В начале осени компания Intel представила сразу несколько интересных обновок для LGA2011. Платформа для самых требовательных энтузиастов получила процессоры с архитектурой Ivy Bridge-Е, которые производятся по 22-нанометровому техпроцессу. Предлагаем ознакомиться с возможностями новинок на примере топовых шестиядерных моделей – Intel Core i7-4960X и Core i7-4930K.
Десктопная платформа с процессорным разъемом Socket LGA2011 была представлена компанией Intel еще в ноябре 2011 года. Одомашненная версия серверной платформы с тех пор не претерпела существенных изменений. Серьезный технический фундамент, изначально заложенный производителем, позволял ей оставаться весьма актуальной. LGA2011 изначально получила шестиядерные процессоры, которые до сих пор остаются эксклюзивом этой платформы.
Что же собой представляют новые процессоры для платформы LGA2011? Согласно процессорной хронометрии Intel, чередующей переход на новую микроархитектуру и использование более тонкого техпроцесса изготовления, Ivy Bridge-E является этапом, предполагающим внедрение прогрессивных технологических норм при производстве CPU. Тектонические изменения на уровне микроархитектуры в данном случае не предполагаются. Если вспомнить анонс чипов Ivy Bridge для платформы LGA1155, то серьезная модернизация внутренних блоков этих CPU в первую очередь касалась интегрированной графики, наличие которой в процессорах для LGA2011 вовсе не предполагается.
Что же касается технологии производства, то переход с 32 нм на 22-нанометровый техпроцесс производства в данном случае сложно переоценить. Особенно если вспомнить, что именно на этом этапе Intel начала использовать вместо планарных так называемые 3D-транзисторы Tri-Gate с несколькими затворами, которые позволяют снизить паразитные токи утечки и увеличить скорость переключения. Кроме того, они позволяют увеличить плотность компоновки элементов.
Подобные возможности позволили радикально уменьшить площадь кристалла новых CPU. Шутка ли, шестиядерный процессор Ivy Bridge-E основан на кремниевой пластине площадью 257 мм², тогда как для предшественников Sandy Bridge-E используются чип площадью 435 мм².
Справедливости ради нужно сказать, что к таким феноменальным результатам привел не только более прогрессивный техпроцесс. Дело в том, что для шестиядерных Sandy Bridge-E используются кремниевые заготовки для восьмиядерных процессоров Xeon. В десктопном варианте чипов два из восьми ядер отключены производителем, хотя физически присутствуют на кристалле. В эпоху рассвета Sandy Bridge-E, было невыгодно производить для них отдельные кристаллы, дешевле было пустить в расход восьмиядерные серверные Sandy Bridge-EP, с отключенной парой ядер. Для четырехъядерной модели Core i7-3820, появившейся позже, используется уже другой чип с уменьшенной площадью кристалла.
В случае с Ivy Bridge-E ситуация с дискретностью ядер на кристалле несколько изменилась. Те, кто следил за событиями недавнего форума IDF 2013, наверняка уже знают, что в рамках данного мероприятия Intel представила серверные чипы Ivy Bridge-EP, которые могут включать до 12 вычислительных ядер и иметь объем кеш-памяти до 30 МБ. Теперь у компании есть две ключевые кремниевые заготовки, которые содержат 12 и 6 ядер. В этом случае вполне логично, что процессорам для десктопной платформы LGA2011 достались как раз последние. Таким образом, шестиядерные Ivy Bridge-E сбросили лишний «балласт».
После существенного уменьшения площади кристалла, на одной кремниевой пластине можно вырастить значительно больше чипов, а с учетом того, что 22-нанометровый техпроцесс освоен Intel уже достаточно давно, предположим, что себестоимость производства Ivy Bridge-E значительно ниже, чем у Sandy Bridge-E.
Содержание
Модельный ряд
Компания Intel сразу представила три модели процессоров, основанных на Ivy Bridge-E. Шестиядерный флагман Core i7-4960X имеет частотную формулу 3,6/4,0 ГГц и оснащен общей для вычислительных блоков кеш-памятью третьего уровня объемом 15 МБ. Отметим, что старшая модель семейства Sandy Bridge-E – Сore i7-3970X – также могла ускоряться до 4 ГГц, однако базовое значение частоты для нее составляет 3,5 ГГц. Это говорит о том, что при пиковых нагрузках, когда задействуются все вычислительные блоки, новый процессор будет работать с частотой как минимум на 100 МГц выше. А это уже фактически гарантия того, что i7-4960X будет быстрее i7-3970X даже без учета архитектурных улучшений. Еще одно преимущество новинки, лежащее на поверхности – заявленный тепловой пакет. Топовый Ivy Bridge-E получил TDP в 130 Вт, тогда как для i7-3970X он составляет 150 Вт. Традиционно флагман линейки процессоров для LGA2011 стоит меньше $1000. Хотя и всего на $1.
Модель Core i7-4930K приходит на смену Core i7-3930K. Это также шестиядерный процессор, получивший частотную формулу 3,4/3,9 ГГц, тогда как предшественник довольствовался более скромной комбинацией – 3,2/3,8 ГГц. В данном случае CPU получил в свое распоряжение 12 МБ кеш-памяти L3, то есть на 3 МБ меньше, чем у флагмана. Тепловой пакет определен на уровне 130 Вт. Core i7-4930K является наиболее доступным шестиядерным чипом для LGA2011. Он существенно дешевле топовой модели, но при цене $583 на роль бюджетного решения, по понятным причинам, не претендует.
Еще одна новая модель – Core i7-4820K. Это четырехъядерный процессор, с частотными рамками 3,7/3,9 ГГц. Производитель определяет эту модель в качестве преемника для Core i7-3820. Причем в отличие от последнего, новый CPU получил свободный множитель частоты, что отражено в названии чипа, где появилась литера «К». Решение абсолютно логичное, учитывая что речь идет о платформе для энтузиастов. Помимо отключения части вычислительных блоков, в данной модели также был до 10 МБ уменьшен объем кеш-памяти. TDP заявлен на все том же уровне – 130 Вт. Желающим обзавестись подобной моделью, нужно приготовить достаточно круглую сумму, хотя на фоне стоимости шестиядерных чипов, цена Core i7-4820K не кажется устрашающей – $323. Вполне на уровне старшей четырехъядерной модели для LGA1150. Для четырехъядерной модели Ivy Bridge-E используется тот же кристалл, что и для шестиядерных, но пара вычислителей и часть кеш-памяти L3 отключена производителем.
| Core i7-4960X |
Core i7-4930K | Core i7-3970X | Core i7-3930K |
Core i7-4770K | |
| Кодовое имя | Ivy Bridge-E | Ivy Bridge-E | Sandy Bridge-E | Sandy Bridge-E | Haswell |
| Техпроцесс производства, нм | 22 | 22 | 32 | 32 | 22 |
| Площадь кристалла, мм² | 257 | 257 | 435 | 435 | 177 |
| Платформа | LGA2011 | LGA2011 | LGA2011 | LGA2011 | LGA1150 |
| Количество ядер/потоков | 6/12 | 6/12 | 6/12 | 6/12 | 4/8 |
| Базовая частота, ГГц | 3,6 | 3,4 | 3,5 | 3,2 | 3,5 |
| Макс. частота Turbo Boost 2.0, ГГц | 4,0 | 3,9 | 4,0 | 3,8 | 3,9 |
| Объем кеш-памяти L3, МБ | 15 | 12 | 15 | 12 | 8 |
| Поддержка Hyper-Threading | + | + | + | + | + |
| Поддержка памяти | 4 канала, DDR3-1866 | 4 канала, DDR3-1866 | 4 канала, DDR3-1600 | 4 канала, DDR3-1600 | 2 канала, DDR3-1600 |
| TDP, Вт | 130 | 130 | 150 | 130 | 84 |
| Цена | $999 | $583 | $999 | 583 | $339 |
Как и все процессоры семейства Core i7, представленные модели имеют поддержку технологии Hyper-Threading, в ряде ситуаций позволяющей одному физическому ядру обрабатывать два потока данных. Среди нововведений Ivy Bridge-E стоит отметить официальную поддержку шины PCI Express 3.0. Процессоры имеют 40 линий PCI-E 3.0, которые могут использоваться в различных комбинациях. Например, такого количества каналов достаточно для создания конфигураций с четырьмя видеокартами (Quad SLI/CrossFire). Режим x16+x8+x8+x8 исключает потери при синхронизации работы такого количества графических адаптеров. Это важная особенность решений LGA2011. Напомним, что чипы Haswell для LGA1150 имеют в своем распоряжении 16 линий PCI-E 3.0, потому для мультиадаптерных систем с количеством видеокарт больше двух (особенно с чипами NVIDIA) требуются материнские платы с дополнительными чипами-мостами, увеличивающими количество линий PCI-E.
Процессоры Ivy Bridge-E получили официальную поддержку DDR3-1866, тогда как для Sandy Bridge-E штатной является DDR3-1600. Все процессоры для LGA2011 имеют четырехканальный контроллер ОЗУ, позволяющий удвоить пропускную способность памяти в сравнении с двухканальным режимом. Это также уникальная особенность данной платформы, которая уходит корнями в серверные решения, где высокая ПСП очень важна. В рамках настольных систем преимущества четырехканального режима не всегда очевидны – для типичных пользовательских задач скорость чтения/записи памяти не столь критична, потому различимый эффект от четырехканального режима можно увидеть в достаточно редких случаях. Ivy Bridge-E также поддерживает профили XMP 1.3, которые упрощают настройку ОЗУ. Отметим, что материнские платы с разъемом LGA2011 зачастую имеют восемь слотов для модулей DIMM, потому общий объем оперативной памяти потенциально можно увеличить до 64 ГБ.
Розничные версии процессоров будут предлагаться в довольно компактных коробках. В поставку не включен штатный охладитель. Производитель посчитал, что наверняка «боксовый» кулер будет не востребован владельцем процессоров за $1000. А потому незачем захламлять жилище столь почитаемого человека, да и логистику можно упростить – одним выстрелом двух зайцев. Подобрать подходящую систему охлаждения для CPU с TDP 130 Вт большого труда не составит. На рынке достаточно много кулеров, способных справиться с отводом тепла от таких процессоров. В качестве одного из вариантов, производитель предлагает жидкостную систему – Intel Liquid Cooling TS13X.
Подобная СВО, в которой за основу взята одна из разработок Asetek, обойдется примерно в $100. Располагая подобной суммой можно выбрать весьма эффективные жидкостные системы или воздушные суперкулеры.
Платформа LGA2011
За периферийную обвязку в случае с Ivy Bridge-E по-прежнему отвечает Intel X79 Express. Проверенный временем чипсет был представлен компанией еще в момент запуска платформы LGA2011.
Если оценивать возможности данного решения спустя почти два года, то, современным его не назовешь. Intel X79 обеспечивает шесть каналов SATA, однако только два из них имеют пропускную способность 6 Гб/c, остальные – 3 Гб/c. При этом чипсет не оснащен контроллером USB 3.0. Пожалуй, именно эти факторы вызывают основное нарекание.
Два порта USB 3.0 получили еще чипсеты Intel 7-Series для LGA1155, тогда как последние Intel 8-Series для LGA1150 и вовсе поддерживают шесть USB 3.0 и такое же количество SATA 6 Гб/c. На фоне этих решений Intel X79 в конце 2013 года выглядит уже несколько неприглядно. Конечно, если посмотреть на материнские платы с этим чипсетом, то недостатка в USB 3.0/SATA 6 Гб/c точно испытывать не придется. С помощью дополнительных контроллеров от сторонних производителей подобных портов зачастую в избытке. Да, интегрированные решения Intel при прочих равных все же предпочтительнее, но все же скоростную периферию и накопители получится использовать в любом случае.
Материнские платы с процессорным разъемом LGA2011 полностью совместимы с новыми CPU. Единственное, что в данном случае понадобится – обновить прошивку. Ведущие производители плат уже представили версии BIOS, позволяющих использовать Ivy Bridge-E, не делая исключений для определенных моделей. Но, чтобы избежать неприятных неожиданностей, перед покупкой все же стоит убедиться на сайте производителя в выходе новой прошивки для выбранного устройства.
Некоторые производители вполне резонно посчитали логичным к анонсу Ivy Bridge-E предложить несколько новых моделей на Intel X79. Чем-то серьезным удивить вряд ли получится, но все же с момента анонса платформы LGA2011 прошло уже почти два года, потому несколько освежить линейку материнских плат не помешает. В этом случае очень кстати оказался бы новый чипсет с поддержкой USB 3.0 и большего количества портов SATA 6 Гб/c, который позволил бы новым решениям поддержать статус ультимативной платформы. Совместимость Ivy Bridge-E с уже имеющимися платами конечно же похвальна, в данном случае с большой вероятностью владельцами новых CPU станут пользователи только что решившиеся на покупку такой платформы.
Что любопытно, впервые за последнее время, с анонсом новых процессоров для настольных систем компания Intel не предложила собственные материнские платы. Производитель следует ранее намеченному плану, сворачивая производство устройств для десктопных решений, всецело полагаясь в этом сегменте на своих партнеров.
Для наших экспериментов мы использовали плату ASUS P9X79 DELUXE, которая после обновления прошивки успешно распознала Ivy Bridge-E.
Разгон
Учитывая позиционирование платформы LGA2011, возможности для самостоятельного тюнинга системы вообще, и форсирования процессоров, в частности, имеют очень важное значение. Что нового приносит Ivy Bridge-E для тех, кто изначально не планировал использовать CPU в штатном режиме? Прежде всего, следует сказать о том, что в качестве термонинтерфейса, который необходим для контакта кристалла и теплорассеивающей крышки процессора, используется канонический припой, а не термопаста, как в случае с процессорами Ivy Bridge и Haswell. В нынешних условиях это уже можно считать достоинством CPU. Специальный припой способен обеспечить отличную теплопроводность, что позволит избежать процедуры «скальпирования» процессорных крышек, которую проводят отчаявшиеся энтузиасты, желающие улучшить показатели разгона чипов Haswell.
В случае с Ivy Bridge-E максимальное значение множителя частоты увеличено с 57 до 63. Подобная инициатива похвальна, но имеет какое-либо значение лишь для экстремальных оверклокеров, использующих жидкий азот. При настройке процессора теперь можно активнее форсировать частоты и множители без перезагрузки системы. Частоту памяти можно увеличивать с шагом 266 МГц. Доступны множители (1.25, 1.67), позволяющие использовать более высокие частоты системной шины.
Исследуя на практике возможности Core i7-4960X, нам удалось повысить базовую частоту чипа до 4500 МГц. Для стабильной работы CPU в таком режиме понадобилось увеличить напряжение питания до 1,42 В.
Использование припоя в качестве термоинтерфейса дает свои плоды. Несмотря на существенное увеличение напряжения питания и рабочей частоты, температура процессора повышалась при максимальной вычислительной нагрузке до умеренных 75–81 С.
Частотный потенциал чипа Core i7-4930K оказался чуть повыше. CPU покорились 4600 МГц, при этом напряжение питания достаточно было увеличить до 1,41 В. Процессор под пиковой нагрузкой прогревался до 80–83 С.
По результатам разгона одного экземпляра процессора давать общее заключение о потенциале семейства – дело неблагодарное. Можем лишь сказать, достигнутые показатели приблизительно соответствуют получаемым на шестиядерных чипах Sandy Bridge-E с воздушными СО, а это уже весьма неплохо. Конечно, в данном случае мы говорим о базовом варианте разгона. Серьезные энтузиасты, у которых из крана вместо воды течет жидкий азот, уже приближаются к 6 ГГц в режиме с шестью работающими ядрами и активированной технологией Hyper-Threading.
Производительность
Для оценки возможностей новых чипов Ivy Bridge-E, мы включили в тестирование базовую шестиядерную модель предыдущего поколения – Core i7-3930K (Sandy Bridge-E), а также топовый четырехъядерный процессор для платформы LGA1150 – Core i7-4770K (Haswell).
Процессорный тест (Fire Strike, Physics) из нового пакета 3DMark отдает предпочтение Ivy Bridge-E. Лидерство i7-4960X очевидно, при разница между i7-4930К и i7-3930K составляет порядка 9%. Это явно больше, чем отличие в тактовых частотах моделей.
Тестовые сессии PCMark 8 хотя и выявляют победителя, которым опять становится Core i7-4960X, разница между процессорами весьма незначительна. Причем четырехъядерный Core i7-4770K отнюдь не кажется здесь бледной тенью рядом с шестиядерными собратьями. Типичные офисные приложения не имеют хорошей оптимизации под многопоточное исполнение. Потому процессор с более прогрессивной архитектурой может на равных противостоять CPU, обладающим большим количеством вычислительных блоков. Не числом, так умением.
Более того, с задачей вычисления числа Pi, которая является однопоточной, процессор Haswell справился заметно расторопнее CPU для LGA2011.
Процессорный тест Cinebench 11.5, моделирующий процесс рендеринга сцен, отлично оптимизирован под многопоточное исполнение. В данном случае шестиядерные CPU «отрываются» на полную катушку. Core i7-4930К на 6,5% опережает i7-3930K, тогда как разница с i7-4770K составляет уже 32,4%.
Архиваторы WinRAR и 7-Zip также отдают предпочтение процессорам с шестью ядрами. Что любопытно, в WinRAR отрыв Core i7-4960X от младших моделей составляет почти 10%. В данном случае роль играет не только количество вычислительных ядер и частота, но и огромный кеш-буфер. Скоростные показатели Core i7-4930К и Core i7-3930K практически равны в WinRAR, а вот в Z-Zip новичок на 5% расторопнее. Четырехъядерный Haswell здесь уступает 27–35% младшим шестиядерникам.
При кодировании видео отрыв флагмана от Core i7-4930К не так убедителен, тогда как последний справляется с задачами примерно на 8% быстрее предшественника из семейства Sandy Bridge-E. Четырехъядерному Core i7-4770K требуется на 20–28% больше времени. Однако, обратим внимание на то, что процессор Haswell имеет интегрированное графическое ядро. В рамках мощной настольной системы оно без надобности, но интегрированный GPU обеспечивает поддержку технологии Quick Sync. Приложения для транскодирования видео, которые умеют использоваться данный инструмент, могут очень хорошо подсобить владельцам чипов Haswell, кардинально сократив время ожидания длительной процедуры.
Встроенный бенчмарк многопоточного приложения wPrime, вычисляющего квадратные корни, очередной раз демонстрирует преимущество шестиядерных чипов и в целом отражает общую ситуацию, когда софт умеет использовать практически все ресурсы железа.
Увы, но играм еще очень далеко до подобного уровня оптимизации движков. Шестиядерные чипы Intel действительно предлагают впечатляющую производительность в многопоточных задачах, но в играх минимальное преимущество имеет система на Core i7-4770К.
Мы вполне допускаем, что в конфигурациях с четырьмя видеокартами ситуация может быть в пользу платформы LGA2011, но с одной GeForce GTX 780 результаты на диаграммах. Надеемся, что будущие игровые проекты будут эффективнее использовать многоядерные CPU. Это светлое будущее мы уже ждем несколько лет. Возможно, более активные подвижки в данном направлении появятся со скорым анонсом игровых консолей следующего поколения.
Энергопотребление
Что действительно порадовало – уменьшенный уровень энергопотребления. Учитывая идентичные заявленные термопакеты в 130 Вт, при прочих равных условиях Core i7-4930K под нагрузкой оказался примерно на 25–30 Вт экономичнее Core i7-3930K. Более того, даже топовый i7-4960X по этому показателю предпочтительнее. Конечно, сравнение с энергоэффективностью системы на Haswell не оставляет никаких шансов для Ivy Bridge-E, однако представители данных платформ все же являются процессорами разных «весовых» категорий. Но на фоне Sandy Bridge-E прогресс очевиден.
Пожалуй, сам факт того, что процессоры стали экономичнее – не самый сильный аргумент в пользу новинок, когда речь де-факто идет о самых производительных системах для энтузиастов. С другой стороны, если производителю удалось этого добиться, при этом, не только сохранив, но и немного увеличив производительность процессоров, то это приятный бонус. Даже в обычной настольной системе снижение энергопотребления на 30 Вт означает уменьшение нагрева, и, как следствие, возможность снизить требования к эффективности системы охлаждения или использовать режимы с меньшим уровнем шума. Можно представить, сколь желанным является увеличение энергоэффективности для серверных решений, где подобное улучшение экономичности в итоге выливается в очень серьезную экономию
Нагрев
С учетом того, что процессоры поставляются без штатного охладителя, то такое определение, как «нагрев CPU» является довольно условным. Температурный режим работы чипа в данном случае всецело зависит от используемой системы охлаждения. Для экспериментов мы использовали весьма эффективный воздушный кулер Thermalright Archon Rev.A Данный охладитель позволял удерживать температуру Core i7-4960X, работающего в штатном режиме, на уровне 56–62 С (в зависимости от ядра). Эти значения достигались на открытом стенде после 20-минутного прогрева процессора с помощью утилиты OCCT.
В режиме покоя процессор не прогревался выше 35 градусов. Аналогичные показатели мы получили и во время теста Core i7-4930K. С той лишь разницей, что температура младшей шестиядерной модели повышалась в пике до 55–60 С.
Итоги
В данном случае даже не стоит пытаться делать скрупулезные подсчеты и строить графики, отражающие соотношение цена/производительность, которые оказываются весьма показательными в разрезе сравнения устройств для привычных народных решений. Платформа LGA2011 вообще и топовые процессоры для нее в частности, находятся вне категорий. Очевидно, что в подобных рейтингах они будут выглядеть не столь привлекательно. Вместе с тем, данные CPU в ряде задач могут предложить производительность, недосягаемую для других решений. Отсутствие альтернатив позволяет производителю не слишком сдерживать себя при формировании цен на процессоры, потому максимально скоростные чипы стоят очень недешево. Вполне допускаем, что с учетом снизившейся себестоимости изготовления CPU, Intel вполне могла бы уменьшить и розничные цены процессоров, но, с коммерческой точки зрения, ломать выстроенную и работающую модель получения прибыли было бы не вполне логично. К тому же отсутствие конкурентов в данном сегменте, не располагает к снижению стоимости без видимых на то причин.
C выходом процессоров Ivy Bridge-E, целевая аудитория платформы LGA2011 никак не изменилась. Это по-прежнему самые требовательные и весьма обеспеченные энтузиасты. Люди, которым нужно наиболее мощное решение из доступных на рынке, и они готовы платить за это любую цену.
Intel выделяет три основные группы пользователей, которых системы на Ivy Bridge-E могут заинтересовать в первую очередь. Прежде всего, это люди, достаточно серьезно работающие над созданием медиа-контента. Шесть вычислительных ядер с возможностью обработки до 12 потоков, а также четырехканальный доступ к памяти объемом до 64 ГБ могут серьезно сократить время кодирования видео, обработки изображений или рендеринга сцен. Вторая категория – серьезные оверклокеры, для которых разгон – это призвание, а желание видеть себя среди лидеров мировых рейтингов в различных дисциплинах – цель, к которой нужно стремиться. Ну, и третья группа – самые требовательные геймеры, которые заражены идеей создать игровую платформу с несколькими самыми мощными видеокартами. В этом случае хорошую службу сослужат 40 линий шины PCI-Express 3.0, доступные для Ivy Bridge-E.
В подобных моделях использования Ivy Bridge-E будут вполне востребованы. Владельцам Sandy Bridge-E нет смысла в срочном порядке модернизировать систему, разве что кто-то рассчитывал заменить четырехъядерный процессор Core i7-3820 на шестиядерный Ivy Bridge-E. Если же вы только решились на покупку подобной системы, то, безусловно, лучше ориентироваться на новые чипы. За те же деньги 22-нанометровые CPU обеспечивают чуть лучшую производительность, заметно более энергоэффективны и обладают хорошим частотным потенциалом.
Для менее требовательных и экономных пользователей платформа LGA1150 вкупе с чипами Haswell является более универсальным и гибким решением. Она позволяет за умеренную цену создать оптимальную систему для большинства задач, характерных для типичной модели использования домашней настольной системы.