Intel core i7 3770k ivy bridge

Содержание

Илья Коваль

23 апреля 2012

Интеловский принцип «тик-так», описывающий идеологию попеременного ввода новых микроархитектур и внедрения более тонких техпроцессов, продолжает действовать. Изначально компания обещала выдавать новые продукты каждый год, и, надо сказать, в целом она придерживается этого плана. В прошлом году нам преподнесли микроархитектуру Sandy Bridge, существенно увеличившую быстродействие современных компьютеров, а теперь Intel запускает проект Ivy Bridge — усовершенствованный процессорный дизайн, предполагающий использование новой производственной технологии с 22-нм нормами и инновационными трёхмерными транзисторами.

Однако ослабление конкуренции на рынке высокопроизводительных процессоров всё же не может не сказываться на темпах прогресса. Маятник интеловской концепции постепенно замедляет свой ход, и если Sandy Bridge были представлены в самом начале 2011 года, то анонса Ivy Bridge нам пришлось ждать до конца апреля. Впрочем, у Intel есть неплохое оправдание: новое поколение процессоров — это не простая косметическая переделка старого ядра с учётом новых технологических норм. Инженеры внесли целый ряд существенных изменений в микроархитектуру, поэтому Ivy Bridge предлагается считать не за один «тик», а за «тик» и ещё «полтака» в придачу.

Можно ли принять такое объяснение возникшей задержки? Всё зависит от того, с каких позиций оценивать современные процессоры вообще. Большинство изменений, произошедших в дизайне Ivy Bridge, касается не вычислительных ядер, а графического ядра. Поэтому для традиционных CPU это — явный «тик». Однако если считать, что предложенная AMD парадигма гетерогенных процессоров оказалась очередным пророчеством (они, в отличие от микроархитектур, AMD явно удаются), то Ivy Bridge может потянуть и на полноценный «так».

Так вот и получается, что новый интеловский продукт — очень многогранная и противоречивая вещь. Приверженцы десктопов, которые видят в Ivy Bridge возможный стимул к модернизации своих систем, новинкой будут, скорее всего, разочарованы. Для них в ней нет ничего особенно привлекательного, так как простой переход на новую технологию производства сам по себе ничего особенного не привносит. Тем более что «утончение» техпроцесса уже давно выливается не в увеличение тактовых частот CPU, а в снижение их тепловыделения.

Зато для пользователей разного рода мобильных или компактных систем Ivy Bridge сулит очень хороший гешефт. Наконец-то о представителях серий Intel Core можно будет думать как о полноценных гибридных процессорах — APU, которые обеспечивают неплохую 3D-производительность, совместимы с DirectX 11 и способны к выполнению GPGPU-вычислений. Недаром именно с выходом Ivy Bridge компания Intel напрямую связывает расцвет ультрабуков — новинки вписываются в этот класс компьютеров практически идеально.

Впрочем, в этом материале мы будем позиционировать себя как энтузиастов старой закалки. Всякие ультракомпактные компьютеры — это детские игрушки, нам подавай традиционные вычислительные системы, внушающие уважение как своим внешним видом, так и уровнем производительности. Может ли Ivy Bridge органично вписаться и в такую экосистему? Попробуем на этот вопрос ответить.

⇡#Микроархитектура Ivy Bridge: краткий обзор

Хотя мы и сказали о том, что микроархитектура Ivy Bridge имеет значительные отличия от своей предшественницы, Sandy Bridge, узреть близкое родство между ними — проще простого. На самом верхнем уровне, в общей структуре новых процессоров не изменилось ровным счётом ничего, все сделанные усовершенствования — в деталях. Подробное описание нововведений можно найти в специальном материале, здесь же мы приведём краткий обзор ключевых моментов.

Начать, пожалуй, следует с того, что появление новых процессоров Ivy Bridge не означает смены платформы. Эти CPU используют тот же самый процессорный разъём LGA1155, что и их предшественники, и полностью совместимы с имеющимся парком материнских плат. К выпуску Ivy Bridge компания Intel приурочила появление семейства наборов логики седьмой серии во главе с Z77, однако применение плат на его основе вместе с новыми процессорами не является необходимостью. Для соединения Ivy Bridge с набором системной логики используется та же самая, что и в случае с Sandy Bridge, шина DMI 2.0 с пропускной способностью 20 Гбит/с. Поэтому новые процессоры превосходно работают в любых материнских платах с разъёмом LGA1155.

Как и Sandy Bridge, процессоры семейства Ivy Bridge состоят из того же самого набора функциональных узлов. Они содержат два или четыре вычислительных ядра, оборудованных индивидуальным L2-кешем объёмом 256 Кбайт; графическое ядро; разделяемую кеш-память третьего уровня объёмом до 8 Мбайт; двухканальный контроллер памяти с поддержкой DDR3 SDRAM; контроллер графической шины PCI Express; а также системный агент, отвечающий за работу технологии Turbo и реализующий вспомогательные интерфейсы. Все составные части Ivy Bridge соединяются посредством кольцевой шины Ring Bus — тут тоже нет ничего нового.

Если же говорить об отличиях Ivy Bridge от её предшественников, то это в первую очередь — новая 22-нм производственная технология, применённая производителем для изготовления полупроводниковых кристаллов. Причём новизна в данном случае заключается не только в «утончённых» нормах, но и в принципиальном изменении внутренней конструкции транзисторов. Intel характеризует новые транзисторы как имеющие трёхмерную конструкцию (Tri-Gate), что на практике выливается в установку на кремниевой подложке высокого покрытого High-K диэлектриком вертикального ребра, врезающегося в затвор.

Такая хитрость позволяет при уменьшении геометрических размеров транзистора добиться ускорения переключений и снижения паразитных токов утечки. А это значит, что в конечном итоге полупроводниковые устройства, изготовленные с использованием нового типа транзисторов, способны работать при более низких напряжениях и выделять меньше тепла. Согласно официальной информации, Ivy Bridge предлагает полуторакратное превосходство над Sandy Bridge с точки зрения соотношения производительности на ватт.

Учитывая, что одной из главных целей выпуска Ivy Bridge является их массированное проникновение в ультра-мобильные компьютеры, такое улучшение экономичности отнюдь не лишнее. К тому же разработчики Intel усилили достигнутый эффект внедрением новых энергосберегающих технологий: более глубоких состояний сна, возможности отключения от линий питания контроллера памяти и поддержки DDR3L SDRAM с пониженным напряжением. Появилось и такое понятие, как конфигурируемый TDP. В результате, в числе различных модификаций Ivy Bridge возникает целый класс ULV-продуктов с 17-Вт тепловым пакетом, снижаемым при необходимости до 14 Вт.

Ввод в строй свежей производственной технологии автоматически означает и уменьшение размеров полупроводниковых кристаллов. Так, кристалл четырёхъядерного Ivy Bridge имеет площадь 160 кв. мм — это на 35% меньше площади Sandy Bridge.

При этом сложность нового процессора значительно выросла, он состоит из 1,4 млрд транзисторов, в то время как количество транзисторов в процессорах-предшественниках аналогичного класса составляло 995 млн штук.

Процессор	Техпроцесс	Количество ядер	Кеш L3	Число транзисторов	Площадь ядра
AMD Bulldozer	32 нм	8	8 Мбайт	1,2 млрд	315 кв. мм
AMD Llano	32 нм	4 + GPU	Нет	1,45 млрд	228 кв. мм
Intel Ivy Bridge	22 нм	4 + GPU	8 Мбайт	1,4 млрд	160 кв. мм
Intel Sandy Bridge E (6C)	32 нм	6	15 Мбайт	2,27 млрд	435 кв. мм
Intel Sandy Bridge E (4C)	32 нм	4	10 Мбайт	1,27 млрд	294 кв. мм
Intel Sandy Bridge	32 нм	4 + GPU	8 Мбайт	995 млн	216 кв. мм

Наиболее привычный путь задействования дополнительного транзисторного бюджета — это наращивание объёмов кеш-памяти. Однако в Ivy Bridge ничего такого нет, эти процессоры располагают точно такими же по ёмкости и схеме работы L1-, L2- и L3-кешами, что и Sandy Bridge. Дополнительные же транзисторы в большинстве своём ушли во встроенное графическое ядро — оно в Ivy Bridge отличается от графики предыдущего поколения, Intel HD Graphics 3000/2000, чуть менее чем полностью.

Новое видеоядро, получившее название HD Graphics 4000, наконец-то можно именовать современным во всех смыслах этого слова. Главное достижение разработчиков в том, что с новой версией графики они смогли добиться соответствия требованиям DirectX 11 вместе с DirectCompute и Shader Model 5.0, а также открыли возможность GPGPU-вычислений через интерфейс OpenCL 1.1. В дополнение к этому у HD Graphics 4000 появилась поддержка трёх независимых мониторов, а уровень производительности существенно увеличился благодаря добавлению дополнительных исполнительных устройств: теперь их 16 вместо 12. Поэтому Intel считает, что число систем, использующих процессоры компании без внешней видеокарты, существенно увеличится, однако произойдёт это, главным образом, в мобильном рыночном сегменте.

Но для пользователей настольных систем графическое ядро не слишком интересно. Гораздо сильнее они ожидают улучшений микроархитектуры вычислительной части, способных сказаться на производительности. А тут-то новым процессорам поколения Ivy Bridge похвастать особенно нечем. Возможный прирост в быстродействии при работе Ivy Bridge и Sandy Bridge на одинаковой тактовой частоте, даже по самым оптимистичным официальным данным, не превосходит и 5 %. Дело в том, что вычислительные ядра в новых процессорах не перерабатывались, а место имеют лишь незначительные улучшения косметического характера. Так, в Ivy Bridge ускорена работа команд целочисленного и вещественного деления, с учётом использования регистрового файла оптимизировано исполнение инструкций пересылки данных между регистрами, кроме того, реализовано динамическое, а не статическое распределение ресурсов внутренних буферов между потоками при использовании технологии Hyper-Threading.

Чтобы оценить практический эффект этих изменений, мы воспользовались синтетическими бенчмарками из пакета SiSoft Sandra, которые реализуют простые алгоритмы, позволяющие оценить производительность процессоров при выполнении разнообразных операций. В рамках данного предварительного теста мы сравнили между собой скорость работы четырёхъядерных Sandy Bridge и Ivy Bridge, функционирующих на одинаковой частоте 4,0 ГГц без использования технологии Hyper-Threading.

Sandy Bridge 4С/4T 4,0 ГГц	Ivy Bridge 4С/4T 4,0 ГГц	Преимущество новой микроархитектуры
Processor Arithmetic
Dhrystone SSE4.2	100,82	100,86	0,0%
Whetstone SSE3	58,2	59,92	+3,0%
Processor Multi-Media
Integer x16 AVX	195,13	195,82	+0,4%
Float x16 AVX	235,87	239,11	+1,4%
Double x8 AVX	135,07	136,07	+0,7%
Float/Double x8 AVX	178,49	180,38	+1,1%
Cryptography
AES-256-ECB AES	08,4	08,7	+0,4%
SHA2-256 AVX	01,1	1,24	+12,7%

Результаты и впрямь не слишком обнадёживающие. Улучшения микроархитектуры вычислительных ядер в Ivy Bridge выливаются в практически неуловимый прирост производительности.

Поэтому гораздо более интересными для пользователей настольных систем нам представляются те изменения, которые коснулись работы смежных внутрипроцессорных интерфейсов — памяти и шины PCI Express. Так, встроенный в Ivy Bridge контроллер PCI Express получил поддержку третьей версии этой спецификации, что автоматически (при условии применения совместимых оконечных устройств) означает увеличение пропускной способности шины по сравнению с PCI Express 2.0 почти вдвое — до 8 гигатранзакций в секунду.

При этом поддерживаемые Ivy Bridge шестнадцать линий PCI Express могут дробиться на две или на три части — по схеме 8x + 8x или 8x + 4x + 4x. Последний вариант может быть интересен для систем с тремя видеокартами, тем более что PCI Express 3.0 вполне способна обеспечить приемлемую для видеокарт пропускную способность даже в случае использования только четырёх линий.

Что же касается контроллера памяти Ivy Bridge, то его базовые характеристики по сравнению с тем, что мы видели в Sandy Bridge, не изменились. Он точно также может работать с двухканальной DDR3 SDRAM. Но в то же время интеловские инженеры сделали определенные шаги в сторону производителей оверклокерской памяти и добавили в процессор возможность более гибкой настройки частотного режима. Во-первых, максимальной поддерживаемой частотой теперь является DDR3-2800 SDRAM. Во-вторых, для изменения частоты работы памяти теперь можно использовать два режима тактования — с шагом 200 или 266 МГц.

Практическая скорость работы контроллера памяти при этом тоже немного изменилась. Это подтверждают в том числе и бенчмарки. Например, ниже мы приводим показатели AIDA64 Cache & Memory Benchmark, снятые в системе с процессорами Sandy Bridge и Ivy Bridge, работающими на частоте 4,0 ГГц.

Sandy Bridge 4,0 ГГц, DDR3-1867 (9-11-9-30-1T)

Ivy Bridge 4,0 ГГц, DDR3-1867 (9-11-9-30-1T)

Процессор поколения Ivy Bridge обеспечивает немного меньшую практическую латентность подсистемы памяти, но это преимущество минимально. При этом тест выявляет и другую интересную деталь: L3-кеш у новых процессоров якобы стал заметно быстрее. Однако вынуждены разочаровать — в данном случае различие в показателях AIDA64 Cache & Memory Benchmark вызвано не улучшением скоростных характеристик L3-кеша, а изменениями в темпе исполнения инструкций, фигурирующих в алгоритме теста. На самом же деле латентность L3-кеша Ivy Bridge составляет 24 цикла — и это на один цикл больше латентности кеша третьего уровня процессоров Sandy Bridge. Иными словами, кеш в новых процессорах стал работать даже чуть медленнее, чем раньше, но в практических задачах это незаметно.

⇡#Процессоры Ivy Bridge для десктопов, первый заход

Проблемы производственного характера, возникающие почти каждый раз, когда дело касается внедрения каких-либо принципиальных нововведений, пока не позволили Intel завалить рынок разномастными модификациями Ivy Bridge. Поэтому внедрение нового дизайна происходит поэтапно: сегодня анонсируются лишь четырёхъядерные модификации новых процессоров, относящиеся к семействам Core i7 и Core i5.

Моделей для настольных систем из них всего пять, следующая таблица раскрывает их спецификации.

Честно говоря, знакомство с приведёнными характеристиками особого оптимизма по поводу новых процессоров не добавляет. По сравнению с Sandy Bridge мы не видим прогресса ни в числе ядер, ни в тактовых частотах, ни в размерах кеш-памяти. А так как новая микроархитектура практически не увеличивает число обрабатываемых за такт инструкций, становится понятно: по традиционно-процессорным понятиям модельный ряд Ivy Bridge — это ординарное эволюционное обновление Sandy Bridge. Положительных моментов лишь два: привлекательное для отдельных категорий пользователей графическое ядро и снизившееся тепловыделение.

Кстати, с характеристикой TDP связан весьма забавный казус. Хотя в официальной документации типичное тепловыделение новых процессоров указывается как 77 Вт, на коробках с реальными продуктами Intel пишет «95 Вт». Такая нестыковка уже породила массу нелепых суждений, но на самом деле объяснение очень простое. Реально наблюдаемое тепловыделение не выходит за 77-ваттную границу, однако такая величина TDP в употреблении ранее не была, поэтому Intel решила не осложнять жизнь пользователям, производителям компонентов и сборщикам систем и будет указывать на коробках хорошо знакомое всем число. Кроме того, как нам удалось выяснить у представителей компании, в перспективе возможен выпуск более скоростных моделей Ivy Bridge, которые приведут реальное и формальное TDP к единому знаменателю.

Принципиальных изменений нет и в общей структуре предложений. Старшие LGA1155-процессоры новой формации нацеливаются на продвинутых пользователей и имеют литеру «K» в своём индексе. Такие предложения имеют свободный множитель и открыты для оверклокерских экспериментов. Прочие же модели Core i7 и Core i5, как и раньше, не дают повышать коэффициент умножения более чем на четыре единицы.

Отсутствие ярких революционных изменений в вычислительной производительности новых процессоров не удержало Intel от присвоения им номеров из трёхтысячной серии. Таким образом, в структуре интеловских предложений Ivy Bridge для LGA1155-систем становятся под процессоры Sandy Bridge-E для LGA 2011 и вытесняют собой двухтысячные Sandy Bridge. На это указывают и цены. Новинки не дороже Core годичной давности, так что привычное течение процессорной жизни, когда поколения интеловских CPU последовательно сменяют друг друга, не нарушатся и на этот раз.

Для проведения тестирования компания Intel предоставила нам образцы старших процессоров в обновлённых линейках Core третьего поколения: Core i7-3770K и Core i5-3570K.

Обратите внимание, 22-нм производственная технология хорошо проглядывается сквозь практические аспекты эксплуатации новинок. Их рабочее напряжение понизилось относительно Sandy Bridge примерно на 15-20 процентов и находится теперь в районе 1,0 В. Это — одна из основных причин более низкого тепловыделения.

Благодаря работе технологий энергосбережения Enhanced Intel SpeedStep и C1E в состоянии простоя напряжение Ivy Bridge падает до примерно 0,9 В, а частота снижается до 1,6 ГГц.

Вступление

Не секрет, что выхода новейших 22-нм процессоров Intel Ivy Bridge многие оверклокеры ждали с нетерпением. Причин тому несколько.

Мало кто будет спорить с тем, что Intel в последние годы сумела обеспечить очень заметный отрыв от извечного соперника – AMD, как по чистой производительности конкретных моделей процессоров, так и по абсолютному показателю «производительности на такт». В нижнем и среднем ценовых диапазонах по-прежнему идет настоящая борьба (главным образом, из-за агрессивной ценовой политики AMD), но в топ-сегменте конкуренции нет и в помине: кроме Sandy Bridge и Sandy Bridge-E покупать по существу нечего.

Во-первых, новая архитектура благодаря многочисленным оптимизациям оказалась весьма удачной. Старые 45-нм Bloomfield (помните широко распространенный Core i7-920?) тоже были совсем неплохи. Настолько, что они и по сей день подходят для решения абсолютного большинства задач и могут работать даже в очень мощных игровых компьютерах. Однако Sandy во многих тестах продемонстрировали заметное преимущество над равночастотными процессорами с архитектурой Nehalem.

Во-вторых, о «равных частотах» речь как раз не шла. Новые CPU позволяли достичь невиданных частот «на воздухе»: результат 4500 МГц, с трудом достижимый для лучших Bloomfield и Lynnfield, стал считаться посредственным; многие оверклокеры успешно разгоняли процессоры и до 5 ГГц, причем с прицелом на повседневное использование! Сочетание улучшенной архитектуры и выдающегося частотного потенциала позволило им стать эталоном по производительности для всех систем игрового толка.

Вот почему первые же слухи о скором выходе новейших 22-нм процессорах стали настоящей сенсацией. Самые оптимистичные из читателей нашего сайта, прослышав о неведомых транзисторах новой конструкции, низких токах утечки и малой площади ядра, высказывали смелые суждения наподобие «ну уж 5.5 ГГц на воздухе возьмет, к бабке не ходи, а может и все 6 ГГц!». Это и неудивительно – такой вывод легко сделать, приняв во внимание значительное улучшение разгонного потенциала при предшествующих сменах техпроцесса CPU Intel.

В общем, авансов наподобие «как выйдет — сразу возьму» и «я уже плату на Intel Z77 специально купил» новому процессору было роздано немало. Чем все это закончилось, я полагаю, известно почти всем читателям. 22-нм Ivy Bridge из-за высоких рабочих температур и затрудненного разгона не оправдали надежд многих энтузиастов. Так что «глас народный» мгновенно сменил свою тональность – сейчас Ivy модно ругать. Доходит до того, что некоторые на полном серьезе считают новые CPU «неразгоняемыми» и невероятно горячими, настолько, что их нереально эксплуатировать при повышенном напряжении без удаления теплораспределительной крышки или, по крайней мере, использования СВО. Но так ли это на самом деле?

Архитектура и модельный ряд

Новые процессоры используют ту же архитектуру, что и выпущенные ранее Sandy Bridge. В рамках фирменной стратегии «тик-так» (или «tick-tock» в английском варианте), предусматривающей поочередное обновление технологических процессов и микроархитектур с выпуском новых продуктов один раз в год, релиз Ivy Bridge является «Тиком»:

В следующем сезоне должны быть представлены принципиально новые процессоры, использующие тот же техпроцесс – это и будет «Так».

А пока можно сделать вывод, что Ivy Bridge не должен по общей компоновке и применяемым архитектурным решениям отличаться от предшественников (специалисты Intel говорят только о незначительных улучшениях, обеспечивающих преимущество в производительности на уровне 5%). Основным нововведением стал перевод ядра на 22-нм техпроцесс. По сравнению с применявшимся ранее 32-нм это должно было обеспечить значительное снижение площади ядра, энергопотребления и тепловыделения.

Так, кристалл нового процессора стал меньше сразу на 35%. В сравнении с весьма похожим по конструкции Sandy Bridge его площадь уменьшена с 216 до 160 кв. мм. Это особенно впечатляет, с учетом того, что специалисты Intel применили гораздо более сложное графическое ядро (общее количество транзисторов увеличилось с 995 млн до 1.4 млрд, в основном именно за счет iGPU). Если бы Ivy Bridge стал просто «22-нм Sandy», площадь ядра могла бы быть еще меньше. Но это и так рекорд последних лет – для сравнения можно привести пару CPU, выполненных по 32-нм процессу и содержащих схожее количество транзисторов. Площадь ядра AMD Bulldozer в восьмиядерном варианте составляет 325 кв. мм при 1.2 млрд транзисторов, площадь «урезанного» четырехъядерного Sandy Bridge-E – 294 кв.мм при 1.27 млрд транзисторов.

Прогресс очевиден. Кстати, отчасти такое уменьшение площади стало возможным не только благодаря новому техпроцессу, но и из-за применения оригинальных «трехмерных» Tri-Gate транзисторов, взамен обычных планарных.

Добавление дополнительного кремниевого «ребра» позволяет добиться уменьшения токов утечки и сократить размеры всей конструкции. Также среди достоинств этой модели отмечается повышенная скорость переключения, хотя на практике многие оверклокеры уже успели убедиться в обратном. Впрочем, проблемы с разгоном могут быть вызваны десятком других причин, вполне вероятно, что трехмерная структура еще раскроет свой потенциал на других процессорах компании.

Уровень TDP, заявленный для новых процессоров, составляет 77 Вт. Хотя здесь все не столь однозначно. В спецификациях, представленных продавцам, а также на коробках значится 95 Вт. Напомню, что это значение характерно для большинства четырехъядерных Sandy Bridge кроме специальных «энергосберегающих» моделей. Как бы красиво не объясняли эту ситуацию представители компании, мне кажется наиболее вероятной распространенная «конспирологическая» версия, согласно которой TDP пришлось увеличить из-за сильного нагрева серийных образцов CPU. Ситуация, когда новинка нагревается сильнее предшественника при том, что по заявленным данным все должно быть наоборот, была бы донельзя нелепой.

Тем не менее, на слайде в официальном пресс-релизе фигурирует именно это значение:

Пока были представлены пять моделей линейки стоимостью от 174 до 313 долларов. Максимальную сумму просят за разблокированный по множителю Intel Core i7-3770K, который должен прийти на смену распространенным среди оверклокеров i7-2700K и i7-2600K. Свой аналог «бюджетной» модели i5-2500K, характеризующейся свободным множителем и отсутствием Hyper Threading, в этом списке тоже есть – Intel Core i5-3570K. Напомню, что на момент релиза за i7-2600K просили 317 долларов, а за i5-2500K – 216, так что новинки оказались даже чуть дешевле, правда, разница совсем незначительна.

Самая дешевая модель 22-нм CPU оценивается в 174 доллара, она заметно урезана по частотам и лишена Hyper Threading. Новейшее графическое ядро HD Graphics 4000 получили все процессоры линейки за исключением двух самых дешевых. Максимальным объемом cache-памяти L3 (8 Мбайт) характеризуются все процессоры семейства 37xx, а для 35xx этот показатель снижен до 6 Мбайт.

В целом все очень похоже на линейку Sandy Bridge. Кстати, как и в прошлый раз, компания Intel представила несколько моделей с индексами S и T, которые отличаются пониженным TDP. В целом, цены выглядят вполне разумными, правда, при слабой конкуренции со стороны AMD в данном сегменте Intel незачем снижать их со временем – так что эти процессоры могут стоить столько же хоть до релиза 22-нм CPU следующего поколения.

Один из значительных плюсов Ivy Bridge – полная (за исключением поддержки PCI-e 3.0) совместимость с материнскими платами предыдущего поколения, основанными на системной логике Intel шестидесятой серии.

Главная гордость компании — введение поддержки DirectX 11. По собственному опыту тестирования видеокарт начального уровня не могу не отметить, что это чистая профанация, задействовать передовой API в реальных играх можно будет только при экстремально низких настройках и далеко не в FullHD-разрешении. Помимо этого заявлена поддержка OpenGL 3.1, OpenCL 1.1, Direct Compute и Shader Model 5.0. Интереснее всего выглядит возможность одновременного использования трех мониторов – в роли основы для рабочего компьютера с тремя экранами новый CPU можно представить без труда.

Безусловно, это все замечательно, но я по-прежнему скептически отношусь к наличию «встройки» на старших моделях серии и необходимости в обязательном порядке приобретать становящееся все более сложным видеоядро вместе с процессором. Только вдумайтесь, iGPU съедает порядка трети транзисторного бюджета и площади ядра, насколько дешевле можно было бы сделать CPU при его отсутствии? Хотя для мобильного сегмента апгрейд графической составляющей новых ЦП может оказаться чрезвычайно полезным.

Не забыты и оверклокеры.

Из всех особенностей новых процессоров наиболее интересной представляется повышенный множитель (с 59 до 63 единиц для «разблокированных» моделей). Это уже позволило нескольким энтузиастам покорить рекордные частоты при использовании экстремального охлаждения, не так давно была пройдена отметка в 7 ГГц. Также нужно отметить введение новых повышающих множителей для оперативной памяти и улучшенные возможности по разгону видеоядра.

На тестирование в лабораторию Overclockers.ru был представлен серийный образец процессора Intel Core i7-3770K. На данный момент это старшая модель серии, отличающаяся разблокированным множителем, наличием Hyper Threading и 8 Мбайт Cache L3. Максимальная частота с учетом Turbo Boost – 3900 МГц, базовая – 3500 МГц.

По внешнему виду он практически не отличается от уже знакомых всем оверклокерам «камней» Sandy Bridge. Разумеется, новый CPU легко определить по маркировке, также можно обратить внимание на распайку конденсаторов на обратной стороне.

Тестовый стенд

Материнские платы:

ASUS P8Z77 DeLuxe (BIOS v 0603) для процессоров LGA 1155;
Sapphire Pure Black X79N (BIOS v 4.6.1) для процессора LGA 2011;

Соперники (процессоры предоставлены компанией Регард):

Intel Core i7-2700K;

Intel Core i7-3930K;

Система охлаждения процессора: Noctua NH-D14 (штатные вентиляторы);

Оперативная память: Corsair TR3X6G1600C7 DDR3-1600, 7-7-7-20, 2 Гбайта, двухканальный режим/четырехканальный режим;

Видеокарта: AMD Radeon HD 6970 (ref);

Жесткий диск: Western Digital WD10EALX, 1000 Гбайт;

Блок питания: Hiper K1000, 1 кВт;

Корпус: открытый стенд.

Программное обеспечение

Операционная система: Windows 7 x64 Ultimate (без SP1);
Драйверы видеокарт: AMD Catalyst 12.4 для Radeon HD 6970;
Вспомогательные утилиты: SpeedFan 4.44, Real Temp 3.60, CPU-z 1.60, LinX 0.6.4, Prime 26.5 build 5 (In-Place Large FTTs).

Инструментарий и методика тестирования

Разгон процессоров производился без использования сторонних утилит, непосредственным изменением параметров в BIOS Setup. Для мониторинга температуры ядер использовалась утилита Real Temp 3.60, а для создания нагрузки при исследовании температурного режима — тест Linpack в оболочке Linx. Температура в помещении на момент тестирования составляла

Для тестирования производительности процессоров применялись следующие приложения и синтетические тесты:

SuperPi Mod 1.5 (XS) – учитывалось время, необходимое для вычисления 1 миллиона знаков числа Пи после запятой (Super Pi 1M). Однопоточный тест.
Fritz Chess Benchmark – количество операций в секунду (kilo Nods). Все процессоры выполняли тест в восемь потоков.
WPrime Benchmark v. 2.09 – учитывалось время, необходимое для завершения теста в режиме 32M. Алгоритм выполнялся в четыре/шесть потоков согласно рекомендациям разработчиков теста, хотя современные процессоры Intel могут получить преимущество с использованием Hyper Threading, но для данного сравнения абсолютный результат несущественен.
3DMark Vantage 1.0.1 – пресет Performance, учитывался результат CPU Score.
SiSoft Sandra Professional 2010 – учитывались результаты, полученные в следующих тестах: арифметическая производительность процессора (общая производительность), общая скорость криптографии.
True Crypt 7.1a – встроенный бенчмарк, учитывался показатель скорости кодировки AES-Twofish-Serpent. Четырехъядерные процессоры выполняли алгоритм в восемь потоков, шестиядерный — в двенадцать.
Cinebench 11.5 x64 – рендеринг сцены, учитывался общий рейтинг ЦП в баллах. Четырехъядерные процессоры выполняли алгоритм в восемь потоков, шестиядерный — в двенадцать.
PovRay 3.7 – встроенный бенчмарк, режим All CPU’s, учитывалось время, необходимое для рендеринга сцены.
WinRar 4.20 beta 2 (x64) – встроенный тест производительности. В настройках программы был активирован режим многопоточности (multithreading).
x264 HD Benchmark v4.0 – стандартный алгоритм преобразования видеоролика. На графиках представлены минимальное и максимальное значения FPS, полученные в двух проходах теста. Четырехъядерные процессоры выполняли алгоритм в восемь потоков, шестиядерный — в двенадцать потоков.
Adobe Photoshop CS5 – замерялось время наложения последовательности фильтров на эталонное изображение.

Кроме того было проведено тестирование производительности системы в нескольких играх.

Hard Reset – встроенный тест;
F1 2011 – встроенный тест;
Batman: Arkham City – встроенный тест;
Сrysis 2 — утилита Adrenaline Crysis 2 Benchmark Tool;
Metro 2033 – фирменная утилита для тестирования производительности, поставляемая с игрой.

VSync при проведении всех тестов был отключён. Список настроек игры будет в каждом случае приводиться отдельно для удобства восприятия.

Обзор Ivy Bridge и Intel Core i7-3770K: максимально подробно

Обзор Ivy Br >И AMD , и Intel знают, что потенциальные покупатели от новой продукции всегда ожидают многого. Если вспомнить эволюцию Athlon в Athlon 64, или Core 2 в Core i7, невольно ждёшь существенного прогресса и от следующих поколений.

Все мы знаем, что Sandy Bridge оказалась весьма успешной архитектурой. Увидят ли энтузиасты, которые так много писали о своих предположениях по поводу Ivy Br >Согласно принципа "тик-так", которого придерживается Intel , компания не прогнозировала, что Ivy Bridge окажет такое же влияние, как и предшествующая архитектура. Этот принцип определяет шаги в развитии микроархитектуры и производственного процесса. Когда Intel представляет новый успешный дизайн на проверенном техпроцессе, мы видим существенные улучшения производительности. Архитектуры Nehalem и Sandy Bridge , которые нам так понравились, относились к циклу "так". Новый технологический процесс – "тик", как правило, предоставляет улучшения иного характера, такие как уменьшение кристалла и увеличение энергоэффективности. Однако результаты тестов обычно изменяются не столь ярко.

Архитектура Westmere представляла последний цикл "тик" и знаменовала собой введение транзисторов с техпроцессом 32 нм. Инженеры Intel использовали более миниатюрную геометрию, чтобы освободить место для дополнительных ядер самых быстрых настольных процессоров, выпуская чипы типа Core i7-990X .

Ivy Bridge – это новый "тик"—уже известная архитектура Sandy Bridge на уменьшённом 22-х нанометровом кристалле. Однако Intel называет этот цикл "тик-плюс", поскольку в логике есть некоторые внутренние улучшения.

К сожалению энтузиастов настольных ПК, большая часть изменений касается встроенного графического движка, который большинство просто не используют.

Естественно, в сфере мобильных устройств ситуация совсем иная. Здесь более низкое энергопотребление и "достаточно быстрая" графика, обеспечивают более длительную работу от батареи и приемлемый уровень производительности. Однако в сегодняшнем обзоре мы не будем затрагивать мобильные версии процессоров. Вашему вниманию мы представляем модель Core i7-3770K с разблокированным множителем, который призван заменить существующие процессоры Core i7-2700K и Core i7-2600K .

Обзор Ivy Br > Intel разрабатывала чипы Sandy Bridge в трёх различных конфигурациях: четырёхядерной и двух двухъядерных. Самая сложная версия чипа включала 995 миллионов транзисторов на кристалле размером 216 мм². Самый больший кристалл Ivy Bridge состоит из 1.4 миллиарда транзисторов и имеет площадь 160 мм 2 .

Если взглянуть на снимки Sandy Bridge и Ivy Br >В большей степени расширение связано с увеличением исполнительных блоков – программируемых шейдеров, отвечающих за графическую обработку, которые, как утверждает Intel , увеличивают графическую производительность вдвое. Движок HD Graphics 3000 в Sandy Bridge использовал двенадцать таких блоков, а в движке HD Graphics 4000 архитектуры Ivy Bridge их количество увеличено до шестнадцати. HD Graphics 4000 теперь поддерживает DirectX 11, вывод на три дисплея одновременно, OpenCL и DirectCompute , а также улучшена производительность технологии Quick Sync . И всё это мы протестируем в данном обзоре.

Остальная компоновка выглядит знакомо. Учитывая, что архитектура ориентирована на массовость, в Core i7-3770K используется четыре ядра, технология Hyper-Threading, 8 Мбайт общего кэша L3 поделены на четыре части по 2 Мбайт каждая. Всё это очень напоминает модель Core i7-2600K , которую мы рассматривали более года назад. Есть несколько небольших корректировок самих ядер. По словам Intel , эти корректировки, плюс доработка кэша и контроллера памяти помогут увеличить количество инструкций на такт, которые выполняет архитектура. Чтобы проверить данное утверждение, мы сравним тактовые частоты Ivy Bridge и Sandy Bridge .

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

В архитектуре также представлен двухканальный контроллер памяти, но теперь он рассчитан на передачу данных в режиме DDR3-1600, благодаря чему энтузиасты теперь могут разогнать память до 2667 МТ/с (с 2133 МТ/с) с шагом в 200 МГц.

Несмотря на то, что Ivy Bridge, как и Sandy Bridge , предоставляет 16 линий PCI Express на кристалле, теперь архитектура официально поддерживает PCIe 3.0 для видеокарт типа AMD Radeon HD 7000 и Nvidia GeForce GTX 680 .

Всё указывает на то, что Ivy Bridge – это ещё одна высоко интегрированная архитектура от Intel . Над его компонентами работали независимые команды со всего мира: инженеры из Израиля разработали ядра IA, команда из Фолсома (Калифорния) создала графический движок, вторая команда в Фолсоме реализовала соединения, кэш и системного агента. И конечно группа разработчиков в Оригоне позаботилась, чтобы всё это было собрано и работало на ядре 22 нм.

На что же способна новая архитектура? Давайте шаг за шагом познакомимся с архитектурой Ivy Bridge и постараемся выявить её плюсы и минусы.

Обзор Ivy Br > Intel перенесла большую часть технологий Sandy Bridge в новую архитектуру, что позволило разработчикам уделить больше внимания переходу с технологического процесса 32 нм на 22 нм. Поэтому возможности IA ядра Ivy Br >Каждое ядро использует 32 кбайт кэша для данных и инструкций, наряду с 256 кбайт кэша L2. Кроме того, четырёхъядерные модели, такие как Core i7-3770K , используют 8 Мбайт общего кэша последнего уровня. Задержки очень похожи, что указывает на практически идентичную с архитектурой Sandy Bridge пропускную способность кэша.

Тем не менее, компания Intel утверждает, что разработчики сделали едва заметные изменения в ядре, которые в некоторых ситуациях улучшают производительность. На форуме IDF прошлого года представители компании не вдавались в подробности улучшений архитектуры ядра и только отметили, что нагрузки будут ускоряться дюжиной функций ядра и шестью или более функциями контроллера памяти/кэша. К счастью для нас, совсем не сложно провести несколько однопоточных тестов с выключенной функцией Turbo Boost, чтобы сравнить Core i7-3770K с Core i7-2700K на частоте 3.5 ГГц.

Ivy Bridge опережает предшественника примерно на три секунды в тестах Lame, iTunes и создании PDF документа. Это определённо впечатляет меньше, чем Sandy Bridge по сравнению с Nehalem , однако примерно таких результатов мы и ожидали.

Для энтузиастов вывод очевиден: улучшения IPC архитектуры Ivy Bridge сами по себе не оправдывают обновление с чипа Sandy Bridge , работающего не такой же частоте.

Intel вводит две функции, улучшающие безопасность, которые разработчики ПО смогут использовать в будущем — аппаратный генератор случайных чисел (Digital Random Number Generator (DRNG) и технологию Supervisor Mode Execution Protection.

Функция DRNG, разработанная с учётом совместимости со стандартами, должна обеспечить высококачественный и высокопроизводительный источник энтропии – меры по генерации непредсказуемого криптографического ключа. В результате приложение может использовать DRNG и получать случайные числа на скорости 2-3 Гбит/с. Инструкции доступны операционной системе и пользователю на всех уровнях привилегий.

Ещё одна новая функция под аббревиатурой SMEP (Supervisor Mode Execution Protection) пытается препятствовать приложениям, которые обычно пользуются менее привилегированным уровнем, получить доступ к более высоким привилегиям. Функция просто не позволяет выполнять код супервизорского режима на страницах памяти пользовательского режима.

Обзор Ivy Br >Том Пьяцца (Tom Piazza) из Intel представлял графическую подсистему Ivy Br >Мы уже обращали ваше внимание, что инженеры Intel улучшили производительность интегрированного GPU, добавив ещё четыре исполнительных блока, поддержку DirectX 11, поддержку трёх мониторов и ускорив Quick Sync .

Компании потребовалось пересмотреть подход к реализации встроенной графики, который позволяет Intel не только придерживаться более агрессивного плана по улучшению графики в будущем, но и исправить некоторые недостатки, замеченные в архитектуре Sandy Bridge . В результате архитектура разделилась на пять областей.

Первая область включает глобальные средства, такие как геометрия каналов. Программируемые компоненты hull (HS) и domain shader (DS) дополняют блок тесселяции с фиксированной функцией, необходимой для поддержки DirectX 11.
Вторую область Intel называет Slice Common. Она содержит блоки растеризации, пиксельные конвейеры (pixel back-ends) и кэш третьего уровня. В Sandy Bridge не было отдельного кэша L3 для графики, поскольку Intel не могла получить от него значительного уровня производительности. Кольцевая шина процессора обеспечивает достаточное количество пропускной способности, с которой кэш третьего уровня достаточно хорошо справляется. Но поскольку в Ivy Bridge на графику сделан больший упор, отдельный кэш L3 дополняет требования пропускной способности, одновременно понижая энергопотребление, когда движок работает с собственным хранилищем, а не через всю шину.
Третья область называется Slice. Она включает в себя шейдеры, текстурные блоки, текстурные сэмплеры, кэш L1 для инструкций и медиа-семплер, который использует технология Quick Sync . Этот набор Intel планирует использовать для увеличения производительности в будущем. Он также может работать с дополнительным компонентом Slice Common, чтобы увеличить пропускную способность.
Четвертая область состоит из медиа-компонентов с фиксированной функцией. Её тоже можно масштабировать в зависимости от того, насколько глубоко Intel хочет работать с производительностью медиа-ресурса.
Выходы на дисплей составляют последнюю область. На настольной платформе можно получить три цифровых выхода (которые должен обеспечить поставщик), два из которых должны быть коннекторами DisplayPort, один с поддержкой разрешения 2560×1600, другой с 1920×1200. Третий экран можно подключить через HDMI (до 1080p), DVI, VGA или DisplayPort с максимальным разрешением 1920×1200.

По словам Intel , каждая область была доработана и настроена для дополнительной производительности, увеличения пропускной способности, оптимизации очистки буфера, улучшения анизотропии, максимизации постоянной вычислительной производительности и увеличению производительности на ватт через использование отдельного кэша третьего уровня для графики.

Обзор Ivy Br >Все эти функции материализуются в процессоре Core i7-3770K как движок HD Graphics 4000, вооружённый шестнадцатью исполнительными блоками, базовой частотой 650 МГц и максимальной частотой 1.15 ГГц. В режиме бездействия логика понижает частоту до 350 МГц, при этом создавая дополнительный тепловой запас для вычислительных ядер.

В прошлом году мы уже жаловались на то, что Intel снабжал своей самой быстрой графикой — HD Graphics 3000 только мобильные процессоры и модели серии K. Тем временем остальные настольные процессоры использовали HD Graphics 2000, производительность которого была совсем не высока. В течение года Intel постепенно исправила ситуацию, добавив модели с HD Graphics 3000.

В этот раз, Intel разделяет графические возможности процессоров немного по-другому. Все мобильные и настольные CPU серии Core i7 работают с HD Graphics 4000, а все (кроме Core i5-3570K) мобильные и настольные процессоры серии Core i5 с HD Graphics 2500.

В HD Graphics 2500 вместо шестнадцати исполнительных блоков представлено шесть. Intel утверждает, что производительность HD Graphics 2500 выше, чем у HD Graphics 2000 на 10-20%. В нашей лаборатории есть несколько процессоров серии Core-i5, и в ближайшем будущем мы более подробно рассмотрим возможности HD Graphics 2500.

Intel core i7 3770k ivy bridge

⇡#Микроархитектура Ivy Bridge: краткий обзор

⇡#Процессоры Ivy Bridge для десктопов, первый заход