Песчаный плющ. Тестирование новой архитектуры Intel Ivy Bridge

В этом году Intel сбилась с привычного ритма «тик-так»: один год — свежая архитектура, второй — новый техпроцесс. После выхода в 2011-м Sandy Bridge, занявших все ценовые ниши до 11 000 рублей, почему-то были представлены не 22-нм нормы производства, а процессоры Sandy Bridge-E, попавшие в топовый сегмент до 32 000 рублей. И только сейчас, с опозданием на четыре месяца, вышли Ivy Bridge, первые 22-нм кристаллы, призванные заменить устаревающие Sandy.

Коммуналка

Как это и бывает с переходом на усовершенствованный техпроцесс, внутренняя структура камней почти не изменилась. Так, логично увеличилась плотность размещения элементов. Размер четырехъядерной модели сократился с 216 до 160 мм2, при этом транзисторов стало в полтора раза больше: 1480 против 995 миллионов у Sandy Bridge. Прибавка получилась за счет графики, которая в прошлом поколении занимала 20% площади, а теперь отъедает все 32%. Архитектура вычислительной части перешла по наследству от Sandy Bridge.

По центру стоят четыре ядра с 256 КБ кэш-памяти второго уровня. Слева от них расположился встроенный GPU, справа — контроллер памяти и системный агент, управляющий интерфейсам типа PCIe. Все компоненты подключены к кольцевой шине, соединенной с общей кэш-памятью третьего уровня. Пересмотрели лишь некоторые характеристики.

Видеокарты теперь работают с PCIe 3.0 вместо PCIe 2.0. Скорость передачи данных — восемь против пяти гигатранзакций в секунду у предшественника. Подросла и пропускная способность оперативки: в штатном режиме поддерживаются планки DDR3-1600, а не DDR3-1333. В основную часть кристалла установили аппаратный генератор случайных чисел, необходимый для решения криптографических задач. В переводе на русский язык это означает, что процессор будет самостоятельно следить за распределением привилегий: запущенное приложение не сможет получить все возможности сервисных программ операционной системы, чего пытаются добиться многие вирусы. Называется технология — Supervisory Mode Execute Protection. Еще один бонус — подлатанный математический сопроцессор, который быстрее выполняет операции с 16- и 32-битными числами с плавающей запятой. Короче, что касается прямых обязанностей — ничего интересного, а вот второстепенные вещи в Ivy переделали с нуля.

Шестнадцать богатырей

Площадь GPU увеличилась не случайно. Взамен Intel HD Graphics 2000/3000 в Ivy Bridge используются HD Graphics 2500/4000 с поддержкой OpenGL 4.0, OpenCL 1.1 (GPGPU) и, самое главное, DirectX 11. Вычислительных блоков добавили только старшей версии — 16 против 12 EU; у младшей как было шесть штук, так и осталось. Зато у всех удвоилась плотность текстурных модулей, на каждый EU приходится по паре единиц. Появилась у GPU и собственная кэш-память. А вот частоты без изменений — от 650 до 1150 МГц.

Отметим, что вся прежняя функциональность HD Graphics на месте. Есть Quick Sync, с помощью которого можно конвертировать фильмы, и чип декодирования, обучившийся работе с видео разрешением 4К. Плюс GPU отныне способен выводить картинку сразу на три монитора и совместим со всеми современными интерфейсами: D-sub, DVI, HDMI 1.4a и DisplayPort 1.2.

Морозко

С переходом на новые нормы Intel совершила небольшую революцию в электронике. Впервые кристаллы начали собирать на трехмерных транзисторах, именуемых Tri-Gate. Суть в том, что теперь схема «сток-затвор-исток» находится не в одной, а в двух плоскостях, центральный элемент лежит сверху. Это позволило существенно уменьшить токи утечки (читай: снизить тепловыделение) и увеличить скорость переключения (повысить тактовую частоту), что, по оценкам Intel, дало 30%-ный прирост производительности.

В реальной жизни это привело к резкому падению TDP всей линейки процессоров. Как пример, топовый Ivy Bridge — Core i7-3770K — выделяет всего 77 Вт, и это против 95 Вт у предшественника в лице Core i7-2700K. У младших представителей TDP не превышает 65 Вт.

Еще интереснее выглядят ноутбучные версии Ivy Bridge. Мобильный Core i7-3427U кушает каких-то 25 Вт (прошлогодний 2430M съедал по 35 Вт). Для Core i5 разработчик вообще ввел два типа диеты — 14 и 17 Вт. В зависимости от того, какой кулер установят в лэптоп, будет выбираться подходящий теплопакет и, соответственно, автоматически регулироваться режим работы. Этот подход поможет отказаться от выпуска одинаковых камней с разными частотами и названиями — отличный вариант для производителя и большая путаница для нас. Два ноутбука с одним и тем же Core i5-3427U будут показывать неодинаковые уровни производительности. С таким мы уже сталкивались при изучении ультрабуков Acer S3 на Core i5 и ASUS UX31 на Core i7, когда первый умудрился превзойти конкурента за счет лучшего охлаждения. С другой стороны, при такой ситуации может возрасти спрос на подставки с вентиляторами: поставил на нее лэптоп — прими прибавку к скорости. Кстати, раз уж затронули эту тему, отметим, что мобильные Ivy Bridge получили поддержку памяти DDR3L со сниженным до 1,35 В питанием.

Бракованная паста

К сожалению, несмотря на впечатляющие цифры TDP, улучшенный техпроцесс не дает преимуществ при разгоне — скорее наоборот. Как мы уже говорили, площади камней уменьшились примерно на 35%, а значит, в размерах потеряла и поверхность рассеивания, главная переменная в формуле охлаждения. Отводить тепло стало заметно сложнее, и если на стандартных частотах это не очевидно, то на увеличенных сильно сказывается на итоговой температуре. Свою лепту внес и отказ от привычного припоя, соединяющего чип с крышкой кристалла. Вместо него используется обычная термопаста, да еще и с низкой теплопроводностью. В совокупности это означает, что для эффективного поднятия скорости надо покупать огромные башни, обвешанные вентиляторами.

Напомним, что с приходом Sandy Bridge исчез вариант оверклокинга по шине. Теперь все управляется множителями, которые доступны только в версиях процессоров с индексом K или X в названии. В Ivy Bridge границы разгона расширили — с 56х до 63х. Плюс добавили возможность работы с DDR3-2800 МГц (раньше было 2133 МГц), на что уже отреагировали производители памяти, приступившие к выпуску дорогостоящих модулей.

Модельный ряд

Принцип наименования кристаллов остался прежним. Пока запланированы три линейки — Core i3/i5/i7. Старшая получила Hyper-Threading, четыре ядра и 8 Мб кэш-памяти третьего уровня. Средняя лишилась HT и 2 Мб L3-кэша. Младшая — пары ядер, еще 3 МБ кэша и автоматического разгона, но зато в некоторых моделях обзавелась многопоточностью. Заметим, что на момент написания статьи Core i3 не были официально представлены, так что в сводной таблице они отсутствуют.

Что приятно, Intel не стала менять сокет. После прошивки BIOS все материнские платы под Sandy Bridge поддерживают и новые кристаллы. Впрочем, без очередной логики не обошлось. Седьмая серия чипсетов оснащена встроенным контроллером USB 3.0 и слотами PCIe 3.0.

Всего появилось шесть наборов для построения материнок: Z77, Z75, Q77, Q75, H77, B75. У топовой Z77 в наличии все доступные функции, в том числе и разгон через множитель. Z75 остались без SSD-кэширования при помощи Smart Response Technology. Без нее работают и Q75 с B75, но плюс к этому у них отрезали поддержку Intel Rapid Storage и разгон по множителю. H77 сохранила технологии взаимодействия с HDD и SSD, но при этом лишилась всех вариантов оверклокинга. Q77 — аналог Z77, но не может использовать преимущества разблокированных процессоров.

Реальный образец

Достать на тесты топовую модель нам не удалось, поэтому проверять архитектуру мы будем на Core i5-3570K , что, впрочем, даже интереснее. Сможем оценить, насколько удачной вышла Ivy Bridge и получится ли у более дешевой модели обогнать прошлогоднего флагмана Core i7-2600K.

Для этого собрали стенд на материнской плате ASUS P8Z77-V Deluxe , оснастили ее двумя планками Kingston HyperX DDR3-1666 МГц по 2 ГБ каждая, накопителем Kingston SSDNow на 64 ГБ, видеокартой NVIDIA GeForce GTX 580 и мощным кулером Scythe Yasya. В список тестов вошли PCMark7 , 3DMark Vantage , CineBench R11.5 64-bit , WinRAR , SuperPi , Resident Evil 5 и Aliens vs. Predator.

Подробно расписывать результаты не будем, лучше посмотреть таблички и процентные соотношения. Тут же отметим следующее. На стандартных частотах Ivy Bridge не удивил. Его скорости достаточно для подавляющего большинства приложений, в том числе и игр, но заметного преимущества на уровне архитектуры нет.

Зато что касается разгона — Ivy порадовал. Постепенно повышая множитель и напряжение Core i5-3570K, мы смогли добиться впечатляющие 4,7 ГГц на воздушном охлаждении, и это при стартовых 3,4 ГГц. Такое поднятие дало возможность не только догнать, но и перегнать более дорогой i7-2600K в PCMark7, CineBench R11.5, SuperPi 1.5 и даже Resident Evil 5.

Как это ни грустно, но проверить встроенную графику у нас не получилось. Вверенный на тестирование процессор с HD Graphics 4000 работал исключительно в 2D-режиме. При любых попытках нагрузить систему трехмерной сценой мы получали жесткое зависание и отказ запускаться без дискретной видеокарты. Так что итоги по HD Graphics ищите в ближайших номерах.

Ivy Bridge — это эволюционный шаг в развитии Intel. Компания обкатала новый техпроцесс, внедрила трехмерные транзисторы и снизила тепловой пакет всех моделей. Что касается производительности, то номинальный прирост есть, но он настолько мал, что менять ради него уже купленные Sandy Bridge нет никакого смысла. В остальном свежие кристаллы — это идеальный и, в принципе, единственный выбор для построения игрового или рабочего компьютера любого ценового уровня.

Таблица 1.

Технические характеристики

Техпроцесс

Core i5-3450S/3550S

22 нм

Core i5-3450/3550

22 нм

Core i5-3570T/3570K

22 нм

Core i7-3770T/3770S

22 нм

Core i7-3770/3770K

22 нм

Core i7-2600K

32-нм

Количество ядер

Core i5-3450S/3550S

4 шт.

Core i5-3450/3550

4 шт.

Core i5-3570T/3570K

4 шт.

Core i7-3770T/3770S

4 шт.

Core i7-3770/3770K

4 шт.

Core i7-2600K

4 шт.

Количество потоков

Core i5-3450S/3550S

4 шт.

Core i5-3450/3550

4 шт.

Core i5-3570T/3570K

4 шт.

Core i7-3770T/3770S

8 шт.

Core i7-3770/3770K

8 шт.

Core i7-2600K

8 шт.

Количество транзисторов

Core i5-3450S/3550S

1480 млн

Core i5-3450/3550

1480 млн

Core i5-3570T/3570K

1480 млн

Core i7-3770T/3770S

1480 млн

Core i7-3770/3770K

1480 млн

Core i7-2600K

995 млн

Процессорный разъем

Core i5-3450S/3550S

Socket LGA1155

Core i5-3450/3550

Socket LGA1155

Core i5-3570T/3570K

Socket LGA1155

Core i7-3770T/3770S

Socket LGA1155

Core i7-3770/3770K

Socket LGA1155

Core i7-2600K

Socket LGA1155

Частота

Core i5-3450S/3550S

2,8/3 ГГц

Core i5-3450/3550

3,1/3,3 ГГц

Core i5-3570T/3570K

2,3/3,4 ГГц

Core i7-3770T/3770S

2,5/3,1 ГГц

Core i7-3770/3770K

3,4/3,5 ГГц

Core i7-2600K

3,4 ГГц

Максимальная частота Turbo Boost

Core i5-3450S/3550S

3,5/3,7 ГГц

Core i5-3450/3550

3,5/3,7 ГГц

Core i5-3570T/3570K

3,3/3,8 ГГц

Core i7-3770T/3770S

3,7/3,9 ГГц

Core i7-3770/3770K

3,9 ГГц

Core i7-2600K

3,8 ГГц

L3-кэш

Core i5-3450S/3550S

6 Мб

Core i5-3450/3550

6 Мб

Core i5-3570T/3570K

6 Мб

Core i7-3770T/3770S

8 Мб

Core i7-3770/3770K

8 Мб

Core i7-2600K

8 Мб

GPU

Core i5-3450S/3550S

HD Graphics 2500

Core i5-3450/3550

HD Graphics 2500

Core i5-3570T/3570K

HD Graphics 2500/HD Graphics 4000

Core i7-3770T/3770S

HD Graphics 4000

Core i7-3770/3770K

HD Graphics 4000

Core i7-2600K

HD Graphics 3000

Частота GPU

Core i5-3450S/3550S

650-1100 МГц

Core i5-3450/3550

650-1100 МГц

Core i5-3570T/3570K

650-1100/650-1150 МГц

Core i7-3770T/3770S

650-1150 МГц

Core i7-3770/3770K

650-1150 МГц

Core i7-2600K

850-1350 МГц

Энергопотребление

Core i5-3450S/3550S

65 Вт

Core i5-3450/3550

77 Вт

Core i5-3570T/3570K

45/77 Вт

Core i7-3770T/3770S

45/65 Вт

Core i7-3770/3770K

77 Вт

Core i7-2600K

95 Вт

Цена на май 2012 года

Core i5-3450S/3550S

6000/6700 рублей

Core i5-3450/3550

6000/6500 рублей

Core i5-3570T/3570K

6800/7100 рублей

Core i7-3770T/3770S

9500/9700 рублей

Core i7-3770/3770K

10 500/11 000 рублей

Core i7-2600K

9000 рублей

Таблица 2.

Синтетические тесты

PCMark7

Overall

Core i5-3570K

4675

Core i5-3570K (4,7 ГГц)

5230

Core i7-2600 K

5202

%

Core i5-3570K

100%

Core i5-3570K (4,7 ГГц)

112%

Core i7-2600 K

111%

3DMark Vantage

CPU

Core i5-3570K

19 519

Core i5-3570K (4,7 ГГц)

24 623

Core i7-2600 K

26 327

GPU

Core i5-3570K

25 227

Core i5-3570K (4,7 ГГц)

26 346

Core i7-2600 K

26 522

Overall

Core i5-3570K

23 508

Core i5-3570K (4,7 ГГц)

25 893

Core i7-2600 K

26 473

%

Core i5-3570K

100%

Core i5-3570K (4,7 ГГц)

126%

Core i7-2600 K

135%

CineBench R11.5

CPU Score

Core i5-3570K

6

Core i5-3570K (4,7 ГГц)

7,49

Core i7-2600 K

6,26

%

Core i5-3570K

100%

Core i5-3570K (4,7 ГГц)

125%

Core i7-2600 K

104%

Таблица 3.

Приложения

WinRAR 4.0

Score

Core i5-3570K

3187

Core i5-3570K (4,7 ГГц)

3603

Core i7-2600 K

4000

%

Core i5-3570K

100%

Core i5-3570K (4,7 ГГц)

113%

Core i7-2600 K

126%

SuperPi 1.5

Время, секунды

Core i5-3570K

537,7

Core i5-3570K (4,7 ГГц)

452,1

Core i7-2600 K

596,8

%

Core i5-3570K

100%

Core i5-3570K (4,7 ГГц)

119%

Core i7-2600 K

90%

Таблица 4.

Игровые тесты

Resident Evil 5

High, 1920x1080, AF 16x

Core i5-3570K

138,3

Core i5-3570K (4,7 ГГц)

165,5

Core i7-2600 K

130,6

%

Core i5-3570K

100%

Core i5-3570K (4,7 ГГц)

120%

Core i7-2600 K

94%

Aliens vs. Predator

VeryHigh, 1920x1080, AF 16x

Core i5-3570K

69

Core i5-3570K (4,7 ГГц)

64,6

Core i7-2600 K

83,1

%

Core i5-3570K

100%

Core i5-3570K (4,7 ГГц)

94%

Core i7-2600 K

120%