Пять поколений Core i7: от Sandy Bridge до Skylake. Сравнительное тестирование. Процессоры

ВведениеЛюбые статьи, посвящённые новым интеловским процессорам, принято начинать с рассказа о принципе «тик-так» и о, том, какое место в нём занимают новинки. У кого-то даже может сложиться впечатление, что Intel действительно неизвестно зачем слепо следует этому эмпирическому правилу. Однако в реальности все шаги по разработке и внедрению новых микроархитектур и новых производственных технологий делаются по другим законам – законам бизнеса. Тик-так же – это просто наглядная иллюстрация технического прогресса, когда-то пришедшаяся очень к месту и со временем приобретшая статус непреложной истины.

Поэтому рано или поздно принцип «тик-так» должен был быть нарушен. И случилось это теперь, в момент выхода процессоров семейства Ivy Bridge. Согласно изначальной концепции, сейчас должна происходить итерация «тик», означающая простой перевод старой микроархитектуры Sandy Bridge на новые технологические рельсы с 22-нм нормами. Но по факту Ivy Bridge несёт в себе серьёзную переработку прошлого наследия. Конечно, Intel пока ещё как-то пытается спасти своё «правило маятника», и говорит о Ivy Bridge, как о фазе «тик+», но на самом деле представители фирмы кривят душой, и новинка вполне могла быть отнесена и к противоположному такту.

Практическим результатом усовершенствований в технологическом процессе является возможность беспрепятственного снижения их рабочего напряжения и, как следствие, соответствующее падение тепловыделения. Так, с вводом 22-нм техпроцесса Intel уменьшает напряжение питания своих процессоров примерно на 0.2 В, что на практике выливается примерно в 20-процентное падение энергопотребления и тепловыделения.

Однако этим дело не ограничивается. Новый техпроцесс делает возможным усложнение процессорного кристалла, позволяя нарастить его транзисторный бюджет без ущерба для рабочих характеристик.

Обычно в этом случае разработчики увеличивают объёмы кэш-памяти, однако в Ivy Bridge открывшиеся возможности использованы по-другому.

Говоря вкратце, изменения в микроархитектуре Ivy Bridge сделаны по многим фронтам. Но ключевые улучшения, наиболее бросающиеся в глаза после знакомства с новинками, следующие:

Внедрён новый подход к управлению тепловыделением: конфигурируемый TDP;
Графическое ядро Ivy Bridge получило дополнительные исполнительные устройства и поддержку DirectX 11;
Технология Quick Sync обновлена до второй версии;
В процессоре добавился встроенный аппаратный генератор случайных чисел и защита ОС от атак типа «повышение привилегий»;
Контроллер памяти получил поддержку более скоростной и низковольтовой памяти;
Встроенный в процессор контроллер PCI Express получил поддержку PCI Express 3.0.

При этом принципы построения процессоров с микроархитектурой Ivy Bridge остались такими же, как и у Sandy Bridge. Так же как и предшественники, новые процессоры базируются на едином полупроводниковом кристалле, включающем одновременно вычислительные и графическое ядра. Кеш третьего уровня сохранил модульную структуру и доступен для всех процессорных блоков, включая графическое ядро. На своём месте в процессоре остались интегрированные контроллеры памяти и шины PCI Express. А все перечисленные составные компоненты CPU объединены в единое целое хорошо зарекомендовавшей себя кольцевой шиной.

Также, осталась без изменений и шина DMI 2.0, предназначенная для коммуникаций между процессором и чипсетом. Это означает, что Ivy Bridge может работать в тех же LGA 1155 системах, что и Sandy Bridge безо всяких ограничений. Конечно, вместе с новинками Intel предлагает использовать новые наборы логики седьмой серии во главе с Z77, однако острой необходимости в этом нет, а тот же Z77 отличается от предшествующего Z68, главным образом, внедрением шины USB 3.0.

Непосредственно в вычислительных ядрах Ivy Bridge изменений сделано не так уж и много. В первую очередь интерес вызывает появление в процессоре аппаратного датчика случайных чисел, который будет незаменим в криптографических задачах.

Здесь речь идёт не о псевдослучайном датчике, который выдаёт числа в соответствии с какой-то математической последовательностью, а о самом настоящем случайном датчике, использующем для генерации случайных чисел физический процесс с неопределённым состоянием. Часто для этой цели используется счётчик Гейгера, но Intel придумала схему, основанную на неопределённости состояния хитрой электронной полупроводниковой схемы. Это позволяет генерировать поток случайных чисел в соответствии с требованиями криптографических стандартов. Причём с высокой производительностью, достигающей 2-3 Гбит/с.

Ещё одно крайне полезное улучшение - режим Supervisory Mode Execute Protection, который должен помочь в защите от использования уязвимостей типа «повышение привилегий».

Смысл этого нововведения состоит в том, чтобы закрыть для посторонних приложений доступ в имеющие более высокие привилегии сервисы операционной системы и не дать возможности пользовательским приложениям внедрять свои данные «куда не следует». Для решения этой задачи память, задействующаяся обычными программами, может маркироваться специальным флагом, делающим невозможным исполнение её содержимого в режимах с супервизорскими полномочиями.

Кое-что сделано и для простого увеличения вычислительной производительности. Правда, Intel говорит, что на серьёзное увеличение числа исполняемых за такт инструкций рассчитывать не следует, рост быстродействия на одной тактовой частоте по сравнению с Sandy Bridge должен составить порядка 4-6 %. Основное ускорение будет наблюдаться на операциях деления целых и вещественных чисел, при преобразовании данных между 16-битным и 32-битным форматом и при перемещениях строковых данных. Помимо этого, определённые улучшения внесены в менеджмент разделяемых процессорных ресурсов при работе технологии Hyper-Threading.

Основные же переделки микроархитектуры касаются графического ядра. Именно оно поглотило почти 400 млн. транзисторов, на которые полупроводниковые Ivy Bridge превосходят своих предшественников. Это и неудивительно. Несмотря на то, что графика в Sandy Bridge стала существенно лучше, чем было раньше, пользователям явно не хватало полноценной поддержки DirectX 11, GPGPU-вычислений и более-менее нормальной производительности, по крайней мере, при мобильных применениях процессора. Теперь же, в Ivy Bridge, всё это есть. Это вполне может поставить Ivy Bridge в один ряд с AMD Llano, то есть новый интеловский процессор – это в какой-то мере даже APU.

Блок-схема графического ядра приведена на следующем рисунке:

Рост производительности графического ядра обуславливается увеличением количества исполнительных устройств. В Sandy Bridge максимальное количество таких устройств - 12, при этом на каждое из них приходится по одному текстурному блоку. В Ivy Bridge максимальное число исполнительных устройств выросло до 16, причём на каждое устройство полагается по два блока текстурирования. Ещё одно важное изменение - добавление в графическое ядро собственной быстрой кеш-памяти.

Нововведения в GPU носят не только экстенсивный характер. В графическое ядро Ivy Bridge добавлены блоки для аппаратной тесселяции, а также внесена поддержка Shader Array (что, собственно, и позволило добиться совместимости с Shader Model 5.0 и DirectX 11). Много изменений направлено и на ускорение или улучшение каких-то конкретных операций. Например, в корне переработаны алгоритмы анизотропной фильтрации, которая работает теперь на порядок качественнее.

Инновации не обошли стороной и технологию Quick Sync. Её вторая версия обещает не только возросшую производительность, но и дополнительные функции, обеспечивающие улучшение качества кодирования. Параллельно изменения претерпел и аппаратный видеодекодер. Его мощности рассчитаны теперь на одновременное воспроизведение не менее 16 видеопотоков высокого разрешения, и к тому же он сможет работать с пост-Full HD-видеоконтентом в формате 4096x2304.

Определённую работу специалисты Intel провели и в части совершенствования возможностей вывода изображения. Графика Ivy Bridge при условии использования этих процессоров вместе с материнскими платами на чипсетах седьмой серии может выводить изображение на три независимых дисплея (Sandy Bridge умеет только на два).

Впрочем, многие пользователи десктопных систем вряд ли заметят изменения графического ядра. В большинстве настольных компьютеров используется внешняя графическая карта, а встроенная в процессор графика отключается. Однако даже в этом случае процессорам Ivy Bridge есть чем похвастать. Встроенный контроллер графической шины PCI Express получил в новых CPU поддержку третьей версии данной спецификации. Это означает не только почти двукратное увеличение её пропускной способности, но и возможность подключения к шестнадцати процессорным линиям PCIe до трёх устройств, которыми могут быть не только работающие в режимах SLI и CrossfireX видеокарты, но и контроллеры шины Thunderbolt.

Модельный ряд Ivy Bridge

В целом, для десктопных пользователей образ Ivy Bridge вырисовывается не слишком привлекательным. Если не брать в рассмотрение графическое ядро, которое без лишних преувеличений можно отнести к новому поколению встраиваемых в процессоры GPU, основные улучшения новинки – это появление поддержки PCI Express 3.0 и сниженное тепловыделение. Однако самого главного, а именно увеличения числа обрабатываемых за такт инструкций, Ivy Bridge предложить не может. Тем не менее, это совершенно не помешало маркетологам Intel использовать для нумерации новых процессоров номера из трёхтысячной серии. Процессоры Ivy Bridge позиционируются как более новая замена Sandy Bridge, и они будут постепенно вытеснять предшественников из ассортимента Intel.

Надо заметить, что запуск семейства Ivy Bridge проходит не таким «широким фронтом», как это было в январе 2011 года, когда на рынок пришли Sandy Bridge. Внедрение новой 22-нм технологии породило определённые производственные проблемы, поэтому процессоры нового поколения будут появляться постепенно. Так, сегодня Intel представляет только четырёхъядерные модификации: мобильные и десктопные Core i7 и исключительно десктопные Core i5 нового поколения.

Прочие модели процессоров, использующих дизайн Ivy Bridge, будут приходить на рынок небольшими группами до конца этого года.

В сфере нашего прямого интереса находятся модели для десктопов. Их всего девять, из них четыре относится к числу энергоэффективных моделей. В следующей таблице мы приводим полный перечень Ivy Bridge для настольных систем, которые станут доступны в магазинах, начиная со следующей недели:

Первое, что бросается в глаза при знакомстве с формальными характеристиками новых процессоров, это – снизившееся расчётное тепловыделение старших моделей. Если наиболее быстрые процессоры поколения Sandy Bridge обладали 95-ваттным тепловым пакетом, то аналогичные по позиционированию Ivy Bridge выделяют не более 77 Вт тепла. Повышенная экономичность – результат внедрения нового технологического процесса. Но, к сожалению, частота новинок лежит ниже отметки 3.5 ГГц, а ведь именно такую частоту имеет Core i7-2700K, относящийся к предыдущему поколению. Получается, что быстрее стали разве только экономичные модели, у которых уровень TDP остался тем же, а частоты немного подросли. Обычные же модели предлагают лучшее соотношение производительности на ватт, но не более высокие тактовые частоты. Всё это вновь подводит к мысли о том, что наиболее весомым преимуществом новых процессоров выступает улучшенное графическое ядро, которое, к слову, присутствует в максимальной конфигурации как в любых процессорах Core i7, так и в старшем Core i5.

К счастью, для тех систем, которые комплектуются обычными не энергоэффективными CPU и используют внешние видеокарты, то есть для большинства десктопов, Ivy Bridge может предложить не только пониженное тепловыделение. Чтобы новые процессоры показывали более высокое быстродействие в реальных задачах, инженеры Intel провели в новинках ребаланс технологии Turbo Boost. Хотя интервал изменения частоты в рамках этой технологии и остался примерно тем же, что и раньше, теперь авторазгон процессора происходит агрессивнее. Даже в случае загрузки работой всех вычислительных ядер, тактовая частота может повышаться на 200 МГц выше номинала. Именно этот факт во многих случаях и обуславливает превосходство в тестах новых процессоров над старыми, имеющими аналогичные формальные характеристики.

Как мы тестировали

Для тестирования возможностей процессоров семейства Ivy Bridge компания Intel предоставила нам образец старшего процессора в линейке, Core i7-3770K.

Основным соперником для этой новинки выступил более ранний LGA 1155-процессор аналогичного класса, относящиеся к поколению Sandy Bridge - Core i7-2700K. Кроме того, в тестирование мы включили и представителей платформы LGA 2011 – процессоры семейства Sandy Bridge-E: Core i7-3930K и Сore i7-3820. И вдобавок, скорее следуя традиции, а не реальной необходимости, в испытаниях принял участие и старший процессор, предлагаемый компанией AMD, FX-8150.

Соответственно, состав тестовых систем включал следующие программные и аппаратные компоненты:

Процессоры:

AMD FX-8150 (Zambezi, 8 ядер, 3.6-4.2 ГГц, 8 Мбайт L3);
Intel Core i7-2700K (Sandy Bridge, 4 ядра + HT, 3.5-3.9 ГГц, 8 Мбайт L3);
Intel Core i7-3770K (Ivy Bridge, 4 ядра + HT, 3.5-3.9 ГГц, 8 Мбайт L3);
Intel Core i7-3820 (Sandy Bridge-E, 4 ядра + HT, 3.6-3.9 ГГц, 10 Мбайт L3);
Intel Core i7-3930K (Sandy Bridge-E, 6 ядер + HT, 3.2-3.8 ГГц, 12 Мбайт L3).

Процессорный кулер: NZXT Havik 140;
Материнские платы:

ASUS Crosshair V Formula (Socket AM3+, AMD 990FX + SB950);
ASUS P8Z77-V Deluxe (LGA1155, Intel Z77 Express);
ASUS Rampage IV Formula (LGA2011, Intel X79 Express).

Память:

2 x 4 GB, DDR3-1866 SDRAM, 9-11-9-27 (Kingston KHX1866C9D3K2/8GX);
4 x 4 GB, DDR3-1866 SDRAM, 9-11-9-27 (2 x Kingston KHX1866C9D3K2/8GX).

Графическая карта: EVGA GeForce GTX 580 Classified 3 GB (03G-P3-1588-AR);
Жёсткий диск: Intel SSD 520 240 GB (SSDSC2CW240A3K5).
Блок питания: Tagan TG880-U33II (880 Вт).
Операционная система: Microsoft Windows 7 SP1 Ultimate x64.
Драйверы:

AMD Chipset Driver 12.3;
Intel Chipset Driver 9.3.0.1019;
Intel Management Engine Driver 8.0.0.1399;
Intel Rapid Storage Technology 11.1.0.1006;
NVIDIA GeForce 296.10 Driver.

При тестировании системы, основанной на процессоре AMD FX-8150, патчи операционной системы KB2645594 и KB2646060 были установлены.

Производительность

Общая производительность

Для оценки производительности процессоров в общеупотребительных задачах мы традиционно используем тест Bapco SYSmark 2012, моделирующий работу пользователя в распространённых современных офисных программах и приложениях для создания и обработки цифрового контента. Идея теста очень проста: он выдаёт единственную метрику, характеризующую средневзвешенную скорость компьютера.

Ivy Bridge выглядит как определённый, хотя и небольшой шаг вперёд. Core i7-3770K предлагает на 4-5 процентов более высокую производительность, чем четырёхъядерные Sandy Bridge, относящиеся к семейству Core i7. Его преимущество базируется не только на микроархитектурных улучшениях. Напомним, новинки обладают более агрессивной реализацией технологии Turbo Boost, которая поднимает частоту процессоров при их полной загрузке работой не на 100, а на 200 мегагерц.

Более глубокое понимание результатов SYSmark 2012 способно дать знакомство с оценками производительности, получаемое в различных сценариях использования системы. Сценарий Office Productivity моделирует типичную офисную работу: подготовку текстов, обработку электронных таблиц, работу с электронной почтой и посещение Интернет-сайтов. Сценарий задействует следующий набор приложений: ABBYY FineReader Pro 10.0, Adobe Acrobat Pro 9, Adobe Flash Player 10.1, Microsoft Excel 2010, Microsoft Internet Explorer 9, Microsoft Outlook 2010, Microsoft PowerPoint 2010, Microsoft Word 2010 и WinZip Pro 14.5.

В сценарии Media Creation моделируется создание рекламного ролика с использованием предварительно отснятых цифровых изображений и видео. Для этой цели применяются популярные пакеты компании Adobe: Photoshop CS5 Extended, Premiere Pro CS5 и After Effects CS5.

Web Development - сценарий, в рамках которого моделируется создание web-сайта. Используются приложения: Adobe Photoshop CS5 Extended, Adobe Premiere Pro CS5, Adobe Dreamweaver CS5, Mozilla Firefox 3.6.8 и Microsoft Internet Explorer 9.

Сценарий Data/Financial Analysis посвящён статистическому анализу и прогнозированию рыночных тенденций, которые выполняются в Microsoft Excel 2010.

Сценарий 3D Modeling всецело посвящён созданию трёхмерных объектов и рендерингу статичных и динамических сцен с использованием Adobe Photoshop CS5 Extended, Autodesk 3ds Max 2011, Autodesk AutoCAD 2011 и Google SketchUp Pro 8.

В последнем сценарии, System Management, выполняется создание бэкапов и установка программного обеспечения и апдейтов. Здесь задействуются несколько различных версий Mozilla Firefox Installer и WinZip Pro 14.5.

Заметьте, Ivy Bridge хорошо выглядит при любых вариантах нагрузки. Похоже, на фоне Sandy Bridge у него нет явных слабых мест. Да и взяться им, откровенно говоря, неоткуда. Вычислительные ядра новинок, контроллер памяти и кэш-память практически полностью копируют микроархитектуру Sandy Bridge, предлагая лишь незначительные оптимизации, проявление которых мы и видим на диаграммах.

Игровая производительность

Как известно, производительность платформ, оснащенных высокопроизводительными процессорами, в подавляющем большинстве современных игр определяется мощностью графической подсистемы. Именно поэтому при тестировании процессоров мы стараемся проводить испытания так, чтобы по возможности снять нагрузку с видеокарты: выбираются наиболее процессорозависимые игры, а тесты проводятся без включения сглаживания и с установкой далеко не самых высоких разрешений. То есть, полученные результаты дают возможность оценить не столько уровень fps, достижимый в системах с современными видеокартами, сколько то, насколько хорошо проявляют себя процессоры с игровой нагрузкой в принципе. Следовательно, основываясь на приведённых результатах, вполне можно строить догадки о том, как будут вести себя процессоры и в будущем, когда на рынке появятся более быстрые варианты графических ускорителей.

Честно говоря, флагманские процессоры Intel в большинстве современных игр показывают очень близкие результаты. Дело в том, что их производительности с лихвой хватает для нужд существующих игровых движков, а быстродействие почти всегда упирается в мощность графической подсистемы. Тем не менее, преимущество Ivy Bridge можно заметить и тут, хотя его величина не превышает и 5 процентов.

В дополнение к игровым тестам приведём и результаты синтетического бенчмарка Futuremark 3DMark 11, запущенного с профилем Performance.

Вполне естественно, что наилучшую производительность демонстрирует шестиядерный процессор Core i7-3930K. Если же сопоставлять между собой результаты четырёхъядерников, Core i7-3820, Core i7-3770K и Core i7-2700K, то представитель семейства Ivy Bridge за счёт микроархитектурных улучшений побеждает в физическом тесте. Правда, по общему показателю на первом месте – представитель платформы LGA 2011, которая обладает четырёхканальной памятью.

Тесты в приложениях

Уже к этому моменту можно с уверенностью говорить о том, что чудес быстродействия от Ivy Bridge ожидать не стоит. Эти процессоры могут предложить лишь небольшое ускорение по сравнению со своими предшественниками. По крайней мере, до тех пор, пока мы не касаемся производительности встроенного графического ядра, о котором мы поговорим подробно в одном из наших следующих материалов. Впрочем, давайте посмотрим, каким быстродействием может похвастать Core i7-3770K в различных ресурсоёмких приложениях.

Для измерения быстродействия процессоров при компрессии информации мы пользуемся архиватором WinRAR, при помощи которого с максимальной степенью сжатия архивируем папку с различными файлами общим объёмом 1.4 Гбайт.

Как и положено новинке, по сравнению с Core i7-2700K она показывает небольшое преимущество в скорости архивации. Однако четырёхъядерный Sandy Bridge-E для платформы LGA 2011 существенно быстрее – ему помогает более вместительный кэш третьего уровня и четырёхканальный контроллер памяти.

При тестировании скорости перекодирования аудио используется утилита Apple iTunes, при помощи которой осуществляется преобразование содержимого CD-диска в AAC-формат. Заметим, что характерной особенностью этой программы является способность использования лишь пары процессорных ядер.

Здесь преимущество Core i7-3770K над Core i7-2700K и Core i7-3820 составляет порядка 7-8 процентов.

Измерение производительности в Adobe Photoshop мы проводим с использованием собственного теста, представляющего собой творчески переработанный Retouch Artists Photoshop Speed Test, включающий типичную обработку четырёх 10-мегапиксельных изображений, сделанных цифровой камерой.

В Photoshop CS5 новая микроархитектура обеспечивает вполне типичный прирост в быстродействии, благодаря чему скорость Core i7-3770K доходит до уровня Core i7-3820.

С выходом восьмой версии популярного пакета для научных вычислений Wolfram Mathematica мы решили вернуть его в число используемых тестов. Для оценки производительности систем в нём используется встроенный в эту систему бенчмарк MathematicaMark8.

Свои стандартные 5 процентов отвоёвывает у четырёхъядерных носителей микроархитектуры Sandy Bridge Core i7-3770K и тут.

Производительность в Adobe Premiere Pro тестируется измерением времени рендеринга в формат H.264 Blu-Ray проекта, содержащего HDV 1080p25 видеоряд с наложением различных эффектов.

Работа в видеоконтентом относится к такому типу нагрузок, который раскрывает потенциал Ivy Bridge наиболее полно. Core i7-3770K опережает Core i7-2700K почти на 8 процентов.

Для измерения скорости перекодирования видео в формат H.264 используется x264 HD Benchmark 4.0, основанный на измерении времени обработки исходного видео в формате MPEG-2, записанного в разрешении 720p с потоком 4 Мбит/сек. Следует отметить, что результаты этого теста имеют огромное практическое значение, так как используемый в нём кодек x264 лежит в основе многочисленных популярных утилит для перекодирования, например, HandBrake, MeGUI, VirtualDub и проч.

Подобный предыдущему случаю результат можно наблюдать и при выполнении транскодирования кодеком x264. Правда, здесь процессору Ivy Bridge удаётся развить почти 10-процентное преимущество над флагманом предшествующего семейства.

По просьбам наших читателей используемый набор приложений пополнился и ещё одним бенчмарком, показывающим скорость работы с видеоконтентом высокого разрешения, - SVPmark3. Это специализированный тест производительности системы при работе с пакетом SmoothVideo Project, направленным на повышение плавности видео путём добавления в видеоряд новых кадров, содержащих промежуточные положения объектов. Приведённые в диаграмме числа – это результат бенчмарка на реальных FullHD-видеофрагментах без привлечения к расчётам мощностей графической карты.

Ещё один, прекрасно вписывающийся в общую картину, результат. Core i7-3770K оказывается в верхней части диаграммы, уступая лишь шестиядерному процессору для платформы LGA 2011. Иными словами, в лице представителя семейства Ivy Bridge мы имеем один из самых быстрых на сегодняшний день четырёхъядерников.

Вычислительную производительность и скорость рендеринга в Autodesk 3ds max 2011 мы измеряем, прибегая к услугам специализированного теста SPECapc for 3ds Max 2011.

Новинка прекрасно справляется и с нагрузкой, свойственной рабочим станциям. Хотя разница в производительности Core i7-3770K и Core i7-2700K тут немного меньше, чем обычно.

Ещё одним бенчмарком, направленным на измерение скорости финального рендеринга в пакетах трёхмерного моделирования, стало измерение скорости рендеринга тестового изображения в пакете Blender 2.6.

Зато при рендеринге в Blender преимущество Core i7-3770K над Core i7-2700K достигает 9 процентов.

В заключение мы провели небольшой вычислительный тест производительности в Microsoft Excel 2010. Его суть заключалась в обсчёте специально подготовленной таблицы с большим количеством формул.

И вновь - вполне типичный результат. Проведя тестирования представителя семейства Ivy Bridge в более чем десятке различных приложений, мы можем с уверенностью говорить о том, что он всегда работает быстрее, чем Sandy Bridge, имеющий аналогичные формальные характеристики. Уровень этого превосходства составляет около 6 процентов.

Более того, Core i7-3770K часто удаётся обойти и LGA 2011-процессор для платформы более высокого класса, Core i7-3820. Это происходит в том случае, когда приложения не требуют высокой скорости работы с памятью. Иными словами, по вычислительной производительности у Core i7-3770K, похоже, на сегодня нет достойных четырёхъядерных конкурентов.

Энергопотребление

Если небольшое улучшение производительности у процессоров нового поколения было вполне ожидаемо, то ситуация с энергопотреблением не столь однозначная. Понятно, что Ivy Bridge должны серьёзно превосходить по экономичности своих предшественников, но насколько?

Масла в огонь подливают и слухи о том, что Intel увеличила величину расчётного тепловыделения для старших моделей 22-нм процессоров до стандартных 95 Вт, хотя изначально предполагалось уменьшение этой величины до 77 Вт. Однако, как нам пояснили представители Intel, слухи эти с действительностью не имеют ничего общего. Реальный тепловой пакет новинок, включая и старшую модель Core i7-3770K, действительно ограничен величиной 77 Вт. Разночтения же появляются из-за того, что на коробках с новыми процессорами написана другая величина – 95 Вт. Но сделано это по политическим причинам, дабы не ломать стандартную и привычную шкалу 35/65/95 Вт, на которую ориентируются многочисленные партнёры Intel. То есть, приобретая Ivy Bridge, мы в любом случае вправе рассчитывать на примерно 20-процентное снижение энергопотребление по сравнению с 95-ваттными процессорами с предшествующей микроархитектурой.

На следующих ниже графиках, если иное не оговаривается отдельно, приводится полное потребление систем (без монитора), измеренное «после» блока питания и представляющее собой сумму энергопотребления всех задействованных в системе компонентов. КПД же самого блока питания в данном случае не учитывается. Во время измерений нагрузка на процессоры создавалась 64-битной версией утилиты LinX 0.6.4-AVX. Кроме того, для правильной оценки энергопотребления в простое мы активировали турбо-режим и все имеющиеся энергосберегающие технологии: C1E, C6 и Enhanced Intel SpeedStep.

В состоянии простоя системы на базе процессоров Ivy Bridge потребляют примерно столько же, сколько и аналогичные конфигурации, использующие в своей основе CPU поколения Sandy Bridge. Это объясняется тем, что уровень напряжения, устанавливаемый у Ivy Bridge технологией EIST при бездействии, составляет порядка 0.9 В и мало отличается от минимальных напряжений питания процессорных ядер Sandy Bridge. Да и современные процессоры в состоянии покоя требуют настолько мало электроэнергии, что их вклад в общее энергопотребление платформы оказывается минимальным.

При полной загрузке процессора работой прогресс, произошедший при внедрении техпроцесса с 22-нм нормами и трёхмерными транзисторами, сразу же выпячивается на первый план. Система с Core i7-3770K потребляет меньше, чем платформа с Core i7-2700K, на 20 процентов, и по экономичности новинкам, действительно, среди процессоров аналогичного класса, похоже, нет равных. И это пока мы ещё не видели энергоэффективных вариантов Ivy Bridge!

Тестирование энергопотребления при однопоточной нагрузке интересно тем, что в этом случае современные CPU включают турбо-режим, обеспечивая повышение производительности при сохранении тепловыделения и энергопотребления в допустимых пределах. Однако и тут Core i7-3770K оказывается заметно менее требователен по сравнению с Sandy Bridge.

Таким образом, с точки зрения соотношения производительности на ватт процессорам Ivy Bridge нет равных. И это, пожалуй, наиболее весомое их преимущество, особенно если принять во внимание то, что случилось с его разгонным потенциалом. Впрочем, об этом – ниже.

Разгон Ivy Bridge

С внедрением новых технологических процессов энтузиасты обычно связывают и улучшение разгонного потенциала процессоров. К этому есть объективные предпосылки и в случае с Ivy Bridge: даже у старших представителей этого семейства снизилось энергопотребление, а максимальная температура, при которой включается троттлинг, возросла до 105 градусов.

Кроме этого определённые надежды были и на то, что процессорам Ivy Bridge, в отличие от их предшественников, вернётся возможность разгона через изменение опорной частоты. Однако в этом отношении никаких хороших новостей нет: платформа LGA 1155 предполагает использование единого тактового генератора, который формирует частоту процессора вместе с частотами встроенных в чипсет контроллеров периферии и шин PCIe и DMI. Так что даже с использованием самого свежего набора системной логики Intel Z77, отклонение частоты базового тактового генератора, выходящее за пределы 105-107 МГц, приводит к неработоспособности всей системы.

Поэтому также как и ранее, разгон процессоров Ivy Bridge возможен лишь путём изменения коэффициентов умножения, которых у них предусмотрено три:

Основной множитель, задающий частоту вычислительных ядер процессора. Этот множитель полностью разблокирован у процессоров, относящихся к K-серии, у остальных же моделей допускается его увеличение на 4 шага выше номинала.
Множитель частоты графического ядра, позволяющий увеличение частоты процессорной графики с шагом в 50 МГц. Данный множитель доступен для изменения у любых моделей CPU.
Коэффициент, задающий частоту работы памяти. У процессоров Ivy Bridge возможно её изменение как с шагом 200, так и с шагом 266 МГц, что делает возможным огромное разнообразие режимов работы DDR3.

По сравнению с Sandy Bridge улучшений немного, но они есть. Максимально доступный множитель для процессоров K-серии вырос до 63, а, кроме того, появилась возможность гораздо более гибкого разгона оперативной памяти.

Вот, например, как выглядит список доступных режимов DDR3 на типичной LGA 1155 материнской плате с установленным процессором Ivy Bridge:

Надо заметить, что с приходом платформы LGA 1155 процедура разгона существенно упростилась. Кроме увеличения соответствующих множителей энтузиастам лишь требуется варьировать несколько напряжений, которые влияют на оверклокерские возможности.

У процессоров Ivy Bridge, как, впрочем, и у Sandy Bridge, таких напряжений пять:

Основное напряжение питания вычислительных ядер Vcc . Напрямую влияет на разгонный потенциал процессора. Номинальные значения для Ivy Bridge составляют порядка обычно 1.0 В или чуть более.
Напряжение питания графического ядра VCCAXG. Его увеличение помогает при увеличении частоты работы встроенной в процессор графики.
Напряжение VPLL. В большинстве случаев не оказывает влияния на разгон, по крайней мере до тех пор, пока речь не идёт об установлении рекордов с применением экстремальных методов охлаждения.
Напряжение питания системного агента VCCSA. Номинальное значение этого напряжение для Ivy Bridge установлено в 0.925 В. Его увеличение позволяет обеспечивать стабильность работы процессорного контроллера памяти при высоких частотах на памяти.
Напряжение питания памяти VDDQ. Изменение данного напряжения помогает при разгоне памяти, однако во избежание повреждения процессора Intel не рекомендует повышать его свыше 1.65 В.

И, как и ранее, отодвигает предельную частоту процессора, при которой он сохраняет стабильность, главным образом единственная величина – напряжение Vcc. Таким образом, с позиции теории процессоры Ivy Bridge выглядят как достаточно простые объекты для оверклокинга.

К сожалению, на практике выясняются неприятные нюансы. В нашей лаборатории было протестировано два экземпляра процессора семейства Ivy Bridge, но ни от одного из них мы так и не смогли добиться работоспособности на частотах, доступных при разгоне их предшественникам, относящимся к прошлому поколению. С применением входящего в нашу тестовую платформу воздушного кулера NZXT Havik 140 процессор Core i7-3770K мы смогли разогнать только до 4.6 ГГц.

При проведении оверклокерских испытаний напряжение питания CPU повышалось до 1.2 В. Как и с другими процессорами, в случае с Ivy Bridge увеличение этой величины положительно сказывается на раскрытии разгонного потенциала. Однако следует иметь в виду, что чрезмерное завышение напряжения может быть чревато деградацией и выходом процессоров из строя. Поэтому в данный момент, пока энтузиастами не накоплено никакой статистики по процессорам Ivy Bridge, выпускаемым по новому 22-нм техпроцессу, мы не рекомендуем прибегать к установке слишком больших значений Vcc. Учитывая же, что номинальное напряжение новинок лежит в окрестности 1.0 В, долгосрочная эксплуатация даже при 1.2 В может быть чревата неприятными последствиями. Именно поэтому от экспериментов по разгону при более высоких напряжениях мы пока воздержались.

Как бы то ни было, но частотный потенциал Ivy Bridge ожиданий не оправдывает. Мы даже не смогли разогнать процессоры этого семейства до рубежей, типичных для Sandy Bridge. Так что налицо ухудшение оверклокерских возможностей, которое, скорее всего, связано с сокращением геометрических размеров кристалла Ivy Bridge. По сравнению с Sandy Bridge он стал на 25 % меньше по общей площади, а вычислительные ядра так и вовсе сократились почти вдвое. Однако с современными схемами охлаждения процессорного кристалла обеспечить пропорциональное увеличение плотности теплового потока не удаётся, что при разгоне приводит к локальному перегреву участков вычислительных ядер. Косвенно подтверждают существование этой проблемы и высокие температуры ядер CPU во время работы, в то время как процессорный кулер остаётся почти холодным.

Слева – Sandy Bridge, справа – Ivy Bridge

В итоге, похоже, что с выходом Ivy Bridge звание лучшей платформы для энтузиастов по праву достаётся LGA 2011. Процессоры в этом исполнении не только имеют дополнительные возможности, позволяющие разгон увеличением частоты BCLK, но и предлагают лучший оверклокерский потенциал. Если же платформа LGA 2011 представляется вам слишком дорогой, то хорошей альтернативой для Ivy Bridge могут быть и старые процессоры Sandy Bridge. Тем более что при одинаковых тактовых частотах они проигрывают новинкам по вычислительной производительности не слишком заметно.

Выводы

Вне всяких сомнений, Ivy Bridge это – уверенный эволюционный шаг вперёд. Хотя принципиальных отличий от предшественников в части быстродействия никто и не обещал, интеловские разработчики смогли обеспечить достаточно заметный прирост производительности по сравнению с CPU предшествующего поколения в пределах 5-7 процентов. Конечно, достигается он не только микроархитектурными улучшениями, но и увеличением тактовых частот, однако это не столь важно, поскольку новые Core третьего поколения стоят не дороже представителей семейства Sandy Bridge, на смену которым они и приходят.

Более того, Ivy Bridge предлагают существенный прогресс в части электрических и тепловых характеристик. Их экономичность поднялась на принципиально новый уровень и позволяет добиться примерно 20-ваттного снижения потребления современных LGA 1155-систем при полной нагрузке.

Особенно приятно, что получение этих дивидендов не требует обновления платформы – новые процессоры способны работать в старых, купленных более года тому назад, LGA 1155-системах. Так что, в качестве варианта апгрейда новинки подходят очень хорошо. Тем более, что со сменой процессора платформа LGA 1155 приобретает поддержку более скоростного варианта графической шины PCI Express 3.0 и расширенного диапазона частот DDR3.

Думается, всего перечисленного уже вполне достаточно для того, чтобы назвать Ivy Bridge вполне удачным обновлением линейки интеловских процессоров. А, ведь, кроме этого, новинки способны предложить пользователям принципиально новое графическое ядро Intel HD 4000. Которое, в отличие от встроенной интеловской графики из Sandy Bridge, поддерживает DirectX 11, обладает GPGPU-функциональностью и может обеспечить неплохую производительность начального уровня.

Судя по всему, Ivy Bridge должен в первую очередь стать отличным вариантом для мобильных систем, и именно с прицелом на них он и разрабатывался. Поэтому с точки зрения пользователей десктопов большинство его плюсов несколько специфично, но, тем не менее, даже они не смогут высказать в адрес новинки никаких особенных претензий.

Единственная категория людей, которая может быть недовольна возможностями Ivy Bridge – это оверклокеры. Частотный потенциал новых процессоров, производимых по самому современному 22-нм технологическому процессу, неожиданно оказался немного хуже, чем у предшественников. Поэтому для использования в разогнанных системах Core третьего поколения пока подходит не лучшим образом. Однако мы ожидаем постепенного исправления этой ситуации. По мере совершенствования производства и выхода новых степпингов ядра предельные доступные для Ivy Bridge частоты должны отодвинуться и прийти в приемлемое для энтузиастов состояние.

Представляем обзор Intel Core i7 - 3770K - процессора, разработанного компанией Intel. Вероятно, вам уже приходилось слышать о стратегии компании Intel, именуемой Tick-Tock, где Tick – это новый, меньший производственный процесс, а Tock – существенное изменение архитектуры, так вот Ivy Bridge официально относится к части Tick - он имеет новый процесс 22 нм, в отличие от 32 нм Sandy Bridge, но архитектура основного процессора не претерпела никаких изменений. Однако новые процессоры имеют значительно улучшенную архитектуру графики, которая гарантирует более высокую скорость в играх, а также более скоростное кодирование видео с помощью GPU по технологии Intel QuickSync. Вследствие этих усовершенствований разработчики Intel стали называть Ivy Bridge ступенью «Tick+». По сравнению с Sandy Bridge, новые процессоры имеют меньший 22 нм процесс для снижения энергопотребления и меньший TDP.

Совместимость

Intel сохранил фирменное оформление, как у и - но с маркировкой Ivy Bridge, обозначенной как «3-е поколение Intel Core», что может привести к путанице. Но ещё больше озадачивают проблемы с совместимостью. Хорошей новостью является то, что Ivy Bridge использует тот же разъём LGA1155, что и предыдущее поколение. Есть целый ряд новых чипсетов материнских плат 7-й серии, предназначенных для использования с новыми процессорами (Z77, Z75 и H77), но процессоры также будут работать на материнских платах H61, H67, P67 и Z68 - с одной оговоркой. Более ранние чипсеты необходимо обновить для поддержки нового драйвера от Intel - ME8 Management Engine, что, безусловно, выполнить сложнее, чем простое обновление BIOS, и должно осуществляться производителем. Корпорация Intel рекомендует перед покупкой удостовериться, что материнская плата будет поддерживать Ivy Bridge, или же просто приобрести плату с микросхемой 7-й серии.

Сжатие отдельных структур «die shrink» означает, что процессоры будут запускать охладитель - они характеризуются максимальным значением TDP на уровне 77 Вт, что меньше, чем 95 Вт у Sandy Bridge. Более низкая тепловая мощность означает, что более продолжительно будет активизирована технология Turbo Boost, что в свою очередь должно привести к повышению производительности при выполнении повседневных задач, чем на , несмотря на ту же архитектуру ядра. Эта теория была подтверждена при тестировании производительности по критериям оценки двухмерных приложений. Там был предоставлен процессор Intel Core i7 - 3770K, представляющий собой 3,5 ГГц четырёхъядерный чип с технологий одновременной многопоточности «Hyper-Threading», который отображается в виде восьми процессоров в Windows. Процессор запускает Turbo Boost до 3,9 ГГц для дополнительной производительности, но то насколько долго он будет работать, зависит от поддерживаемой температуры.

Бóльшую часть поверхности чипа занимает графическое аппаратное обеспечение:

Чтобы оценить, насколько улучшилась производительность приложений, мы сравнили Ivy Bridge с процессором предыдущего поколения - Sandy Bridge. В нашем распоряжении был чип Sandy Bridge Core i7 - 2700K, который работает на частоте 3,5 ГГц, с Turbo Boost до 3,9 ГГц, а также Intel Core i7-2600 K, запускающийся на частоте 3,4 ГГц, с Turbo Boost на 3,8 ГГц, поэтому мы увеличили значение его частоты при активном Turbo Boost до 3,9 ГГц, чтобы уравнять основные параметры сравниваемых процессоров, разгон составил примерно 2,5%.

Оценка приложений Intel Core i7 - 3770K

Процессор Ivy Bridge был намного быстрее в наших тестах, если за отправную точку взять Core i5-2500K с его результатом 100. В тесте по кодированию видео i7-3770K достиг 154 очков, по сравнению с результатом в 103 очка у i7-2600K. В оценке многозадачности чип Ivy Bridge получил 126 баллов, в то время, как Sandy Bridge 114. Общая оценка i7-3770K составила 132 балла, в отличие от разогнанного i7-2600K с его суммой 112; таким образом, по оцениваемым критериям новая модель примерно на 15% быстрее.

Вероятно, это благодаря тому, что сниженная тепловая мощность чипа позволяет поддерживать скорость Turbo Boost более продолжительное время. Во время измерений результатов тестов мы отслеживали скорости процессора по монитору с помощью программы CPU-Z и обнаружили, что процессор Ivy Bridge оставался на максимальном Turbo Boost в течение всего комплекса испытаний, в то время как процессору Sandy Bridge пришлось снизиться до своей нормальной скорости спустя лишь четверть времени, отведённого на тестирование. В обоих случаях мы использовали собственные охладители Intel. Даже когда на обоих процессорах были отключены все ядра, кроме одного, чип Ivy Bridge получил общую оценку 35, по сравнению с 30 баллами, полученными процессором Sandy Bridge, демонстрирующие, что каждое ядро нового чипа примерно на 15% быстрее при выполнении стандартных задач.

Разгон процессора и тестирование производительности

Продолжая обзор Intel Core i7 - 3770K , мы не могли не упомянуть ещё об одной сильной стороне процессора. Новый чип также характеризуется прекрасным разгоном. Мы подняли максимальную частоту при активном Turbo Boost с 3,9 ГГц до 4,3 ГГц на обоих процессорах, тем самым разогнав их на 10%. Опять же, даже с помощью небольшого исходного охладителя Intel, процессору удалось продержаться весь период тестирования на максимальной скорости Turbo Boost без необходимости её сбрасывания. Это позволило достичь потрясающего результата в 137 баллов. Для сравнения Sandy Bridge получил лишь 122 и был вынужден сбросить скорость спустя всё ту же четверть времени.

Для проверки усовершенствованной технологии QuickSync, мы использовали программное обеспечение от Cyberlink для конвертирования видео - MediaEspresso 6.5. При отключенной QuickSync и использовании процессора Sandy Bridge Core i7-2600K, настроенным на частоту Turbo Boost на уровне 3,9 ГГц, мы конвертировали шестиминутный видеоролик в формате 1080p AVCHD в формат H.264 для за 4 мин 18 сек. Этот же тест с процессором Ivy Bridge Core i7-3770K занял 4 мин 7 сек. Как видно, без использования QuickSync разница в производительности чипов несущественна. Однако, после активирования технологии QuickSync аналогичная процедура заняла уже 2 мин 1 сек у Sandy Bridge и всего 1 мин 35 сек у процессора Ivy Bridge, что означает, что вы сможете закодировать двухчасовой видео файл в формате AVCHD для воспроизведения на телефоне в течение 30 минут.

Оценка графики Intel Core i7 - 3770K

Наконец, у нас появилась возможность произвести сравнение новой графической карты Intel HD Graphics 4000 с чипсетом HD Graphics 3000, установленным на процессорах предыдущего поколения. В игре-автостимуляторе Dirt 3, запущенной с разрешением 1280×720 и высокой детализацией с 4-кратным сглаживанием мы зафиксировали значение частоты смены кадров на уровне 26,1 fps (кадров в секунду), что по сравнению с 21,6 fps на i7-2600K является достижением, но всё-таки это не достаточно хороший результат для гладкого воспроизведения.

Однако без сглаживания мы получили частоту 39,6 fps, по сравнению с 30,1 fps у процессора Sandy Bridge, так что если вы готовы мириться с качеством графики игровой консоли, то это вполне возможно. Новые чипы по-прежнему в играх намного медленнее, чем последнее поколение процессоров Llano компании AMD, кроме того, AMD планирует запустить свои новые чипы, которые должны быть ещё быстрее в 3D приложениях.

Dirt 3 не является самой графически насыщенной игрой, но относится к числу наиболее востребованных для воспроизведения на домашних игровых консолях:

Заключение

Мы выполнили обзор Intel Core i7 - 3770K и с с большим удовольствием резюмируем, что компания уже добилась успеха, выпустив свой новый процессор Ivy Bridge. Обновлённая графика обеспечивает воспроизведение игр с приемлемым уровнем детализации, но настоящий фурор производит его производительность в 2D приложениях. Меньший производственный процесс означает, что новый чип может работать на своей максимальной тактовой частоте Turbo Boost почти всё время, что делает его гораздо более скоростным при выполнении ресурсоёмких задач, чем его предшественник Sandy Bridge. Высококлассный процессор i7-3770K является чрезвычайно быстрым, хотя есть процессоры, которые способны его обойти в насыщенных играх и 3D приложениях.

Описание тестовых систем

Итак, поколение процессоров Ivy Bridge приходит на смену предыдущему поколению — процессорам Sandy Bridge. Это значит, что сравнивать новые Core i7-3770K и Core i5-3570K нужно в первую очередь со старшими представителями серии Sandy Bridge, тем более что и то, и другое поколение CPU работает в одной и той же платформе LGA1155. Именно так мы и поступили, а попутно вовлекли в испытания недавно появившиеся процессоры для платформы LGA2011, а также конкурирующий продукт — AMD FX-8150.

Итого, в тестовой сессии приняли участие три платформы и четыре разновидности процессоров.

Платформа LGA2011:

• Процессоры Sandy Bridge-E Core i7-3930K и Core i7-3820;
• Материнская плата ASUS Rampage IV Formula, построенная на наборе логики Intel X79 Express (BIOS версии 1305);
• Память 16 Гбайт DDR3-1867 9-11-9-30 (четыре модуля Kingston KHX1866C9D3K2).

Платформа LGA1155:

• Процессоры Ivy Bridge Core i7-3770K и Core i5-3570K, а также процессоры Sandy Bridge Core i7-2600K и Core i5-2500K;
• Материнская плата ASUS P8Z77-V Deluxe, построенная на наборе логики Intel Z77 Express (BIOS версии 1005);

Платформа Socket AM3+:

• Процессор Bulldozer AMD FX-8150;
• Материнская плата ASUS Crosshair V Formula, построенная на наборе логики AMD 990FX (BIOS версии 1301);
• Память 8 Гбайт DDR3-1867 9-11-9-30 (четыре модуля Kingston KHX1866C9D3K2).

Во всех этих платформах постоянными оставались графическая карта NVIDIA GeForce 580 (с драйвером версии 296.10) и твердотельный накопитель Intel SSD 520 240 Гбайт. Тестирование проводилось в операционной системе Microsoft Windows 7 SP1 Ultimate x64 с установленными патчами KB2645594 и KB2646060, улучшающими производительность процессоров с микроархитектурой Bulldozer.

Формальные характеристики принявших участие в тестировании процессоров:

	Intel Core i5-2500K	Intel Core i7-2600K	Intel Core i5-3570K	Intel Core i7-3770K
Микроархитектура	Sandy Bridge	Sandy Bridge	Ivy Bridge	Ivy Bridge
Ядра/потоки	4/4	4/8	4/4	4/8
Частота, ГГц	3,3	3,4	3,4	3,5
Частота в турборежиме, ГГц	До 3,7	До 3,8	До 3,8	До 3,9
L2-кеш, Кбайт	4x256	4x256	4x256	4x256
L3-кеш, Мбайт	6	8	6	8
Число каналов памяти	2	2	2	2
Графическое ядро	HD Graphics 3000	HD Graphics 3000	HD Graphics 4000	HD Graphics 4000
Процессорный разъем	LGA1155	LGA1155	LGA1155	LGA1155
Техпроцесс, нм	32	32	22	22
TDP, Вт	95	95	77	77
Официальная цена, $	216	317	212	313

	AMD FX-8150	Intel Core i7-3930K	Intel Core i7-3820
Микроархитектура	Bulldozer	Sandy Bridge-E	Sandy Bridge-E
Ядра/потоки	8/8	6/12	4/8
Частота, ГГц	3,6	3,2	3,6
Частота в турборежиме, ГГц	До 4,2	До 3,8	До 3,9
L2-кеш, Кбайт	4x2048	6x256	4x256
L3-кеш, Мбайт	8	12	10
Число каналов памяти	2	4	4
Графическое ядро	Нет	Нет	Нет
Сокет	Socket AM3+	LGA2011	LGA2011
Техпроцесс, нм	32	32	32
TDP,Вт	125	130	130
Официальная цена, $	245	585	294

Использовавшееся программное обеспечение:

• Aida64 Extreme Edition 2.00.1782;
• Futuremark PCMark 7 1.0.4;
• Futuremark 3DMark Vantage 1.1.0;
• Futuremark 3DMark 11 1.0.3;
• WinRAR 4.1 x64;
• 7-zip 9.20 x64;
• Fritz Chess Benchmark 4.3;
• MAXON Cinebench Release 11.5 x64;
• TechARP x264 HD Benchmark 4.0;
• TrueCrypt 7.1;
• SiSoftware Sandra 2012.SP3 (18.40)
• SVPmark 3.0.2;
• POV-Ray 3.7 RC3 x64.

• Crysis 2 1.9;
• Far Cry 2 1.0.3;
• Metro 2033: The Last Refuge 1.2;
• S.T.A.L.K.E.R.: Call of Pripyat 1.6.02.

⇡ Результаты вычислительных тестов

В общем, всё вполне ожидаемо и достаточно скучно. Никаких особенных прорывов в производительности новинок не наблюдаются, они обеспечивают лишь небольшой прирост быстродействия по сравнению с предшественниками. Core i7-3770K превосходит Core i7-2600K где-то на 8-9 процентов, примерно в таких же пределах находится и преимущество Core i5-3570K перед Core i5-2500K. Небольшой, но всё-таки заметный рост быстродействия обеспечивается тремя составляющими. Во-первых, мизерными улучшениями микроархитектуры, описанными выше. Во-вторых, небольшим приростом в тактовой частоте, всё-таки Core i7-3770K быстрее Core i7-2600K, а Core i5-3570K быстрее Core i5-2500K аж на целых 100 МГц. И в-третьих, более агрессивной работой технологии Turbo Boost, которая у процессоров Ivy Bridge поднимает тактовую частоту при полной загрузке на 200, а не на 100, как ранее, мегагерц.

В результате, поколебав всё интеловское позиционирование, Core i7-3770K оказывается даже быстрее, чем младший LGA 2011-процессор, Core i7-3820. Правда, уровень этого превосходства невелик и составляет порядка единиц процентов. Зато флагману AMD не позавидуешь. И раньше-то ему доставалось от нас тухлых помидоров за невысокие результаты в целом ряде тестов, а теперь он проигрывает более дешёвому Core i5-3570K и по усредненной производительности. Иными словами, в свете произошедших перемен мы вправе ожидать от AMD коррекции своего прайс-листа.

⇡ Результаты игровых тестов

Учитывая, что игровая производительность компьютеров верхнего ценового диапазона зависит в первую очередь от мощности графической подсистемы, а также то, что в настоящее время производители графических процессоров проводят обновление линеек своей продукции, мы провели тестирование лишь в разрешении 1280х800 с высокими настройками качества. Такой подход позволяет оценить именно процессорную игровую мощь, не ограниченную возможностями текущего поколения графических карт.

Ничего принципиально нового приведённые диаграммы не показывают. Соотношение результатов между Core второго и третьего поколений остаётся тем же, что и в вычислительных тестах. Ivy Bridge чуть быстрее, чем Sandy Bridge, но давайте будем объективными: с игровой нагрузкой прекрасно справляются любые интеловские процессоры дороже 200 долларов. Различие в их производительности незначительно даже в нашем, несколько искусственном случае, следовательно, при реальных сценариях оно вообще не будет заметным.

⇡ Разгон

К сожалению, с точки зрения продвинутых пользователей традиционных настольных систем Ivy Bridge набирает не слишком много очков в свою пользу. Поэтому, дабы склонить их в сторону новинки, Intel придала процессорам Core третьего поколения оверклокерской K-серии дополнительные возможности. Однако старалась она всё-таки не очень сильно, поэтому работающих средств повышения частоты BCLK мы так и не дождались. Посыл производителя таков: хотите продвинутый оверклокинг — переходите на LGA2011. С системами на LGA1155 разгон осуществим, как и раньше, только множителем.

Нововведения же нас ждут такие:

• Максимальный доступный множитель увеличен до 63 (у Sandy Bridge — 59);
• Поддерживаемые режимы работы памяти расширены до DDR3-2800;
• Введено изменение частоты памяти с меньшим шагом и добавлена поддержка XMP 1.3.

Не очень-то впечатляет. Однако не стоит забывать о 22-нм техпроцессе: обычно «утончение» производственной технологии приводит к увеличению разгонного потенциала. И вроде бы предпосылки к этому есть и на этот раз, ведь тепловыделение у новых процессоров ощутимо снизилось.

Но практика оказывается гораздо печальнее. Разгон у новых процессоров не просто не превосходит результаты Sandy Bridge, а оказывается даже хуже. С повышением напряжения питания до 1,2 В, а это в случае Ivy Bridge — почти 20-процентный прирост, максимальная частота стабильной работы составила 4,6 ГГц у Core i7-3770K

…и 4,5 ГГц у Core i5-3570K.

И проблема тут не в охлаждении. Температура ядер остаётся в допустимых пределах даже с воздушным кулером, однако стабильность работы при дальнейшем росте тактовой частоты утрачивается. Конечно, Ivy Bridge хорошо откликается на рост напряжения, раскрывая при его повышении свой разгонный потенциал всё дальше и дальше, однако превышать величину в 1,2 В мы не решились. По части деградации и выхода новинок из строя из-за переразгона пока не набрано никакой статистики, поэтому потенциально опасные эксперименты было решено оставить за кадром.

Как бы то ни было, по частотному потенциалу Ivy Bridge уступает своим предшественникам — процессорам Sandy Bridge. Свежие Core i7-2600K и Core i5-2500K почти всегда без проблем работают на 4,8 ГГц и нередко дотягивают и до 5,0 ГГц, не требуя при этом неразумного увеличения напряжения. С новинками же такой фокус не проходит, так что фаворитами у оверклокеров они не станут. Правда, определённая надежда остаётся на то, что частотный потенциал Ivy Bridge немного разовьётся по мере совершенствования интеловского 22-нм производства, однако никаких конкретных обещаний на этот счёт никто пока дать не может.

Нам же не остаётся ничего иного, кроме как сравнить производительность разогнанных Core i7-3770K и Core i7-2600K на одинаковой частоте — 4,6 ГГц. Однако имейте в виду, что для её достижения из Core i7-3770K мы выжали все соки, а разгон до этой же отметки процессора Core i7-2600K не потребовал даже повышения напряжения питания — мы смогли ограничиться исключительно включением функции Load-Line Calibration. Также мы сняли показатели производительности и при более типичном для процессоров семейства Sandy Bridge разгоне до 4,8 ГГц, который у нашего тестового экземпляра получается с небольшим, примерно 10-процентным увеличением напряжения.

Более низкий, чем у предшественников, частотный потенциал Ivy Bridge ставит оверклокеров перед нелёгким выбором. С одной стороны, новинки способны обеспечить немного лучшую производительность на одинаковой с Sandy Bridge частоте. С другой — старые CPU разгоняются явно лучше, и это вполне может компенсировать преимущества новой микроархитектуры. Что предпочесть в этих условиях — каждый оверклокер волен решать сам. Но наши симпатии пока остаются на стороне Sandy Bridge. Нередко их можно разогнать без использования экстремальных методов охлаждения до более высоких частот, а поведение 32-нм процессоров при долговременном повышении напряжения хорошо изучено и не сулит никаких особенных неприятностей вроде быстрой деградации.

⇡ Выводы

Обзоры новых процессоров нам не удаётся завершать в жанре панегирика уже достаточно давно. Происходящие анонсы не приносят безудержной радости, количество и качество нововведений в выходящих на рынок CPU не достигает критической массы и не позволяет назвать какую-либо из новинок прорывным продуктом. Всё это в равной степени относится и к Ivy Bridge.

Казалось бы, интеловские разработчики потрудились на славу и вполне могут гордиться плодом своего творчества: внедрён принципиально новый технологический процесс, графическое ядро претерпело кардинальные улучшения, улучшена экономичность. Но в целом всё это так и не позволило представленным сегодня CPU покорить новые рубежи быстродействия. Скорость их работы в обычных задачах по сравнению с Sandy Bridge поднялась на единицы процентов, тактовые частоты не возросли, не изменилось и количество вычислительных ядер. С оверклокингом же и вовсе случился странный конфуз: несмотря на 22-нм технологию и снижение тепловыделения Ivy Bridge гонятся хуже, чем их предшественники.

Получается, что если смотреть на Ivy Bridge как на процессор в классическом понимании, то это — сугубо эволюционный продукт, на который были возложены чрезмерно высокие ожидания, и они в итоге не оправдались. Новинка, безусловно, выгодна для производителя, так как из-за уменьшения площади полупроводникового кристалла позволит увеличить норму прибыли, а благодаря усовершенствованной графике и снизившемуся тепловыделению даст Intel возможность увереннее выступать в мобильном сегменте, но для пользователей традиционных десктопов она не предлагает ничего действительно ценного.

К сожалению, интересующие нас с вами привычные десктопные системы отходят в приоритетах производителей на второй план. Переживаемый бум мобильных и ультракомпактных устройств заставляет инженеров делать упор именно на такие применения, а нам в этих условиях достаётся побочный продукт. Поэтому-то новинки вроде Ivy Bridge и кажутся не слишком удачными процессорами для настольных систем. У их разработчиков стоят совсем иные цели, и если бы в этой статье речь шла про ноутбуки или ультрабуки, то оценка Ivy Bridge, скорее всего, была бы совсем иной. Собственно, в этом вы сможете легко убедиться в ближайшее время, когда на сайте начнут публиковаться обзоры ноутбуков на базе обновлённой интеловской мобильной платформы.

Технологические этапы развития процессоров Intel подвластны маятниковой системе «тик-так», которую компания разработала сама для себя. Следуя данному принципу совершенствования CPU, производитель с периодичностью в один год переводит производство кристаллов на более совершенные технологические нормы («тик») или же представляет принципиально новую архитектуру («так»). Такой невероятный темп позволяет Intel оставаться на гребне it-волны или даже ее создавать.

Инновации не терпят отлагательств. В столь конкурентной среде четкое планирование дает ощутимые преимущества. Особенно в том случае, если компании удается следовать ранее намеченным планам. Intel может себе это позволить, контролируя всю технологическую цепочку – от появления идеи, проектирования и разработки, до упаковки готовой продукции.

Согласно устоявшемуся летоисчислению, 2012 год – время для очередного «тика», т.е. перехода на новый техпроцесс изготовления. Первыми примерили на себя 22-нанометровые кристаллы процессоры для платформы LGA1155, получившие название Ivy Bridge. Однако в этот раз, помимо усовершенствования технологических норм производства, Intel также внедряет новую структуру полупроводников, вместо традиционной планарной используя трехмерную компоновку транзисторов.

С каждым последующим уменьшением размеров транзисторов, производители сталкиваются с необходимостью сокращать длину затвора и перехода исток/сток, что приводит к ухудшению эксплуатационных характеристик полупроводников. Модель Tri-Gate предполагает трехмерную конструкцию с несколькими затворами, размещенными на гранях миниатюрной кремниевой пластины, устанавливаемой перпендикулярно подложке.

Несмотря на значительные ресурсы, от начала разработки до практического использования технологии Tri-Gate, компании понабилось порядка 11 лет. Одно дело, когда речь идет о единичных лабораторных экспериментах и исследованиях, и совершенно иная ситуация в случае с массовым производством, где тиражи изготавливаемых устройств исчисляются миллионами.

Успешное внедрение подобной технологии – большой успех для разработчиков Intel. Применение трехмерных транзисторов позволит компании укрепить технологическое лидерство, получив весомое преимущество над конкурентами. Использование Tri-Gate позволяет Intel уже сейчас переводить в практическую плоскость эксперименты с чипами, выполненными по нормам 14 нм и даже 10 нм. Закон Мура остается в силе, а значит, кремниевые полупроводники еще повоюют.

Ivy Bridge

Так как процессоры Intel Core третьего поколения стали логичным продолжением чипов предыдущей линейки, то неудивительно, что они не претерпели серьезных структурных изменений.

Сравнивая топологию кристаллов Sandy Bridge и его преемника, нельзя не отметить значительно увеличившуюся область, отведенную для графического процессора. Если в 32-нанометровом чипе она занимала менее четверти кристалла, то теперь ей отведена практически третья часть кремниевой пластинки. В остальном визуально CPU довольно схожи, если учесть масштабирование. А вот технологические количественные показатели заметно отличаются. Так, чип Sandy Bridge содержит без малого 1 млрд. транзисторов, тогда как в Ivy Bridge их уже 1,4 млрд. Благодаря использованию технологии Tri-Gate производителю удалось существенно увеличить плотность размещения полупроводников. Но, несмотря на то, что их количество возросло на 40%, площадь нового кристалла, наоборот, уменьшилась с 216 до 160 мм2 (26%).

По части функционального оснащения изменения невелики. Процессор имеет четыре вычислительных блока, графическое ядро, интегрированные контроллеры памяти и шины PCI Express. Емкий общий кеш третьего уровня для своих нужд могут использовать все ядра, в том числе и графическое. Блоки между собой связывает скоростная кольцевая шина, а с чипсетом CPU общается по DMI 2.0.

Несмотря на то, что при выпуске Ivy Bridge основной задачей был успешный переход на новый техпроцесс, Intel, безусловно, внесла некоторые изменения и в функциональную часть процессора. От вычислительных блоков можно ожидать некоторого ускорения на операциях деления чисел и преобразования данных.

Двухканальный контроллер памяти официально получил поддержку DDR3-1600 (для Sandy Bridge – DDR3-1066/1333), а также модулей DDR3L со сниженным напряжением питания. Некоторый прирост производительности может принести чуть улучшенная латентность.

Ivy Bridge получил также достаточно производительный цифровой генератор случайных чисел (Digital Random Number Generator), возможности которого могут задействоваться в задачах шифрования данных. Данный блок используется для работы Intel Secure Key. В свою очередь технология Intel OS Guard позволит защитить данные при попытке несанкционированного использования привилегированного режима в операционной системе.

22-нанометровым процессорам достался контроллер PCI Express 3.0. Вдвое увеличенная пропускная способность может сослужить хорошую службу при создании конфигурации с несколькими видеокартами. Процессор имеет 16 линий PCI-E 3.0 и позволяет делить их на три устройства (х8+х4+х4). Впрочем, для того, чтобы интерфейсный круг замкнулся, нужно чтобы скоростную версию интерфейса, помимо процессора, поддерживала материнская плата и видеокарта.

Графическое ядро Intel HD Graphics 4000/2500

Одним из наиболее важных функциональных нововведений Ivy Bridge является усовершенствованное графическое ядро. Возможностям интегрированного GPU разработчик уделил максимум внимания, фактические потратив на его доработку и улучшение большую часть дополнительных транзисторов, которые получили 22-нанометровые чипы.

Новое графическое ядро получило две модификации – Intel HD Graphics 4000 и 2500. В старшей количество основных исполнительных блоков увеличено с 12 до 16, что уже сулит определенную прибавку производительности. Вариант попроще имеет всего 6 блоков, как и у предшественника (HD 2000).

GPU имеет полноценную поддержку DX11, OpenGL 3.1 и OpenCL 1.1, к тому же графическое ядро получило улучшенную версию инструмента для кодирования видео – Intel Quick Sync 2.0.

Отметим, что более скоростную версию ядра HD 4000 получат процессоры Core i7 и топовый Core i5, тогда как остальные модели будут довольствоваться HD 2500. На расширенную функциональность это никак не повлияет, но вот производительность, судя по всему, будет не слишком отличаться от таковой для HD 2000.

В тандеме с платой на чипсете 7-ой серии, процессоры Ivy Bridge могут выводить изображение на три независимых монитора, тогда как Sandy Bridge позволяет подключить только два дисплея.

Штатная частота графического ядра составляет 650 МГц, однако под нагрузкой она может динамически увеличиваться вплоть до 1100–1150 МГц, в зависимости от модели CPU.

Инструменты для разгона

Для любителей тюнинга системы, Intel приготовила некоторые полезные «плюшки». Так, у чипов с индексом «К» максимальный процессорный множитель увеличен до 63, тогда как у аналогичных моделей на Sandy Bridge он ограничен 59. Впрочем, подобные значения скорее интересны лишь для пользователей, владеющих искусством беспрерывного доливания жидкого азота в испарительный стакан. Для более щадящих условий разгона такие значения точно не пригодятся.

В ручном режиме ускорять можно и графический чип. Множитель для GPU также увеличен с 57 до 60. Более полезной на практике выглядит возможность увеличивать частоту памяти до 2666 МГц и выше, при этом шаг теперь может составлять 200 и 266 МГц (ранее только 266 МГц). Также отметим поддержку модулей с профилями XMP версии 1.3.

Что же касается возможности повышать частоту системной шины, то тут, увы, без изменений. BCLK без ущерба для стабильности системы можно варьировать в пределах +/- 7%. Никаких дополнительных множителей, аналогичных имеющимся на LGA2011, не появилось.

Совместимость

Процессоры Ivy Bridge без проблем будут работать на подавляющем большинстве плат с чипсетами 6-ой серии (H61/H67/P67/Z68). По крайней мере, технологических трудностей здесь никаких нет. Многое зависит от производителя материнской платы, который должен своевременно обеспечить прошивкой, позволяющей распознать 22-нанометровые CPU.

Конечно, в комплекте с Ivy Bridge рекомендует использовать на новых чипсетах , предлагая для такой связки ряд дополнительных функций. Наиболее весомая из них – родная поддержка USB 3.0. Опция, бесспорно, приятная, но, если вам удастся найти модель на чипсете 6-ой серии схожей функциональности, которая обойдется заметно дешевле, то это неплохая возможность сэкономить. Разве что в поисках самых выгодных вариантов стоит оставлять без внимания модели на Q65, Q67 и B65. Бывалый «корпоратив» в этот раз остался без поддержки прогрессивных CPU.

Модельный ряд

Традиционно, процессоры нового поколения будут появляться на рынке поэтапно. На момент анонса, производитель сразу представил девять четырехъядерных моделей, предназначенных для настольных систем.

Отличить чипы второго и третьего поколений довольно просто по нумерации модели. Core i5/i7 серии 2000 являются носителями архитектуры Sandy Bridge, а процессоры линейки 3000 являются представителями новой волны – устройства, выполненные по 22-нанометровой технологии и получившие кодовое имя Ivy Bridge. Как и прежде, важным отличием Core i7 от чипов Core i5 является поддержка технологии Hyper-Threading, а также больший объем кеш-памяти третьего уровня (8 МБ vs. 6 МБ).

Модель	Базовая частота	Режим Turbo	Ядра/потоки	Графика	Частота GPU	Кеш L3	TDP	Цена
Core i7-3770K	3,5 ГГц	до 3,9 ГГц	4/8	HD 4000	650/1150 МГц	8 МБ	77 Вт	$313
Core i7-3770	3,4 ГГц	до 3,9 ГГц	4/8	HD 4000	650/1150 МГц	8 МБ	77 Вт	$278
Core i5-3570K	3,4 ГГц	до 3,8 ГГц	4/4	HD 4000	650/1150 МГц	6 МБ	77 Вт	$212
Core i5-3550	3,3 ГГц	до 3,7 ГГц	4/4	HD 2500	650/1150 МГц	6 МБ	77 Вт	$194
Core i5-3450	3,1 ГГц	до 3,5 ГГц	4/4	HD 2500	650/1100 МГц	6 МБ	77 Вт	$174
Core i7-3770S	3,1 ГГц	до 3,9 ГГц	4/8	HD 4000	650/1150 МГц	8 МБ	65 Вт	$278
Core i7-3770T	2,5 ГГц	до 3,7 ГГц	4/8	HD 4000	650/1150 МГц	8 МБ	45 Вт	$278
Core i5-3550S	3,0 ГГц	до 3,7 ГГц	4/4	HD 2500	650/1150 МГц	6 МБ	65 Вт	$194
Core i5-3450S	2,8 ГГц	до 3,5 ГГц	4/4	HD 2500	650/1100 МГц	6 МБ	65 Вт	$174

Взглянув на основные технические характеристики, сразу можно отметить, что принципиальных изменений в отношении количества вычислительных ядер, объемов кеш-памяти и даже рабочих частот, фактически нет. Топовый четырехъядерник Core i7-3770K имеет номинальные 3,5 ГГц и даже при максимальном автоматическом разгоне не выходит за пределы 3,9 ГГц. В аналогичных частотных рамках работал и его предшественник – Core i7-2700K.

Что же сразу обращает на себя внимание в перечне основных ТТХ – изменившиеся значения TDP. Ранее для классических четырехъядерных чипов Core i5/i7 заявленный уровень энергопотребления укладывался в 95 Вт, теперь же это значение составляет всего 77 Вт. Разница составляет практически 20%.

Производительность CPU

Возможности Ivy Bridge мы изучали на примере Core i7-3770K , использовав для сравнения сопоставимый по цене Core i7-2600K . Частотная формула новинки – 3,5/3,9 ГГц, тогда как у модели на Sandy Bridge – 3,4/3,8 ГГц. К тому же у i7-3770K более активно работает Turbo Boost. Даже при максимальной нагрузке частота его вычислительных блоков повышается на 200 МГц от номинальной (до 3,7 ГГц), тогда как i7-2600К в таком же режиме ускоряется только на 100 МГц – до 3,5 ГГц. Фактически, условия заведомо неравноценны, но ведь это схожие по цене процессоры. Спустя год соотношение цена/производительность должна улучшаться – это нормально, это правильно. Впрочем, чтобы восстановить справедливость и, конечно же, удовлетворить собственное любопытство, мы также проверили возможности обоих процессоров, стабильно работающих на 4 ГГц, повысив множитель до 40 и отключив все технологии сохранения энергии. Результаты представлены на диаграммах.

Вычислительные тесты регистрируют преимущество i7-3770К над i7-2600К на уровне 6–12% при работе этих процессоров в штатных режимах и порядка 3–5,5% во время функционирования на одинаковой частоте и прочих равных условиях.

В тестовых играх лишь Hard Reset чутко отреагировал на более агрессивную работу i7-3770К, продемонстрировав почти 10% разницу в производительности, в остальных случаях преимущество Ivy Bridge были минимальным – 1,5–2%. К тому же в режимах с максимальным качеством графики, привычным для владельцев топовых видеокарт, разница и вовсе будет исчезающе малой.

Энергопотребление

Существенно сниженный TDP в новых процессорах, признаться, заинтриговал. 77 Вт для четырехъядерного процессора, обрабатывающего одновременно восемь потоков – достаточно смелая заявка на фоне 95 Вт для предшественника с фактически такими же тактовыми частотами, но выполненного по 32-нанометровой технологии.

Практические замеры расставляют все по своим местам. В режиме покоя энергопотребление систем с чипами разных поколений находится примерно на одном уровне. В этом случае фактически нечего уже улучшать – благодаря работе средств CPU работают на 1,6 ГГц и напряжения питания менее 1 В оба процессора по части энергоэффективности очень схожи. А вот под серьезной нагрузкой Core i7-3770К оказывается на 21–22 ватта экономичнее Core i7-2600К, причем, как в штатном режиме, в котором последний работает с меньшей тактовой частотой, так и после разгона обоих процессоров.

Разгон

Переход на более тонкий техпроцесс изготовления кристаллов, как правило, позволял расширить частотные горизонты процессоров. Помня об очень хорошем потенциале Sandy Bridge, наверняка многие искатели предельных мегагерц рассчитывали на беспроблемную работу Ivy Bridge на 5–5,5 ГГц. Однако, в случае с новыми 22-нанометровыми чипами ситуация с разгоном не столь однозначна.

Во время тестирования новинки, максимум, чего удалось достичь от рассматриваемого экземпляра Core i7-3770К – 4,8 ГГц. При этом, чтобы добиться стабильной работы CPU, напряжение питания понадобилось поднять с 1 В до 1,3 В. Для Ivy Bridge это скорее экспериментальный режим, слабо пригодный для использования в режиме 24/7. Дело в том, что новые CPU весьма чувствительны к повышению вольтажа, реагируя на это быстрым нагревом вычислительных ядер. При этом может возникать, на первый взгляд, парадоксальная ситуация, когда радиатор кулера еще едва теплый, а температура ядер уже повысилась до 80–90 градусов или даже выше. Использование качественной термопасты в данном случае не решает вопрос. Очевидно, сказываются уменьшенные физические размеры кристалла и быстро распределить и отвести тепло довольно сложно.

Однако еще раз сделаем акцент на то, что подобные вопросы возникают после значительного (25–30%) повышения напряжения питания. Например, уже при 1,2 В хороший воздушный кулер без проблем справляется с отводом тепла, однако в этом режиме процессор работал «лишь» на 4,6 ГГц. Чипы Sandy Bridge, как правило, на воздухе позволяют добиться немного лучших результатов (~4,8–4,9 ГГц).

А вот для экстремальных оверклокеров анонс Ivy Bridge – прекрасный повод наполнить сосуды Дьюара жидким азотом и вписать свои имена в мировые рейтинги. В условиях тотальной заморозки, когда рабочая температура кристалла ощутимо ниже нуля, 22-нанометровые чипы демонстрируют частотные чудеса. Самым удачливым и квалифицированным оверклокерам покоряются значения 6,5– 7 ГГц. Сейчас пошла волна обновления рекордов в классических тестовых приложениях, и Ivy Bridge являются обязательными компонентами самых производительных систем.

Вот, такая получается неоднозначная ситуация с разгоном новых CPU. С одной стороны – мировые рекорды с азотом, с другой – несколько худшие показатели, чем у Sandy Bridge с воздушными СО. Intel только начал использовать 22-нанометровый техпроцесс, и, вполне вероятно, что с новыми степпингами ядра улучшится и частотный потенциал процессоров в условиях охлаждения привычными кулерами.

Производительность GPU

Очевидно, что чем выше производительность и функциональность интегрированного GPU, тем шире круг потенциальных пользователей, для которых возможностей встроенного ядра будет вполне достаточно для работы и развлечений. Intel серьезно потратилась в плане количества транзисторов, пущенных на то, чтобы подтянуть быстродействие и функциональность своего решения. Посмотрим, не прошли ли даром труды разработчиков.

Реальные игры подтверждают убедительное превосходство HD Graphics 4000 над предшественником – HD Graphics 3000. Если даже опустить предельно позитивную реакцию синтетического теста, который на HD 4000 ускорился едва ли не вдвое, прирост производительности 45–65% в реальных играх можно считать очень достойным результатом, который виден даже невооруженным взглядом.

При этом отметим, что новое графическое ядро имеет не просто большую производительность, чем у HD 3000. В ряде случаев оно позволяет с достаточным уровнем комфорта играть в тех режимах, где предыдущий GPU уже явно не справлялся. Например, разница в ощущениях от игры со средними 27 и 40 кадрами/c принципиальна. В первом случае проседания производительности при сложных сценах наверняка будут ощутимы, а во втором такие ситуации если и возникнут, то лишь эпизодически.

Итоги

Очевидно, что при разработке процессоров Ivy Bridge , приоритетной задачей для Intel было дальнейшее улучшение энергоэффективности чипов. Переход на 22-нанометровый техпроцесс и трехмерную структуру транзисторов позволило добиться очень хороших результатов. Что касается вычислительной производительности, то по этому параметру вряд ли можно было предъявить претензии даже к предшественнику, однако компании, пусть и не столь значительно, но все же удалось улучшить свои чипы и по этому показателю (+5–10%).

Кроме того Intel серьезно увеличила быстродействие интегрированного видеоядра, при этом не только улучшив скоростные показатели, но и расширив их функциональность. В целом, Intel еще есть к чему стремиться на пути к совершенствованию своего GPU, но прогресс здесь очевиден. Конечно, речь о том, что подобные решения готовы стать частью серьезной игровой системы, еще не идет, но AMD и NVIDIA пора начинать волноваться о судьбе своих доступных дискретных видеокарт для ноутбуков.

Тех, кого возможности интегрированного видео не слишком волнуют, в случае с Ivy Bridge получат несколько более производительные и экономичные чипы по цене предшественников. Это тоже довольно убедительный аргумент в пользу 22-нанометровых чипов. К тому же новинки могут работать с платами на чипсетах 6-ой серии, не требуя модернизации платформы.

По заявлению производителя, распространение чипов Ivy Bridge будет заметно более интенсивным, чем это было в случае с Sandy Bridge. Конечно, здесь многое будет зависеть от рыночной ситуации, но Intel не заинтересована в том, чтобы затягивать с анонсом новых моделей, и намерена в максимально сжатые сроки расширить ассортимент 22-нанометровых CPU.

Владельцы старших моделей Core i5/i7 с архитектурой Sandy Bridge могут спокойно перевести дух. Эти процессоры еще более, чем актуальны, и менять их на новые особого резона нет. Для тех же, кто планировал обновить собственную систему, переходя с платформ предыдущих поколений, 22-нанометровые чипы Ivy Bridge станут отличным решением.

Если выбор стоит между процессорами Ivy Bridge и Sandy Bridge с разблокированными множителями, то здесь нужно определиться со своими приоритетами. На одной чаше весов – сниженный уровень TDP, поддержка PCI Express 3.0, возможность использовать очень быструю память и ряд мелких полезных улучшений, на другой – дополнительные 100–200 МГц тактовой частоты при максимальном разгоне с воздушным кулером. Каким бы ни было решение, оно будет вполне оправданным для каждого отдельно взятого случая.

Если же говорить о процессорах с заблокированным множителем, то здесь все достаточно прозрачно. По сравнению с Sandy Bridge чипы Core третьего поколения имеют расширенную функциональность, чуть большую производительность и будут гарантированно экономичнее предшественников. При равной стоимости моделей со схожими тактовыми частотами, выбор кажется достаточно очевидным.

Компания Intel — лидер мирового рынка процессоров для ПК. Данный бренд выпускает самый широкий спектр микрочипов в различных ценовых и технологических сегментах. В числе наиболее примечательных решений от американской корпорации — микропроцессоры Intel Core i7 3770. Данные чипы реализованы, в частности, на базе высокотехнологичной архитектуры Ivy Bridge. Микропроцессоры линейки традиционно рассматриваются как относящиеся к самым высокопроизводительным в играх. Микросхемы соответствующего типа также считаются хорошо поддающимися разгону и стабильно работающими в соответствующем режиме. В какой степени подобные характеристики свойственны для процессора Intel Core i7 3770? Каковы наиболее сильные и слабые стороны соответствующей микросхемы?

Основные сведения о процессоре

I7 3770 функционирует на частоте 3,5 ГГц. Классифицируется как чип, относящийся к 3 поколению микросхем Intel Core. Данный тип решений характеризуется высочайшей производительностью. Микросхема выполнена в рамках техпроцесса 22 нм на базе ядра Ivy Bridge. Инсталлируется на материнских платах, оснащенных разъемом LGA1155. Имеет 4 ядра. Благодаря концепции 2.0 частота процессора может разгоняться до показателя в 3,9 ГГц. Чип имеет графический ускоритель HD Graphics 4000. Производительность данного аппаратного компонента позволяет решать как повседневные пользовательские задачи — такие как запуск офисных приложений, работа с интернетом, так и задействовать его в качестве инструмента геймера. В числе наиболее примечательных технологических опций рассматриваемого процессора — поддержка опции Hyper-Threading. Данная технология позволяет микрочипу осуществлять вычисления в рамках двух потоков на каждом ядре. Таким образом, фактически, процессор Core i7 3770 — 8-ядерный. Чип оснащен мощной системой охлаждения, рассчитанной на работу с тепловыделением, соответствующим функционированию микросхемы на 77 Вт. В числе иных примечательных характеристик процессора — наличие кэш-памяти 3 уровня объемом 8 Мб.

Особенности технологии Ivy Bridge

Архитектура, на которой базируется процессор Intel Core i7 3770 — Ivy Bridge. Полезно будет изучить ее особенности.

Рассматриваемая технология — результат дальнейшего развития микроархитектуры Sandy Bridge. В принципе, различий между соответствующими решениями не слишком много. В частности, обновленная микроархитектура функционирует на том же разъеме, что и предшествующая — LGA1155. Соответственно, 3770 может быть использована та же, что и для более старых микросхем на базе Sandy Bridge. Коммуникации между процессорами, реализованными на базе рассматриваемой архитектуры, и компонентами системной логики осуществляется на той же шине, что и в случае с задействованием технологии Sandy Bridge, а именно — DMI в версии 2.0, обладающей пропускной способностью порядка 20 Гбит/сек.

Функциональные узлы микроархитектуры Ivy Bridge те же, что задействуются в предшествующей - Sandy Bridge. Микрочипы на базе соответствующей технологии могут иметь 2 или 4 ядра с кэшем 2 уровня объемом 256 Кбайт, 3 уровня — до 8 Мбайт. В структуре чипов на рассматриваемой микроархитектуре присутствует графическое ядро, контроллер памяти, работающий на 2 каналах, соответствующий элемент для графической шины типа PCI Express, компоненты, отвечающие за работу технологии Turbo и иных сопутствующих интерфейсов. Компоненты чипа на базе Ivy Bridge соединены с помощью шины Ring Bus — как и в случае с предыдущей микроархитектурой от Intel.

Каковы же принципиальные отличия технологии Ivy Bridge, на которой построен процессор Intel Core i7 3770 от предшествующих решений? Прежде всего это технологический процесс. Рассматриваемая архитектура реализована на 22 нм. При этом определенные отличия от предшествующих схем имеет внутреняя структура транзисторов. В соответствии с информацией от бренда-производителя, соответствующие компоненты имеют трехмерную структуру. Подобная конструкция позволяет, в частности, работать чипу при пониженном напряжении и меньшей интенсивности нагрева. Так, новая архитектура, на базе которой создан процессор Intel Core i7 3770 — Ivy Bridge, исходя из официальной информации от бренда-производителя, примерно в полтора раза эффективнее чем технология Sandy Bridge в аспекте уровня производительности в расчете на ватт. Как отмечают IT-эксперты, данное свойство новой микроархитектуры от Intel формирует потенциал для активного распространения соответствующих процессоров в сегменте ноутбуков.

Отмеченные технологические преимущества Ivy Bridge дополняются алгоритмами энергосбережения, которые компания Intel также реализовала в чипах, базирующихся на соответствующей микроархитектуре. В числе иных примечательных решений, внедренных брендом — конфигурируемый TDP. Рассмотренные нами технологические нововведения, реализованные в микроархитектуре Ivy Bridge, и в частности в чипах Intel Core i7 3770, предопределили возможность компании Intel выпускать данные чипы с площадью примерно на 35% меньшей, чем у микросхем на базе Sandy Bridge. И это стало возможно несмотря на то, что в структуре новейших микропроцессоров от Intel присутствует порядка 1,4 млрд транзисторов. В свою очередь, в чипах, базирующихся на предшествующей микроархитектуре, имеется 995 млн соответствующих компонентов.

Сравнение с конкурентами

Как выглядит на фоне конкурирующих решений процессор Intel Core i7 3770? Сравнение рассматриваемого чипа и его аналогов можно осуществить, исходя из базовых характеристик микросхем. Одним из конкурентов процессора, о котором идет речь, можно считать чип AMD FX-8350, базирующийся на микроархитектуре Piledriver, которая является результатом развития технологии Bulldozer. Данный процессор функционирует на платформе Socket AM3+, которая часто рассматривается как конкурентная LGA1155.

Процессор Intel Core i7 3770 опережает конкурента от AMD прежде всего по техпроцессу — решение от AMD реализовано на 32 нм. Чип от AMD имеет вместе с тем 8 ядер. Данное технологическое преимущество может быть значимым — но только в том случае, если на компьютере запускается приложение или игра, задействующие данный ресурс в полной мере. Однако, как мы отметили в начале статьи, фактически процессор Intel Core i7 3770 8-ядерный, благодаря тому, что он поддерживает концепцию Hyper-Threading. Поэтому, даже если два рассматриваемых чипа запускаются в схожей среде — тех приложений, что задействуют 8 потоков, — результаты будут далеко не всегда в пользу решения от AMD. Как считают IT-эксперты, именно благодаря техпроцессу в 22 нм процессор от Intel можно считать одним из самых высокопроизводительных решений в своем ценовом сегменте. Остальные характеристики чипа становятся второстепенными. Прямые конкуренты процессора Intel Core i7 3770, однако, могут быть востребованы для отдельных задач, требующих узкой специализации чипов. Например, при запуске игр, оптимизированных для чипов AMD.

Особенности графического модуля

Изучим особенности некоторых ключевых компонентов процессора, о котором идет речь. В частности, заслуживает внимания новый графический модуль — HD Graphics 4000, который встроен в чип от Intel. Основное преимущество данного аппаратного компонента — поддержка современных технологий, таких как DirectX 11, Direct Compute, а также Shader Model в версии 5.0. Более того, бренд-производитель процессора реализовал поддержку GPGPU-вычислений посредством интерфейса OpenCL версии 1.1. Графический модуль HD Graphics 4000, который присутствует в структуре процессора Intel CPU Core i7 3770, может работать с 3 независимыми дисплеями. Общий уровень производительности чипа также увеличился благодаря наличию дополнительных исполнительных элементов — их 16. Отмеченные преимущества графического модуля HD Graphics 4000 позволяют использовать его для запуска относительно требовательных игр, в том числе и на ноутбуках, что очень важно с точки зрения дальнейшего распространения влияния Intel в соответствующем сегменте рынка.

Насколько производительна архитектура Ivy Bridge?

Каков прирост производительности чипов на базе рассматриваемой микроархитектуры в сравнении с процессорами, реализованными на предшествующей технологии — Sandy Bridge? Как отмечают IT-специалисты, новая архитектура от Intel не обеспечивает революционного роста скорости чипа. Как показывают некоторые тесты, можно пронаблюдать увеличение производительности Ivy Bridge примерно на 5% в сравнении с предшествующей архитектурой — при одинаковых частотах чипа. Эксперты связывают это с тем, что в новых микросхемах от Intel, в принципе, присутствует та же структура вычислительных ядер, что и в предыдущих моделях процессоров.

Если прямо сравнивать ядра Sandy Bridge и Ivy Bridge на одинаковых частотах и при отключенной функции Hyper-Treading у второй в популярных тестах, то в некоторых случаях преимущество более новой технологии будет и вовсе едва заметным. Так, при тестировании рассматриваемых решений в программе Sandra, арифметические тесты процессора показывают практически одинаковые результаты. Разумеется — если используются ПК с одинаковыми характеристиками прочих аппаратных компонентов. При желании можно по очереди тестировать чипы на одном и том же ПК. Сначала — проверить микросхему на базе Ivy Bridge, затем инсталлировать на тот же компьютер Intel Core i7 3770.

Производительность PCI Express

Итак, с точки зрения производительности чипа в чистом виде, новая технология Ivy Bridge имеет совсем немного преимуществ относительно предшествующей микроархитектуры. Однако, как мы отметили в начале статьи, в процессоре Core i7 3770 усовершенствована поддержка технологии PCI Express. Означает ли это практический рост производительности ПК в аспекте задействования отмеченного аппаратного компонента? Как показывают тесты, проведенные экспертами, это так. Технология PCI Express — это интерфейс, отвечающий за эффективность работы ключевых аппаратных компонентов, расположенных внутри чипа. Микроархитектура Ivy Bridge совместима с контроллером PCI Express в 3-й версии. Пропускная способность соответствующей реализации интерфейса вдвое выше, чем у 2-й версии, и составляет порядка 8 гигатранзакций в секунду.

Особенности работы контроллера памяти чипа

Еще один примечательный аппаратный компонент чипа, о котором идет речь — контроллер памяти. Изучим его особенности.

В принципе, основные его характеристики в новом чипе не слишком отличаются от таковых, что наблюдаются при изучении микроархитектуры Sandy Bridge. В частности, он поддерживает работу с памятью DDR3 SDRAM в режиме двух каналов. Вместе с тем, в новом чипе реализована возможность тонкой настройки частот. Так, при работе с соответствующим параметром диапазон корректировки значений частоты может составлять 200 или же 266 МГц. Также можно отметить, что новый процессор поддерживает частоту, соответствующую модулям памяти DDR3-2800 SDRAM.

Тестирование процессора в играх

Изучим теперь то, какова производительность чипа, о котором идет речь, в играх. Как отмечают эксперты, процессоры на базе микроархитектуры Ivy Bridge немного быстрее при тестировании в соответствующем режиме, чем предшествующие модели, но, как и в случае с измерением скорости работы чипов в Sandra, ненамного. Можно отметить, что во многих играх рассматриваемый процессор от Intel опережает конкурента от AMD — чип FX-8150. Безусловно, тестирование чипов в играх предполагает задействование аналогичных по производительности сопутствующих аппаратных компонентов — прежде всего видеокарты. При этом специалисты рекомендуют проводить тесты процессора при минимальных настройках графики — в частности, при невысоком разрешении. Это необходимо для того, чтобы результаты проверки производительности ПК в играх были преимущественно основаны на эффективности работы процессора, а не видеокарты.

Компания Intel, наряду с базовой моделью микросхемы Intel Core i7 3770, выпускает ту, что обладает разблокированным программным коэффициентом-множителем. То есть — приспособленную к разгону. Речь идет о процессоре Intel Core i7 3770K. Изучим специфику задействования возможностей для разгона данного чипа.

Разгон чипа Intel Core 3770

Разгонять процессор можно посредством увеличения множителя до 63. К слову, предшествующая микроархитектура, Sandy Bridge, позволяет выставить значение в пределах 59. Как мы отметили выше, разогнанный чип может функционировать в режиме, соответствующем производительности DDR3-2800. Также можно отметить поддержку процессором полезной функции XMP в версии 1.3.

Насколько производителен в соответствующем режиме чип Intel Core i7 3770? Разгон процессора, как отмечают эксперты, сопровождается не слишком впечатляющими результатами. В частности, максимальный показатель стабильной частоты, при котором работает микросхема — порядка 4,6 ГГц. То есть наблюдается увеличение прироста, в сравнении с номинальным значением, примерно на 20%. Специалисты оценивают подобную результативность как весьма скромную — даже на фоне предшествующих моделей, базирующихся на архитектуре Sandy Bridge. В частности, такие чипы как Intel Core i7-2600K, а также процессор Intel Core i7-2500K могут разгоняться до значений, составляющих порядка 5 ГГц при условии приемлемых показателей напряжения. При этом, как отмечают эксперты, процессор, в принципе, не сильно нагревается, т. к. система охлаждения успешно справляется с увеличением частоты чипа. Проблемы появляются со стабильностью работы микросхемы по мере разгона. При запуске процессора в рассматриваемом режиме не рекомендуется выставлять частоту напряжения, превышающую 1,2 В.

Таким образом, разгонный потенциал чипа Intel CPU Core i7 3770 оценивается экспертами как весьма скромный. Впрочем, для энтузиастов бренда Intel открыты все возможности по «оверклоккингу» при условии задействования процессоров линейки Sandy Bridge.

Резюме

Какие выводы мы можем сделать, исследовав процессор Intel Core i7 3770? Характеристики данного чипа позволяют оценить его как один из самых передовых в сегменте. Прежде всего благодаря одному из самых совершенных техпроцессов — 22 нм. Весьма примечательна реализация поддержки микросхемой технологии PCI Express в 3-й версии. Заслуживает внимания также усовершенствованное графическое Улучшены технологии энергосбережения чипа.

Однако в аспекте фактических показателей скорости работы рассматриваемый процессор нельзя назвать революционным в сравнении с возможностями лидирующих моделей предшествующей линейки, базирующейся на микроархитектуре Sandy Bridge. При сопоставлении работы микросхем на номинальных частотах производительность новинок буквально на несколько процентов выше, да при том еще и не во всех режимах. В играх подобное преимущество и вовсе может оказаться незаметным. Касательно разгона, потенциал девайса в данном режиме работы не слишком высокий даже на фоне предшествующих моделей.

Процессор Core TM i7 3770, как считают эксперты, наилучшим образом адаптирован для продвижения бренда Intel на рынке мобильных решений. В сегменте десктопов он, в принципе, имеет те же возможности, что и более старые модели чипов. Однако в сегменте ноутбуков вполне может быть одним из самых конкурентных. Данные преимущества процессор имеет благодаря, во-первых, уменьшенным размерам, а во-вторых, более эффективному, как мы отметили выше, энергопотреблению.