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%