admin / 22.12.2018

Intel core i7 6 ядер

Шестиядерные процессоры Intel Core i5 и Core i7 (Coffee Lake) для «новой» LGA1151

Долгожданные модели для массовой платформы, но уже другой

Еще каких-то 15 лет назад вопрос количества ядер в центральных процессорах типовых персональных компьютеров просто не стоял — разумеется, ядро было одно. Правда, самих процессоров могло быть два, хотя в те (и более ранние) годы это нельзя было назвать дешевым удовольствием, а для большинства пользователей — еще и хоть сколько-нибудь полезным. По сути, наблюдалась стандартная проблема курицы и яйца: программисты не учитывали возможность наличия второго процессора, поскольку пользователи покупали двухпроцессорные компьютеры редко, а покупали их редко именно потому, что программ, способных реализовать потенциал нескольких вычислительных устройств, практически не было. В определенных сферах SMP-конфигурации были вполне к месту, однако они оставались нишевыми решениями — собственно, наиболее массовые на тот момент операционные системы линейки Windows 9x подобные «извращения» не поддерживали в принципе.

Положение дел начало меняться в 2005 году, когда и AMD, и Intel начали поставлять двухъядерные процессоры, но изменения происходили не слишком быстро, потому что массового ПО, способного в полной мере воспользоваться новыми возможностями, было все еще слишком мало. Конечно, существовало специализированное ПО, причем встречались программы, умеющие утилизировать и большее количество ядер, но только в определенных нишах. Впрочем, переход от одного ядра к двум был даже не количественным, а качественным и при использовании преимущественно однопоточного ПО: «лишнее» ядро оставалось свободным для обеспечения нормального функционирования ОС, так что «заморозить» компьютер даже «кривыми» программами стало сложнее, что многим нравилось. Красоту концепции портило то, что первые двухъядерные модели процессоров представляли собой «склейки» из пары одноядерных, так что при прочих равных стоили дороже либо при сопоставимых ценах были не совсем равными по техническим характеристикам (тактовой частоте, например). Это приводило к более низкой производительности в массовом ПО и, соответственно, невысокой популярности двухъядерных процессоров в целом. В общем, получался такой своеобразный замкнутый круг.

«Разомкнуть» его удалось во второй половине 2006 года — когда Intel представила процессоры семейства Core 2 Duo. Во-первых, они изначально имели двухъядерный дизайн, так что выпуск на его основе одноядерных моделей был сильно ограниченным и затрагивал только самый нижний сегмент (проще говоря, Celeron). Во-вторых, они сами по себе оказались очень удачными — и в настольном, и в мобильном исполнении. Заодно это привело к ценовой войне между AMD и Intel, в результате которой цены процессоров и упали до привычного нам сегодня уровня. В общем, два ядра стали «нормой жизни», что начали учитывать и программисты — пусть и с небольшой задержкой. А вот четыре ядра долгое время массовыми стать не могли, хотя Core 2 Quad компания представила в том же году: они вертелись в том же замкнутом круге «нет софта — не берут, а раз не берут — нет софта». Лишь у немногих пользователей такой софт был, и они эти четырехъядерные процессоры встретили тепло, задумываясь и о большем количестве ядер. Иногда они даже покупали по старой памяти двухпроцессорные системы 🙂

Но чтобы такие продукты смогли стать массовыми, нужно было подготовить рынок, чем в Intel и занимались. В частности, первые процессоры Core в конце 2008 года добавили к четырем ядрам еще и поддержку Hyper-Threading, что позволяло им выполнять восемь потоков кода. В 2010 году появились первые шестиядерные процессоры, быстро подешевевшие с уровня $1000 (что не так уж много — цена экстремальных Core 2 Quad достигала и полутора тысяч) до примерно $600. Но особенно вся эта подготовка стала заметна в 2011 году — с выходом Sandy Bridge для LGA1155. Тогда компания четко ограничила ценовую нишу двухъядерников рамками в $150, т. е. в дорогие компьютеры они уже точно не попадали. Да и вообще массовая платформа оказалась «зажата» планкой в районе $300 — по этим ценам продавались четырехъядерные Core i7 с HT. В топовых же системах можно было встретить, скорее, шестиядерные процессоры, которые чуть позднее (после выхода в свет LGA2011-3) опустились в цене почти до $400, т. е. разница стала минимальной. Ну а в самых мощных системах начали прописываться восьмиядерные процессоры — с рекомендованной ценой в «штуку баксов», но ведь незадолго до этого по таким (и даже более высоким) ценам продавались модели всего с четырьмя ядрами.

В общем, все эти меры постепенно привели к тому, что потенциальная база для ПО, способного использовать восемь и более потоков вычисления, стала большой. Внесли свою лепту и старания AMD — компания пыталась в конкурентной борьбе «блеснуть ядрами» не раз и не два (не слишком успешно, но во многом как раз из-за указанных в начале проблем). Кроме того, в игровых консолях прочно «прописались» восьмиядерные процессоры, пусть и со слабенькими ядрами — и в результате разработчики игровых движков просто вынуждены были распараллеливать код в максимальной степени: «выехать» на одном-двух быстрых потоках было невозможно вследствие полного отсутствия таковых. В итоге от Intel начали ожидать следующего логичного шага — внедрения в массовый сегмент хотя бы шестиядерных процессоров. Причем ожидалось это событие вместе с появлением Skylake и платформы LGA1151, т. е. пару лет назад, но его не произошло…

Собственно, уже в начале 2015 года компания дала понять, что на новой платформе распределение ролей и цен будет точно таким же, как на предыдущей LGA1150 и даже на LGA1155. Разумеется, это вызвало разочарование многих пользователей настольных компьютеров, которые за предыдущие годы успели обзавестись четырехъядерным процессором и начали задумываться о большем. Но «большее» было доступно только на более дорогой платформе, куда некоторые вынужденно и мигрировали. Остальные выхода из тупика не видели. Более того, не прослеживался он и позднее, когда через несколько месяцев после появления Skylake на рынке стало известно, что следующее поколение Core (Kaby Lake) будет отличаться от Skylake незначительно: явных изменений не стоит ждать ни по ТТХ, ни по техпроцессу. На конец же 2017 года планировались поставки 10-нанометровых Cannonlake с неизвестными характеристиками.

Прошло несколько месяцев, и планы снова изменились: оказалось, что будет еще один вариант процессоров, причем по-прежнему использующий техпроцесс 14 нм — в очередной раз улучшенный, но все-таки довольно старый, поскольку первые Broadwell на его основе были выпущены еще три года назад (естественно, это были мобильные процессоры — менее массовые рынки, включая настольный, обычно получают новые модели с некоторой задержкой). И главное — старшие модели Coffee Lake должны были получить как раз искомые шесть ядер и привычное уже к тому моменту исполнение LGA1151 — то, чего ждали от Skylake позапрошлой осенью. При этом цены должны были остаться неизменными, т. е. все семейства впервые с 2011 года должны были «съехать вниз» на одну ступеньку. Во всяком случае, по первым предположениям Core i5 должны были получить Hyper-Threading, а Core i3 — четыре ядра (конфигурация «2+HT» осталась только для Pentium, т. е. «ушла» в сегмент ниже $100, причем это она уже сделала, начиная с ноутбучных Broadwell и настольных Kaby Lake). Потом выяснилось, что все-таки и Core i5 будут шестиядерными. Вот тут уже, возможно, сказалась имеющаяся у Intel информация об AMD Ryzen: и об уровне быстродействия, и о количестве ядер. Причем, напомним (а кому-то и расскажем впервые), AMD Ryzen — это не только максимальные восемь ядер, но и модели для массового (в т. ч. мобильного) рынка с четырьмя ядрами в паре с видеоядром. Правда вовремя эти процессоры так и не вышли (они ожидались еще летом этого года), но это уже мелкие технические детали. Фактически же Coffee Lake ориентирован на те же ниши и имеет аналогичную конфигурацию (т. е. с интегрированным GPU), так что наделить все модели шестью ядрами — очень удобно для конкуренции. Тем более что четыре ядра с поддержкой Hyper-Threading Intel удалось «запихать» в теплопакет 15 Вт — таковы Kaby Lake-R, также относящиеся к восьмому поколению и использующие аналогичные оптимизации, причем не только Core i7, но и Core i5. Понятно, что видеоядро у AMD получится (скорее всего) более производительным, но процессорная составляющая интересует многих пользователей не меньше, а то и больше. В конце концов, для тех, кого интересует именно графика, есть дискретные видеокарты — IGP от них все равно всегда будет отставать. Так что с этой стороны все логично.

А вот с «привычным исполнением LGA1151» все оказалось совсем не так гладко. По понятным причинам новые процессоры потребовали новых чипсетов — к такой ситуации все, в общем-то, давно привыкли. Но вот то, что новые чипсеты окажутся несовместимы со старыми процессорами — от подобного все со времен LGA775 уже отвыкли. И даже тогда нередко «официальная несовместимость» на практике превращалась в «неофициальную совместимость». Получится ли так в этот раз? Пока сложно отвергать такую возможность, но на текущий момент старые процессоры физически устанавливаются в новые платы, но работать не могут. При этом совсем новых чипсетов 300-й серии пока тоже нет, есть лишь Z370, который полностью аналогичен прежнему Z270 — это топовый «калиф на час», поскольку в следующем году его должен заменить Z390 с поддержкой USB 3.1 Gen2 и прочими улучшениями. Чуть ранее должны выйти и другие модели чипсетов нового семейства, в том числе и недорогие В360 или Н310, которых некоторое время будет очень не хватать для младших Core i3-8100: идея установки недорогого неразгоняемого процессора на плату с дорогим оверклокерским чипсетом выглядит странновато. Впрочем, новые Core i3 не попадают в первую волну отгрузок, но и Core i5-8400 это тоже в какой-то степени касается. В общем, первое время на рынке возможны перекосы, так что пара из старого «дорогого» процессора и старой дешевой платы может обойтись покупателю дешевле, чем новый «дешевый» процессор, для которого не выпустили пока еще соответствующих системных плат. Это в обязательном порядке придется учитывать тем, кто собрался покупать новые решения Intel, как только те станут доступны. Ну а как они работают, мы сейчас проверим.

Конфигурация тестовых стендов

Процессор Intel Core i5-8600K Intel Core i7-8700K
Название ядра Coffee Lake Coffee Lake
Технология пр-ва 14 нм 14 нм
Частота ядра, ГГц 3,6/4,3 3,7/4,7
Кол-во ядер/потоков 6/6 6/12
Кэш L1 (сумм.), I/D, КБ 192/192 192/192
Кэш L2, КБ 6×256 6×256
Кэш L3, МиБ 9 12
Оперативная память 2×DDR4-2666 2×DDR4-2666
TDP, Вт 95 95

Пока нам досталась, можно сказать, лучшая пара — Core i5-8600K и i7-8700K, имеющая разблокированные множители, так что им чипсет Z370 может пригодиться. В принципе, отличаются друг от друга эти процессоры так же, как и раньше: i5 имеют чуть более низкие официальные частоты и лишены поддержки Hyper-Threading. На этом — все. Физических ядер у обеих моделей шесть, плюс двухканальный контроллер памяти с поддержкой DDR4-2667 и старое видеоядро, которое хоть и называется теперь UHD Graphics 630, но аналогично HD Graphics 630 в Kaby Lake (да и от HD Graphics 530 времен Skylake оно не слишком отличается). Впрочем, видеоядро мы сегодня трогать не будем — все тесты выполнены с дискретной видеокартой на базе GTX 1070.

Процессор Intel Core i5-7600K Intel Core i7-7700K
Название ядра Kaby Lake Kaby Lake
Технология пр-ва 14 нм 14 нм
Частота ядра, ГГц 3,8/4,2 4,2/4,5
Кол-во ядер/потоков 4/4 4/8
Кэш L1 (сумм.), I/D, КБ 128/128 128/128
Кэш L2, КБ 4×256 4×256
Кэш L3, МиБ 6 8
Оперативная память 2×DDR4-2400 2×DDR4-2400
TDP, Вт 91 91
Цена T-1716356460 T-1716356308

В обязательном порядке нам нужно сравнить новые процессоры с их непосредственными предшественниками седьмого поколения: Core i5-7600K и i7-7700K. Несложно заметить, что это почти то же самое — только ядер четыре, а не шесть. Привычная (и даже надоевшая) за шесть лет конфигурация.

Процессор Intel Core i7-6800K Intel Core i7-7800X
Название ядра Broadwell-E Skylake-X
Технология пр-ва 14 нм 14 нм
Частота ядра, ГГц 3,4/3,6 3,5/4,0
Кол-во ядер/потоков 6/12 6/12
Кэш L1 (сумм.), I/D, КБ 192/192 192/192
Кэш L2, КБ 6×256 6×1024
Кэш L3, МиБ 15 8,25
Оперативная память 4×DDR4-2400 4×DDR4-2666
TDP, Вт 140 140
Цена T-13974485 T-1729322998

Еще четыре процессора мы взяли из недавнего тестирования HEDT-платформ: Core i7-6800K недавно был самым дешевым шестиядерным процессором Intel, а сейчас его сменяет i7-7800X (прямое сравнение оного с i7-8700K, как нам кажется, вообще очень интересно). Благодаря специфике платформы, эти испытуемые сегодня будут работать с удвоенным относительно прочих участников тестирования объемом памяти, что, впрочем, не так уж важно на практике (но упомянуть про это нужно).

Процессор AMD Ryzen 5 1600Х AMD Ryzen 7 1800Х
Название ядра Ryzen Ryzen
Технология пр-ва 14 нм 14 нм
Частота ядра, ГГц 3,6/4,0 3,6/4,0
Кол-во ядер/потоков 6/12 8/16
Кэш L1 (сумм.), I/D, КБ 384/192 512/256
Кэш L2, КБ 6×512 8×512
Кэш L3, МиБ 16 16
Оперативная память 2×DDR4-2667 2×DDR4-2667
TDP, Вт 95 95
Цена T-1723154074 T-1720383938

И пара моделей AMD. Ryzen 5 1600X при использовании дискретной видеокарты был непосредственным конкурентом Core i5-7600K, а теперь должен сражаться с i5-8600K. Ryzen 7 1800X, строго говоря, непосредственно ни с кем не пересекается. Но младший Ryzen 7 1700 к нам в руки, к сожалению, так и не попал, так что достаточно оценить концы диапазона — и он, и 1700Х по производительности должны быть как раз где-то между 1600Х и 1800Х. 1700Х, кстати, как мы знаем, по производительности вообще практически не отличается от 1800Х, но потребляет больше энергии — так что неспроста стоит дешевле. В общем, можно считать, что мы дали небольшую фору AMD, взяв Ryzen 7 1800X, а также тестируя оба процессора с немного разогнанной памятью — DDR4-2933 вместо штатных 2667 МГц.

Методика тестирования

Методика подробно описана в отдельной статье. Здесь же вкратце напомним, что базируется она на следующих четырех китах:

  • Методика измерения производительности iXBT.com на основе реальных приложений образца 2017 года
  • Методика измерения энергопотребления при тестировании процессоров
  • Методика мониторинга мощности, температуры и загрузки процессора в процессе тестирования
  • Методика измерения производительности в играх образца 2017 года

Подробные результаты всех тестов доступны в виде полной таблицы с результатами (в формате Microsoft Excel 97—2003). Непосредственно же в статьях мы используем уже обработанные данные. В особенности это относится к тестам приложений, где все нормируется относительно референсной системы (AMD FX-8350 с 16 ГБ памяти, видеокартой GeForce GTX 1070 и SSD Corsair Force LE 960 ГБ) и группируется по сферам применения компьютера.

iXBT Application Benchmark 2017

Восемь ядер — это, конечно, восемь, но новые шестиядерники Intel не слишком-то и отстают от Ryzen 7 1800X, а стоят дешевле. Особенно хорош, естественно, i7-8700K, который работает даже немного быстрее, чем 7800Х. В принципе, и i5-8600K нас не разочаровал: он с легкостью обошел Core i7-7700K. Правда, от Ryzen 5 1600X он все-таки отстает, но это уже не тот разгром, который наблюдался в случае i5-7600K. Кстати, стоит обратить внимание на то, что преимущество над предшественником более чем полуторакратное, т. е. речь идет не только о дополнительной паре ядер. Да и Core i7 тоже «отмасштабировался» практически линейно.

Расклад почти повторяется, только здесь уже Core i7-8700K не отстал и от 1800Х. Отличный результат в верхнем сегменте! И похуже — в среднем: Ryzen 5 1600X продолжает оставаться привлекательным при использовании дискретной видеокарты. С другой стороны, можно рассчитывать на то, что после появления недорогих плат какой-нибудь Core i5-8400 отлично подойдет тому, кому быстрая графика не нужна — ему-то, по сути, вообще не с кем будет конкурировать в таком раскладе 🙂

Как мы уже знаем, в этой группе увеличение количества ядер с шести до восьми дает не очень большой эффект, да и польза от SMT (естественно) в таких условиях минимальна. Поэтому сегодняшнюю пару новичков можно просто считать победителями.

Photoshop продолжает чудить: программе явно не нравится не только отсутствие Hyper-Threading, поскольку производительность Core i5-8600K здесь лишь на уровне i5-7400, даже не 7600К. Остальные две программы в группе «подтягивают» новичка повыше, но все равно мы получаем прекрасную иллюстрацию того, как программные проблемы могут испортить все, что угодно. А вот у Core i7-8700K таких проблем нет, так что в общем зачете он уступил только i7-7800X.

И опять потоки решают всё, так что Core i5-8600K не удалось догнать Core i7-7700K. C другой стороны, он дешевле — ему можно 🙂 А вот отставать от Ryzen 5 1600X, да еще и так заметно, конечно, не стоило, но законы физики нарушать сложно. Качество не всегда перевешивает количество, и Core i7-8700K выглядит лишь как самый быстрый шестиядерный процессор (которым он и является). Не более того. Но и не менее.

Есть ощущение, что разок «сыграл» четырехканальный контроллер памяти — во всяком случае, чем-либо иным такой успех i7-6800K объяснить сложно. Но i7-8700K отстает от него незначительно, а вот сам опережает Ryzen 7 1800X, замыкающий тройку лидеров, довольно заметно. У этой программы, возможно, есть резерв для улучшения работы с новыми процессорами, что позволит i7-7800Х и Ryzen демонстрировать более высокий результат. Впрочем, и так положение дел с архивированием благоприятно для новичков, хотя своих непосредственных предшественников они не слишком обгоняют.

Вот в этой группе как раз главное — заметный прирост производительности по сравнению с предшественниками, причем по тем же ценам. Очень хороший уровень, хотя и не рекордный, но ведь и шесть ядер по меркам сегодняшнего дня не максимум. А вот при такой близости к массовому ценовому сегменту результат именно что рекордный.

В общем и целом, очень серьезная заявка, особенно в случае новых Core i7, которые могут прекрасно конкурировать и с Ryzen 7, и с «однофамильцами» для HEDT-платформы. Core i5 радует немного меньше, но он уже выходит на уровень недавних Core i7 и заметно обгоняет предшественника. В то же время, от Ryzen 5 1600X новому Core i5 отставать не положено. И проблема не только в Photoshop — во многих других программах ситуация аналогичная. Впрочем, наличие встроенного видеоядра позволяет собирать на новых Core i5 небольшие и энергоэкономичные (и недорогие) компьютеры, а у Ryzen с этим сложнее. Но если дискретную видеокарту все равно использовать нужно, то в этом сегменте превосходство остается у AMD, причем не обязательно покупать 1600Х — можно немного разогнать совсем недорогой 1600. А вот «сверху» положение дел радикально исправлено в пользу Intel.

Энергопотребление и энергоэффективность

Впрочем, производительность и цена — не единственные характеристики процессора, а в плане энергопотребления Core i5-8600K как раз смотрится отлично: он практически идентичен предшественнику. Энергопотребление же Core i7-8700K несколько выше, чем хотелось бы.

Особенно это заметно, если оценить только потребление энергии процессором, без учета платформы: все-таки сотня ватт для массовых решений — это многовато. Может быть, в Intel старались «выжать» из топовой модели максимум производительности (ведь не секрет, что подобные процессорные гонки флагманов внимательно изучают и те, кто все равно купит только Celeron), а может, нам попался не слишком удачный экземпляр. Но в целом — нам хотелось бы большего… Точнее, меньшего: результат нового флагмана — лишь на уровне Ryzen 5 1600X, который неплох для AMD, но не для Intel. Впрочем, хотя бы с i7-7800Х новинку сравнивать не приходится — и то хорошо.

А вот от Core i5-8600K мы хотели бы более высокой производительности, поскольку сейчас энергоэффективность новой пары процессоров примерно равна. И все же у Core i5 она чуть лучше, что тоже косвенно намекает на определенные проблемы у этой модели Core i7 (или у нашего экземпляра) — ранее использование SMT ее улучшало, а не наоборот. Впрочем, это придирки — все равно оба этих процессора абсолютные лидеры из протестированных на данный момент. И конкурентов… не наблюдается 🙂

iXBT Game Benchmark 2017

Сегодня мы в очередной раз приведем сначала все диаграммы, а затем уже — общий комментарий для них.

Как видим, результаты всех испытуемых попадают в очень небольшой диапазон — что и предполагалось. Имеется пара игр, где наблюдается отставание Core i5-7600K от соперников (в одной — очень заметное), но он здесь единственный «всего лишь» четырехъядерный процессор, и этого даже при высокой частоте ядер уже иногда может не хватать. Впрочем, чаще всего разница если и есть, то небольшая. Понятно, что при использовании более мощной видеокарты такие ситуации могут встречаться чаще, но более мощных видеокарт не так уж много, и на фоне их цен экономия на процессоре выглядит странно — если это, конечно, не верный разогнанный Core i5-2500К, который много лет с любыми играми и при любой видеокарте справлялся вообще без вопросов 🙂 И лишь сегодня его, может быть, захочется поменять и геймеру — благо уже есть на что.

Итого

Подытоживая наше тестирование, можем сказать: новые процессоры получились удачными, применяться они могут везде, где работали их предшественники, цена практически не изменилась. Из объективных недостатков — энергопотребление Core i7-8700K могло бы быть и пониже. Но понятно, что это легко «лечится» снижением частот, так что на базе этого кристалла можно хоть завтра выпускать ноутбучные процессоры, применимые не только в громоздких «игровых» моделях. А это тоже плюс, и для Intel, пожалуй, даже более весомый, чем хорошие результаты настольных модификаций. По сути, с рынком настольных процессоров ничего принципиально нового не случилось, ведь шестиядерные модели здесь были, и давно. Теперь они еще немного подешевели — только и всего. Вот ноутбук (полноценный, а не непонятные DTR-модификации на базе настольных или серверных процессоров) на шестиядернике — уже новый товар, способный несколько изменить рынок.

Из недостатков Coffee Lake — появление двух несовместимых платформ LGA1151. И если в одну сторону совместимости не очень жалко (разве что владельцев двухлетних плат, которым цинично обрубили возможность недорогой модернизации), то вот в другую… Фактически получается, что для новой платформы на данный момент нет не только недорогих плат, но и дешевых процессоров. А перевод тех же Pentium на новое исполнение, скорее всего, сильно «ударит» по отгрузкам старого. В общем, это проблема, по поводу которой крупные производители, как нам кажется, уже наверняка высказали Intel свое недовольство. Других проблем на данный момент не обнаружено. Это те процессоры, которых многие давно ждали — и вот, наконец, дождались 🙂 Нам лишь кажется, что выйди эти процессоры вместо Kaby Lake — довольных бы оказалось больше, даже при тех же проблемах совместимости (вернее, ее отсутствия) между двумя версиями платформы.

Процессор Intel Core i7-920: обзор

Одним из приоритетов компании Intel на рынке настольных ЦП является ежегодное обновление продуктовой серии. Это возможно осуществить двумя путями: сменой архитектуры и переходом на обновлённый технологический процесс. Любой из этих методов достаточно затратный, и каждый год в компании принимают решение в пользу одного из них. Например, когда-то был осуществлён переход на 45-нм техпроцесс и представлены новые решения на ядрах Wolfdale и Yorkfield, а также была представлена последняя разработка – Nehalem.

С первого взгляда кажется, что перед нами обычная революционная платформа, способная поднять производительность на более высокий уровень. Вначале рассмотрим устройства на ядре Bloomfield, которые имеют встроенный контроллер памяти. Подобное решение было впервые применено в компании AMD, что привело к внушительному росту производительности. Подобного эффекта можно ожидать и от его конкурента. Но встроенный контроллер памяти – это не единственное нововведение. Архитектура CPU теперь имеет новую модульную структуру, характеризующейся новой шиной, вычислительным ядром, встроенным контроллером DDR3 и т.д.

Рассмотрим каждый из пунктов по отдельности. Во-первых, новое ядро основано на хорошо себя зарекомендовавшей архитектуре Core. И вправду, в этих процессорах отлично сочетаются производительность, тепловыделение и цена. Но имеется также и ряд проблем, которых не заметит обычный пользователь. Например, сложность масштабирования, которая вызывает проблемы увеличения количества ядер в ЦП.

Во-вторых, изменение архитектуры коснулось кэш памяти и структуры. Изменения кэша первого уровня не произошли, а вот в L2 наблюдаются существенные перемены. Теперь для каждого ядра собственный кэш имеет 256 КБ. Более того, архитектура Nehalem имеет разделяемую память L3 с объёмом 8 МБ (у ядра Bloomfield).

В-третьих, изменилась модульная структура, благодаря которой инженеры теперь могут включать какие-либо блоки. Например, может быть интегрирован контроллер памяти или графическое ядро.

Используя архитектуру Netburst, инженеры работали над оптимизацией исполнения команд в длинных конвейерах, что является особенностью данной архитектуры. Технически эта проблема была решена при помощи технологии HyperThreating, которая позволила в одно и то же время исполнять два потока команд за счёт одного ядра. Таким образом, пользователь мог видеть большую производительность. Но с другой стороны, в некоторых неоптимизированных программах возникала ситуация, когда система с HyperThreating работала более медленно. В архитектуре Nehalem подобные недостатки исправлены. Теперь ядра делятся на реальные и виртуальные, благодаря чему можно более эффективно использовать ресурсы системы.

Рассмотрим ассортимент устройств на ядре Bloomfield.

i7 965 Extreme Edition
Количество ядер 4
Частота 3.2 Ghz
Шина (QPI) 6.4 GT/s
Множитель 24
Поддержка памяти DDR3-800/1600
Поддержка SMT есть
i7 940
Количество ядер 4
Частота 2.93 Ghz
Шина (QPI) 4.8 GT/s
Множитель 22
Поддержка памяти DDR3-800/1066
Поддержка SMT есть
i7 920
Количество ядер 4
Частота 2.66 Ghz
Шина (QPI) 4.8 GT/s
Множитель 20
Поддержка памяти DDR3-800/1066
Поддержка SMT есть

Тепловой пакет (TDP) у всех моделей равен 130 Ватт.

Мы будем тестировать младшую модель — Core i7 920.

Обзор процессора Intel Core i7-920 на ядре Bloomfield

Политика компании Intel в отношении настольных процессоров заключается в ежегодном обновлении продуктовой линейки. Это осуществляется двумя способами — переходом на новый технологический процесс и сменой архитектуры. И то, и другое — весьма затратные операции, и поэтому каждый год Intel выбирает что-то одно. В частности, в прошлом году компания перешла на 45-нм техпроцесс и представила новые продукты на ядрах Yorkfield и Wolfdale. В 2008 году подошла очередь смены архитектуры и Intel представила свою последнюю разработку — Nehalem.

На первый взгляд, перед нами очередная революционная платформа, которая может поднять планку производительности на еще большую высоту. Начнем с главного, а именно с процессоров на ядре Bloomfield, которые отличаются встроенным контроллером памяти. Как мы помним, первые настольные процессоры со встроенным контроллером памяти представила компания AMD, и этот шаг привел к значительному росту производительности. Поэтому мы можем ожидать подобного эффекта и от новейшей разработки Intel. Впрочем, встроенный контроллер памяти — это главная, но не единственная инновация Intel. Архитектура процессора приобрела кардинально новую модульную структуру, которая характеризуется новым вычислительным ядром, новой процессорной шиной, встроенным трехканальным контроллером памяти DDR3, возможностью интеграции графического ядра, новой технологией многопоточности SMT и дополнительным контроллером PCU, который отвечает за управление напряжением и частотой каждого из ядер. Стоит ли говорить, что новая процессорная архитектура потребовала смены процессорного сокета, поэтому новые процессоры имеют упаковку LGA с 1366 контактами.

LGA 1366

Итак, рассмотрим каждый из вышеперечисленных пунктов более подробно. Во-первых, новое вычислительное ядро основано на высокоэффективной и хорошо себя зарекомендовавшей архитектуре Core. Действительно, процессоры Core 2 Duo и Core 2 Quad демонстрируют прекрасное сочетание высокой производительности, разумного тепловыделения и оптимальной цены. Но у архитектуры Core есть несколько фундаментальных проблем, которые не видны обычному пользователю. Главная из них заключается в сложности масштабирования или, проще говоря, в проблемах, возникающих при увеличении количества ядер в одном процессоре. Изначально архитектура Core разрабатывалась для использования в двухъядерном исполнении. А когда возникла необходимость в 4-ядерных процессорах, единственным возможным решением стало объединение в одном корпусе двух двухъядерных кристаллов. Вот тут-то и проявилась проблема, связанная со взаимодействием ядер между собой. Дело в том, что процессорная шина Quad Pumped Bus уже давно исчерпала свой потенциал и не позволяла обмениваться данными между ядрами напрямую. К тому же, ее пропускная способность не соответствовала требованиям в многоядерных системах. И чем больше количество ядер, тем заметнее становились недостатки QPB. Понятно, что данная ситуация совершенно не устраивала Intel, которая взяла курс на активное увеличение количества ядер. Поэтому на свет появилась новая шина QPI (Quick Path Interconnects) с топологией «точка-точка». Передача данных осуществляется по двум соединениям шириной 20 бит, из которых 16 предназначены для передачи данных. Итоговая пропускная способность равна 25,6 Гб в секунду, что приблизительно равно пропускной способности шины HyperTransport v3.0.

Второе важное изменение в архитектуре процессора касается структуры и размера кэш-памяти. По сравнению с ядром Penryn, размер кэша L1 в Nehalem не изменился. Его объем равен 64 кб, из которых 32 кб отведено под данные, и 32 кб — под инструкции. А что касается кэш-памяти L2, то здесь изменения куда существеннее — вместо одного большого разделяемого кэша инженеры Intel оснастили каждое ядро собственным кэшем L2 объемом 256 кб. Также в Nehalem появилась разделяемая кэш-память третьего уровня объемом 8 Мб (для ядра Bloomfield).

Третье, и наиболее важное изменение касается модульной структуры процессора, которая позволяет инженерам Intel достаточно свободно изменять параметры процессоров, включая в него те или иные блоки. В частности, в процессор может быть интегрировано графическое ядро и контроллер памяти. Но если встроенную графику мы увидим только в 2009 году, то контроллер памяти есть уже в процессорах Bloomfield. Данный контроллер оптимизирован для работы с памятью DDR3 и поддерживает одно-, двух- и трехканальный режим доступа. В частности, при использовании 3-канального доступа пропускная способность памяти DDR3-1066 равна 25,6 Гб/с, что соответствует пропускной способности шины QPI. Следовательно, для платформы Socket LGA 1366 более скоростная память пока не нужна.

3-канальный режим

Также отметим, что на материнских платах с чипсетом X58 будет минимум три слота DIMM для DDR3, а стандартное количество слотов будет равно шести:

6 слотов DDR3 на материнской плате ASUS P6T Deluxe

Помимо перечисленных особенностей архитектуры Nehalem, стоит упомянуть о незначительных модификациях самого вычислительного ядра. Инженеры Intel взяли за основу ядро Core и изменили некоторые из функциональных блоков, таких как декодеры простых (3) и сложных (1) команд, улучшили технологию Macrofusion (x32/x64) (исполнение нескольких команд (до пяти) как единую инструкцию), оптимизировали блок оптимизации циклов (Loop Stream Detector), улучшили блок предсказания переходов (Stack Buffer), увеличили объем буферов (Reorder Buffer / Reservation Station), предназначенных для технологии многопоточности SMT. Кстати, на последней технологии стоит остановиться и рассмотреть ее подробнее.

Во время использования архитектуры Netburst, инженеры Intel усиленно работали над оптимизацией загрузки и исполнения команд в довольно длинных конвейерах (отличительная особенность данной архитектуры). Одним из технических решений этой проблемы стала технология HyperThreading, позволяющая одновременно исполнять два потока команд одним процессорным ядром. В результате, пользователь видел в своей системе удвоенное количество процессоров, и данная технология давала некоторый прирост производительности в оптимизированных приложениях. Напротив, в неоптимизированных программах (например, в играх) пользователь сталкивался с ситуацией, когда система с включенной HyperThreading работала несколько медленнее. В новой архитектуре Nehalem инженеры Intel попытались ликвидировать все слабые места HyperThreading, и конечный результат получил название Simultaneous MultiThreading (или SMT). Одной из особенностей данной технологии является разделение ядер на реальные и виртуальные, что позволяет более эффективно их использовать (с точки зрения разработчика ПО).

4 реальных ядра + 4 виртуальных

Пара слов о физических параметрах нового ядра Nehalem. Первые процессоры Core i7 имеют площадь ядра 263 кв. мм, а само ядро состоит из 731 млн транзисторов. При этом, типичный уровень тепловыделения остается в рамках спецификаций Intel и составляет 130 Вт. Этот показатель можно считать вполне приемлемым, учитывая возросшую сложность ядра. Кстати, не последнюю роль в энергосбережении играет специальный блок PCU (Power Control Unit), который отвечает за текущую частоту и напряжение каждого из ядер, в зависимости от нагрузки. Более того, блок PCU способен полностью отключать неактивные ядра.

Интересно, что блок PCU довольно тесно связан с технологией Turbo Boost, которая также управляет частотами ядра, но она ориентирована на повышение частоты. Изменение частоты осуществляется путем изменения множителя, и, следовательно, множитель должен быть разблокирован в сторону увеличения. Инженеры Intel так и сделали, но с небольшой оговоркой: множитель может быть увеличен только на единицу от штатного. На практике это выглядит следующим образом:

Множитель выше стандартного на 1

Теперь подведем промежуточные итоги, и сравним параметры ядер Bloomfield и Yorkfield.

Ядро Bloomfield Yorkfield
Техпроцесс 45 нм 45 нм
Число ядер/кристалов 4/1 4/2
Поддержка многопоточности SMT
Встроенный контроллер памяти 3-канальный DDR3
Кэш L1 64 кб (32+32) 64 кб (32+32)
Кэш L2 4х 256 кб 2х 6 Мб
Кэш L3 8 Мб
Тип/Частота шины QPI / 133 МГц QPB/ 266, 333, 400 МГц
Пакет TDP 130 Вт 130 Вт
Упаковка LGA 1366 LGA 775
Поддержка SSE SSE 4.1, SSE 4.2 SSE 4.1
Площадь ядра (кв. мм) 263 2x 107
Кол-во транзисторов (млн) 731 2x 410
Управление питанием/частотой Speed Step; PCU + Turbo Speed Step;

Итак, с архитектурой Nehalem мы уже разобрались. Теперь рассмотрим ассортимент первых процессоров на ядре Bloomfield:

Наименование Core i7 965 Extreme Edition Core i7 940 Core i7 920
Количество ядер 4 4 4
Поддержка SMT + + +
Частота 3,20 ГГц 2,93 ГГц 2,66 ГГц
Множитель 24 22 20
Шина (QPI) 6,4 GT/s 4,8 GT/s 4,8 GT/s
Поддержка памяти DDR3-800/1066/1333/1600 DDR3-800/1066 DDR3-800/1066
Тепловой пакет (TDP, Ватт) 130 130 130
Рекомендуемая цена, $ 999 562 284

В нашем распоряжении оказался самый слабый процессор новой линейки — Core i7 920. Из-за увеличенного количества контактов, его размеры несколько превышают размеры процессоров LGA775:

Слева — Bloomfield, справа — Conroe

Утилита CPU-Z предоставляет следующую информацию:

FILED UNDER : Железо

Submit a Comment

Must be required * marked fields.

:*
:*