Согласно официальной информации, Ivy Bridge предлагает полуторакратное превосходство над Sandy Bridge с точки зрения соотношения производительности на ватт.
Учитывая, что одной из главных целей выпуска Ivy Bridge является их массированное проникновение в ультра-мобильные компьютеры, такое улучшение экономичности отнюдь не лишнее. К тому же разработчики Intel усилили достигнутый эффект внедрением новых энергосберегающих технологий: более глубоких состояний сна, возможности отключения от линий питания контроллера памяти и поддержки DDR3L SDRAM с пониженным напряжением. Появилось и такое понятие, как конфигурируемый TDP. В результате, в числе различных модификаций Ivy Bridge возникает целый класс ULV-продуктов с 17-Вт тепловым пакетом, снижаемым при необходимости до 14 Вт.
Ввод в строй свежей производственной технологии автоматически означает и уменьшение размеров полупроводниковых кристаллов. Так, кристалл четырёхъядерного Ivy Bridge имеет площадь 160 кв. мм — это на 35% меньше площади Sandy Bridge.
При этом сложность нового процессора значительно выросла, он состоит из 1,4 млрд транзисторов, в то время как количество транзисторов в процессорах-предшественниках аналогичного класса составляло 995 млн штук.
| Процессор | Техпроцесс | Количество ядер | Кеш L3 | Число транзисторов | Площадь ядра |
|---|---|---|---|---|---|
| AMD Bulldozer | 32 нм | 8 | 8 Мбайт | 1,2 млрд | 315 кв. мм |
| AMD Llano | 32 нм | 4 + GPU | Нет | 1,45 млрд | 228 кв. мм |
| Intel Ivy Bridge | 22 нм | 4 + GPU | 8 Мбайт | 1,4 млрд | 160 кв. мм |
| Intel Sandy Bridge E (6C) | 32 нм | 6 | 15 Мбайт | 2,27 млрд | 435 кв. мм |
| Intel Sandy Bridge E (4C) | 32 нм | 4 | 10 Мбайт | 1,27 млрд | 294 кв. мм |
| Intel Sandy Bridge | 32 нм | 4 + GPU | 8 Мбайт | 995 млн | 216 кв. мм |
Наиболее привычный путь задействования дополнительного транзисторного бюджета — это наращивание объёмов кеш-памяти. Однако в Ivy Bridge ничего такого нет, эти процессоры располагают точно такими же по ёмкости и схеме работы L1-, L2- и L3-кешами, что и Sandy Bridge. Дополнительные же транзисторы в большинстве своём ушли во встроенное графическое ядро — оно в Ivy Bridge отличается от графики предыдущего поколения, Intel HD Graphics 3000/2000, чуть менее чем полностью.
Новое видеоядро, получившее название HD Graphics 4000, наконец-то можно именовать современным во всех смыслах этого слова. Главное достижение разработчиков в том, что с новой версией графики они смогли добиться соответствия требованиям DirectX 11 вместе с DirectCompute и Shader Model 5.0, а также открыли возможность GPGPU-вычислений через интерфейс OpenCL 1.1. В дополнение к этому у HD Graphics 4000 появилась поддержка трёх независимых мониторов, а уровень производительности существенно увеличился благодаря добавлению дополнительных исполнительных устройств: теперь их 16 вместо 12. Поэтому Intel считает, что число систем, использующих процессоры компании без внешней видеокарты, существенно увеличится, однако произойдёт это, главным образом, в мобильном рыночном сегменте.
Но для пользователей настольных систем графическое ядро не слишком интересно. Гораздо сильнее они ожидают улучшений микроархитектуры вычислительной части, способных сказаться на производительности. А тут-то новым процессорам поколения Ivy Bridge похвастать особенно нечем. Возможный прирост в быстродействии при работе Ivy Bridge и Sandy Bridge на одинаковой тактовой частоте, даже по самым оптимистичным официальным данным, не превосходит и 5 %. Дело в том, что вычислительные ядра в новых процессорах не перерабатывались, а место имеют лишь незначительные улучшения косметического характера. Так, в Ivy Bridge ускорена работа команд целочисленного и вещественного деления, с учётом использования регистрового файла оптимизировано исполнение инструкций пересылки данных между регистрами, кроме того, реализовано динамическое, а не статическое распределение ресурсов внутренних буферов между потоками при использовании технологии Hyper-Threading.
Чтобы оценить практический эффект этих изменений, мы воспользовались синтетическими бенчмарками из пакета SiSoft Sandra, которые реализуют простые алгоритмы, позволяющие оценить производительность процессоров при выполнении разнообразных операций. В рамках данного предварительного теста мы сравнили между собой скорость работы четырёхъядерных Sandy Bridge и Ivy Bridge, функционирующих на одинаковой частоте 4,0 ГГц без использования технологии Hyper-Threading.
| Sandy Bridge 4С/4T 4,0 ГГц | Ivy Bridge 4С/4T 4,0 ГГц | Преимущество новой микроархитектуры | |
|---|---|---|---|
| Processor Arithmetic | |||
| Dhrystone SSE4.2 | 100,82 | 100,86 | 0,0% |
| Whetstone SSE3 | 58,2 | 59,92 | +3,0% |
| Processor Multi-Media | |||
| Integer x16 AVX | 195,13 | 195,82 | +0,4% |
| Float x16 AVX | 235,87 | 239,11 | +1,4% |
| Double x8 AVX | 135,07 | 136,07 | +0,7% |
| Float/Double x8 AVX | 178,49 | 180,38 | +1,1% |
| Cryptography | |||
| AES-256-ECB AES | 08,4 | 08,7 | +0,4% |
| SHA2-256 AVX | 01,1 | 1,24 | +12,7% |
Результаты и впрямь не слишком обнадёживающие. Улучшения микроархитектуры вычислительных ядер в Ivy Bridge выливаются в практически неуловимый прирост производительности.
Поэтому гораздо более интересными для пользователей настольных систем нам представляются те изменения, которые коснулись работы смежных внутрипроцессорных интерфейсов — памяти и шины PCI Express. Так, встроенный в Ivy Bridge контроллер PCI Express получил поддержку третьей версии этой спецификации, что автоматически (при условии применения совместимых оконечных устройств) означает увеличение пропускной способности шины по сравнению с PCI Express 2.0 почти вдвое — до 8 гигатранзакций в секунду.
При этом поддерживаемые Ivy Bridge шестнадцать линий PCI Express могут дробиться на две или на три части — по схеме 8x + 8x или 8x + 4x + 4x. Последний вариант может быть интересен для систем с тремя видеокартами, тем более что PCI Express 3.0 вполне способна обеспечить приемлемую для видеокарт пропускную способность даже в случае использования только четырёх линий.
Что же касается контроллера памяти Ivy Bridge, то его базовые характеристики по сравнению с тем, что мы видели в Sandy Bridge, не изменились. Он точно также может работать с двухканальной DDR3 SDRAM. Но в то же время интеловские инженеры сделали определенные шаги в сторону производителей оверклокерской памяти и добавили в процессор возможность более гибкой настройки частотного режима. Во-первых, максимальной поддерживаемой частотой теперь является DDR3-2800 SDRAM. Во-вторых, для изменения частоты работы памяти теперь можно использовать два режима тактования — с шагом 200 или 266 МГц.
Практическая скорость работы контроллера памяти при этом тоже немного изменилась. Это подтверждают в том числе и бенчмарки. Например, ниже мы приводим показатели AIDA64 Cache & Memory Benchmark, снятые в системе с процессорами Sandy Bridge и Ivy Bridge, работающими на частоте 4,0 ГГц.
Sandy Bridge 4,0 ГГц, DDR3-1867 (9-11-9-30-1T)
Ivy Bridge 4,0 ГГц, DDR3-1867 (9-11-9-30-1T)
Процессор поколения Ivy Bridge обеспечивает немного меньшую практическую латентность подсистемы памяти, но это преимущество минимально. При этом тест выявляет и другую интересную деталь: L3-кеш у новых процессоров якобы стал заметно быстрее. Однако вынуждены разочаровать — в данном случае различие в показателях AIDA64 Cache & Memory Benchmark вызвано не улучшением скоростных характеристик L3-кеша, а изменениями в темпе исполнения инструкций, фигурирующих в алгоритме теста. На самом же деле латентность L3-кеша Ivy Bridge составляет 24 цикла — и это на один цикл больше латентности кеша третьего уровня процессоров Sandy Bridge. Иными словами, кеш в новых процессорах стал работать даже чуть медленнее, чем раньше, но в практических задачах это незаметно.
⇡#Процессоры Ivy Bridge для десктопов, первый заход
Проблемы производственного характера, возникающие почти каждый раз, когда дело касается внедрения каких-либо принципиальных нововведений, пока не позволили Intel завалить рынок разномастными модификациями Ivy Bridge. Поэтому внедрение нового дизайна происходит поэтапно: сегодня анонсируются лишь четырёхъядерные модификации новых процессоров, относящиеся к семействам Core i7 и Core i5.
Моделей для настольных систем из них всего пять, следующая таблица раскрывает их спецификации.
Честно говоря, знакомство с приведёнными характеристиками особого оптимизма по поводу новых процессоров не добавляет. По сравнению с Sandy Bridge мы не видим прогресса ни в числе ядер, ни в тактовых частотах, ни в размерах кеш-памяти. А так как новая микроархитектура практически не увеличивает число обрабатываемых за такт инструкций, становится понятно: по традиционно-процессорным понятиям модельный ряд Ivy Bridge — это ординарное эволюционное обновление Sandy Bridge. Положительных моментов лишь два: привлекательное для отдельных категорий пользователей графическое ядро и снизившееся тепловыделение.
Кстати, с характеристикой TDP связан весьма забавный казус. Хотя в официальной документации типичное тепловыделение новых процессоров указывается как 77 Вт, на коробках с реальными продуктами Intel пишет «95 Вт». Такая нестыковка уже породила массу нелепых суждений, но на самом деле объяснение очень простое. Реально наблюдаемое тепловыделение не выходит за 77-ваттную границу, однако такая величина TDP в употреблении ранее не была, поэтому Intel решила не осложнять жизнь пользователям, производителям компонентов и сборщикам систем и будет указывать на коробках хорошо знакомое всем число. Кроме того, как нам удалось выяснить у представителей компании, в перспективе возможен выпуск более скоростных моделей Ivy Bridge, которые приведут реальное и формальное TDP к единому знаменателю.
Принципиальных изменений нет и в общей структуре предложений. Старшие LGA1155-процессоры новой формации нацеливаются на продвинутых пользователей и имеют литеру «K» в своём индексе. Такие предложения имеют свободный множитель и открыты для оверклокерских экспериментов. Прочие же модели Core i7 и Core i5, как и раньше, не дают повышать коэффициент умножения более чем на четыре единицы.
Отсутствие ярких революционных изменений в вычислительной производительности новых процессоров не удержало Intel от присвоения им номеров из трёхтысячной серии. Таким образом, в структуре интеловских предложений Ivy Bridge для LGA1155-систем становятся под процессоры Sandy Bridge-E для LGA 2011 и вытесняют собой двухтысячные Sandy Bridge. На это указывают и цены. Новинки не дороже Core годичной давности, так что привычное течение процессорной жизни, когда поколения интеловских CPU последовательно сменяют друг друга, не нарушатся и на этот раз.
Для проведения тестирования компания Intel предоставила нам образцы старших процессоров в обновлённых линейках Core третьего поколения: Core i7-3770K и Core i5-3570K.
Обратите внимание, 22-нм производственная технология хорошо проглядывается сквозь практические аспекты эксплуатации новинок. Их рабочее напряжение понизилось относительно Sandy Bridge примерно на 15-20 процентов и находится теперь в районе 1,0 В. Это — одна из основных причин более низкого тепловыделения.
Благодаря работе технологий энергосбережения Enhanced Intel SpeedStep и C1E в состоянии простоя напряжение Ivy Bridge падает до примерно 0,9 В, а частота снижается до 1,6 ГГц.
