В Хасвелл все спокойно. Новая процессорная архитектура от Intel
Светлые времена, когда чуть ли не каждый второй знал, до каких частот у него разгоняется процессор, давно прошли. Железо не пользуется былой популярностью, а объяснять, зачем нужна очередная версия оперативки или видеокарты, становится все сложнее. Яркое тому доказательство — затянувшийся старт архитектуры Intel Haswell. Вместо того, чтобы выйти в продажу в первых числах января, как это запланировано программой Intel Tick-Tock, она появилась лишь в конце весны. И есть у нас серьезные подозрения, что связана задержка отнюдь не со сложностями производства, — надо было сбыть остатки прошлогодних Ivy Bridge. Впрочем, не будем о грустном и перейдем к рассказу об особенностях свежих кристаллов.
Под старым соусом
Как это было с Ivy Bridge, откровениями Intel не порадовала: Haswell строго следует заветам предшественника. Четыре основных компонента (вычислительный, графический модули, кэш и системный агент) продолжают общаться по 256-битной кольцевой шине. Не изменился и техпроцесс — по 22-нм нормам сделаны и трехмерные транзисторы Tri-Gate, и 14-ступенчатый конвейер, и кэш-память первого и второго уровней объемом по 64 и 256 КБ на ядро. Как и прежде, за такт новая микроархитектура может выполнить до четырех инструкций, а технология Hyper-Threading добавить каждому реальному потоку один виртуальный.
Но если бы инженеры вообще ничего не поменяли в Ivy Bridge, то вы бы сейчас не читали эти строки. Для начала, увеличилась площадь кристалла — с 160 мм2 она подросла до 177 мм2. И хотя общее количество базовых элементов осталось все то же (около 1,4 млрд), по сравнению с прародителем Haswell немного поумнел.
Так, за полтора года он выучил новый предмет под названием Advanced Vector Extension 2 (AVX2). Это такой набор команд, содержащий регламентации по работе с 256-битными операциями с целыми числами, а также прокачанные вычисления с плавающей точкой. Получена за прошедшее время и научная степень по инструкциям FMA (Fused Multiply-Add), позволяющим за такт протолкнуть сразу и умножение, и сложение. Для этого разработчики выделили по два порта и исполнительных блока и, чисто в теории, удвоили производительность. Правда, нам с вами прибавку, скорее всего, не увидеть. Прирост проявится лишь в некоторых специализированных задачах вроде обработки видео.
Еще одно низкоуровневое улучшение обещает сказаться на всех манипуляциях с данными. В Intel удвоили пропускную способность кэша первого и второго уровней. Теперь L1 за такт способен принять и отдать до 32 КБ информации, а L2 — до 64 КБ. Впрочем, лейтмотивом нового поколения вновь стала борьба за энергоэффективность.
SoC-овоя диета
Ранее Intel уже перенесла часть элементов системы питания под общую крышку процессора. В Haswell пошли еще дальше — некоторые модели будут исполнены по технологии SoC (System on a Chip), то есть рядом с самим CPU пропишется чипсет. Правда, пока это коснется лишь лэптопов и планшетов, оснащенных кристаллами с TDP до 10 Вт. Для обычных представителей существенный выигрыш сулит новый вариант энергосбережения S0ix.
Он потребует примерно тех же затрат мощности, что и «спящий режим» (S3/4), но позволит возвращаться в штатное состояние за считанные миллисекунды. На деле все устроено следующим образом: ЦП перманентно засыпает и пробуждается исключительно для выполнения трудоемких задач. В результате во время простоя экономичность должна вырасти в 20 раз. Еще немного эффективности разработчики смогли выжать за счет выделения системного агента (отвечает за ввод-вывод информации и включает контроллеры DDR3, дисплеев и PCIe) и кэша третьего уровня в отдельный блок со своей собственной частотой. Теперь при обращении встроенной видеокарты к L3 энергия подается только на память, а не на весь CPU.
Графика
Особое внимание в Intel уделили наименее важной для нас, игроков, части — интегрированной графике, которая в очередной раз обязуется показать двукратный рост производительности.
Основных изменений два. Первое — добавлена поддержка DirectX 11.1. Второе — количество вычислительных блоков снова выросло, а сами чипы отныне разделены на три уровня. Младший — модель GT1 — включает в себя по шесть ядер. Следующим, самым распространенным, стал GT2, пришедший на смену HD Graphics 4000. Вместо 16 он оснащается 20 блоками и в народе будет известен как HD Graphics 4600. Ну и наиболее мощный представитель — GT3 — обзавелся 40 модулями и метит в компаньоны к производительным ультрабукам.
Помимо этого, появилась еще и гибридная графика GT3e. Она отличается дополнительными 128 МБ памяти eDRAM, интегрированной в подложку центрального процессора и подключенной к 512-бит шине. Производительность решения, по данным производителя, сравнима с NVIDIA GeForce GT 650M. Но стоит ли игра свеч — не понятно. Подобные бонусы не только повысят стоимость кристаллов, но и плохо скажутся на их энергоэффективности.
LGA1155 — на свалку
Вместе с графикой Intel обновила и чипсеты. В старый LGA1155, облюбованный Sandy и Ivy Bridge, Haswell не влезут. Им необходимы материнки с LGA1150, также известным как Socket H3. Главное изменение свежего поколения — техпроцесс снизился с 65 сразу до 22 нм, догнав тем самым процессоры и потеряв 2,5 Вт в строчке «энергопотребление».
Всего в рамках серии Lynx Point планируется шесть наборов логики: H81 , B85 , Q85 , Q87 , H87 и Z87. Младшие версии получат ряд ограничений по механизмам разгона, количеству портов входа/выхода и фирменным технологиям Intel. В зависимости от модели будет варьироваться и число USB 3.0 и SATA 3.0 — от двух до шести штук. А вот PCIe 3.0 и 2.0 всем выдали поровну — по 16 и 8 линий соответственно. Исключением стал лишь H81, вовсе лишенный возможности общения по PCIe 3.0.
Заметим, что новых материнок должно хватить примерно на два-три года. По заверениям Intel, следующая архитектура, Broadwell (14 нм), будет использовать тот же LGA1150.
Выбирай, какой хочешь
Система наименований Haswell досталась по наследству от Ivy Bridge. Так, старшим процессором стал Intel Core i7-4770K. Первая цифра в четырехзначном индексе соответствует поколению камня, далее следует внутреннее обозначение. Буквенный суффикс указывает на особенности конкретного экземпляра: K — разблокированный множитель CPU, S — тепловой пакет до 65 Вт, T — до 45 Вт, R — топовая графика GT3e.
На момент написания статьи Intel представила только топовые версии Haswell — Core i5 и Core i7. Младшие i3 и Pentium должны появиться чуть позже.
***
Итог по Haswell можно смело делить на две части. Первая — с точки зрения домашних пользователей. Для них, честно говоря, ничего нового не появилось. Да, улучшили работу кэша, добавили инструкций, но на деле это опять даст минимальный прирост производительности, и смысла переходить с Ivy Bridge на Haswell — никакого, ведь даже частотные характеристики остались на прежнем уровне.
А вот для любителей ноутбуков Haswell станет откровением. Intel проделала огромную работу по снижению энергопотребления и добилась того, что лэптопы теперь пашут по 8-10 часов кряду. Обновилась и встроенная графика. На ультрабуках, ранее считавшихся исключительно офисными машинами, отныне можно будет более-менее сносно играть. А это значит, по своей эффективности x86-архитектура вплотную подобралась к планшетной ARM и, пусть не сегодня — в следующем поколении, устроит на мобильном рынке тихую революцию.
Расширяем возможности
Процессоры семейства Haswell не получили существенных изменений блока System Agent, в том числе его основных отделов — контроллера памяти, сегмента PCI Express и центра дисплейных портов. Как и прежде, поддерживается двухканальная установка модулей DDR3-1600 с теоретической пропускной способностью до 25,6 ГБ/с.
Непосредственно в ЦП встроена поддержка 16 линий PCI Express 3.0. Ими можно распорядиться по-разному: оставить единую ветку с максимальной пропускной способностью, разделить ее на два 8x или одну 8x и две 4x. Все модели новой линейки будут стандартно поддерживать три порта мониторов. Производители материнских плат могут сами выбирать конечную конфигурацию, собирая ее из HDMI 1.4a, DVI, DisplayPort 1.2 и Embedded DisplayPort (eDP).
Таблица 1.
Технические характеристики
Техпроцесс
Core i5-4430S/4430
22 нм
Core i5-4570T/4570S
22 нм
Core i7-4765T/4770T
22 нм
Core i7-4770/4770K
22 нм
Количество ядер
Core i5-4430S/4430
4 шт.
Core i5-4570T/4570S
2/4 шт.
Core i7-4765T/4770T
4 шт.
Core i7-4770/4770K
4 шт.
Количество потоков
Core i5-4430S/4430
4 шт.
Core i5-4570T/4570S
4 шт.
Core i7-4765T/4770T
8 шт.
Core i7-4770/4770K
8 шт.
Количество транзисторов
Core i5-4430S/4430
1,4 млрд
Core i5-4570T/4570S
1,4 млрд
Core i7-4765T/4770T
1,4 млрд
Core i7-4770/4770K
1,4 млрд
Процессорный разъем
Core i5-4430S/4430
Socket LGA1150
Core i5-4570T/4570S
Socket LGA1150
Core i7-4765T/4770T
Socket LGA1150
Core i7-4770/4770K
Socket LGA1150
Частота
Core i5-4430S/4430
2,7/3 ГГц
Core i5-4570T/4570S
2,9 ГГц
Core i7-4765T/4770T
2/2,5 ГГц
Core i7-4770/4770K
3,4/3,5 ГГц
Максимальная частота Turbo Boost
Core i5-4430S/4430
3,2 ГГц
Core i5-4570T/4570S
3,6 ГГц
Core i7-4765T/4770T
3/3,7 ГГц
Core i7-4770/4770K
3,9 ГГц
L3-кэш
Core i5-4430S/4430
6 Мб
Core i5-4570T/4570S
4/6 Мб
Core i7-4765T/4770T
8 Мб
Core i7-4770/4770K
8 Мб
GPU
Core i5-4430S/4430
GT2 (Intel HD Graphics 4600)
Core i5-4570T/4570S
GT2 (Intel HD Graphics 4600)
Core i7-4765T/4770T
GT2 (Intel HD Graphics 4600)
Core i7-4770/4770K
GT2 (Intel HD Graphics 4600)
Частота GPU
Core i5-4430S/4430
350-1100 МГц
Core i5-4570T/4570S
200/350-1150 МГц
Core i7-4765T/4770T
350-1200 МГц
Core i7-4770/4770K
350-1200 МГц
Энергопотребление
Core i5-4430S/4430
65/84 Вт
Core i5-4570T/4570S
35/65 Вт
Core i7-4765T/4770T
35/45 Вт
Core i7-4770/4770K
84 Вт
Цена на май 2012 года
Core i5-4430S/4430
6200 рублей
Core i5-4570T/4570S
6500 рублей
Core i7-4765T/4770T
10 000 рублей
Core i7-4770/4770K
10 300/11 000 рублей
Таблица 2.
Чипсеты Lynx Point
Функции разгона
H81 Express
Процессор и графика
B85 Express
Процессор и графика
Q85 Express
Процессор и графика
Q87 Express
Процессор и графика
H87 Express
Процессор и графика
Z87 Express
Процессор, графика, DDR3
Количество USB 2.0
H81 Express
10 шт.
B85 Express
12 шт.
Q85 Express
14 шт.
Q87 Express
14 шт.
H87 Express
14 шт.
Z87 Express
14 шт.
Количество USB 3.0
H81 Express
2 шт.
B85 Express
4 шт.
Q85 Express
6 шт.
Q87 Express
6 шт.
H87 Express
6 шт.
Z87 Express
6 шт.
Количество SATA 2
H81 Express
4 шт.
B85 Express
6 шт.
Q85 Express
6 шт.
Q87 Express
6 шт.
H87 Express
6 шт.
Z87 Express
6 шт.
Количество SATA Rev. 3
H81 Express
2 шт.
B85 Express
4 шт.
Q85 Express
4 шт.
Q87 Express
6 шт.
H87 Express
6 шт.
Z87 Express
6 шт.
PCI Express
H81 Express
PCIe 2.0 x16
B85 Express
PCIe 3.0 x16
Q85 Express
PCIe 3.0 x16
Q87 Express
PCIe 3.0 x16
H87 Express
PCIe 3.0 x16
Z87 Express
PCIe 3.0 x16
Intel Rapid Storage Technology (RAID)
H81 Express
нет
B85 Express
нет
Q85 Express
нет
Q87 Express
да
H87 Express
да
Z87 Express
да
Smart Response Technology (SSD-кэш)
H81 Express
нет
B85 Express
нет
Q85 Express
нет
Q87 Express
да
H87 Express
да
Z87 Express
да
Техпроцесс
H81 Express
22 нм
B85 Express
22 нм
Q85 Express
22 нм
Q87 Express
22 нм
H87 Express
22 нм
Z87 Express
22 нм
Энергопотребление
H81 Express
4,1 Вт
B85 Express
4,1 Вт
Q85 Express
4,1 Вт
Q87 Express
4,1 Вт
H87 Express
4,1 Вт
Z87 Express
4,1 Вт
Идем на рекорд
Тестирование процессора Intel Core i7-4770K
В нашей стране запуск кристаллов на свежей архитектуре прошел более чем спокойно. Журналисты прекрасно отобедали на презентации Intel, а магазины чуть ли не в тот же день объявили о начале продаж. И, надо отдать им должное, с ценами особо не зверствовали: в первые недели ради приличия накинули пару тысяч сверху, но потом быстро опустились до уровня прошлого поколения. То есть старший Core i7-4770K оценили в те же 11 000 рублей, что и i7-3770K, а Core i5-4570 — в 6500 рублей, как и Core i5-3570. А это значит, Intel сделала все возможное, чтобы при сборе компьютера с нуля пользователи отдавали предпочтение новой платформе, а не пытались сэкономить на покупке прошлогодних разработок.
Материнки
Похожа ситуация и с материнскими платами. За топовый чипсет Z87 просят от 5000 до 20 000 рублей, за более простые версии — H87 — около 3500 рублей. С учетом почти одинаковых возможностей, последний вариант выглядит предпочтительнее. К примеру, наша тестовая Gigabyte H87-HD3 свои деньги отработала по полной программе.
Казалось бы, ну что можно получить за эти 3500 рублей? По мнению Gigabyte — шесть портов SATA Rev. 3, два PCIe x16, пару старых PCI, реализованных через отдельный чип, и два PCIe x1. Под планки памяти — четыре разъема, готовых суммарно принять 32 ГБ оперативки на скорости до 1600 МГц. А для подключения внешних устройств — два USB 2.0, четыре USB 3.0, LAN, PS/2, шесть аудио на 3,5-мм джек и видеовыходы D-sub (VGA), DVI и полноразмерный HDMI. Не хватает лишь развитой системы охлаждения.
У нашей героини всего один алюминиевый радиатор на южном мосту и еще один — над питанием (шестифазным). Впрочем, ругаться на это нет никакого смысла. Во-первых, компактная СО оставляет массу места для установки процессорного кулера. Во-вторых, мощные охлаждалки Haswell как картошка мартовскому коту.
На практике
С Haswell мы провели два месяца — сначала изучали его возможности на ноутбуках («Игромания №9/2013, «Новое поколение»), а затем усиленно гоняли на нашем тестовом стенде. И если в первом случае новинки Intel произвели на нас неизгладимое впечатление, то во втором — нас будто загнали в кинотеатр смотреть режиссерскую версию «Аватара» с доселе никем невиданными пятью секундами видеоряда. Три часа просмотра, а потом гадаешь, где же прибавка-то и насколько она вообще перевернула весь смысл фильма. Вот, честно, с Haswell то же самое.
В сравнении с Ivy Bridge цифры в тестовых табличках почти не изменились. Игры на новое поколение отреагировали ровно в пределах погрешности. А софт… ну, он вроде как прибавил. Взять тот же Super Pi 1.5. На Core i7-3770K заветное число «пи» рассчитывалось за четыре минуты и 12 секунд, на i7-4770K тратится на 11 секунд меньше. Круто? Тогда еще пример. Раньше WinRAR сжимал 7096 Кб в секунду, а теперь 7254 Кб — тоже впечатляющий «рекорд».
А вот с разгоном нет даже такого прогресса. Если наш Core i7-3770K под кулером Cooler Master TPC812XS и в задорной компании из Radeon HD 7970 и двух планок оперативки Kingston HyperX DDR3-2000 МГц послушно поднимался с родных 3,5 до 4,6 ГГц, то i7-4770K твердо заявил: 4,4 ГГц и ни шагу дальше, хоть напряжение мне добавляйте, хоть кулер другой ставьте, хоть вообще выкидывайте. Есть, конечно, информация, что это вовсе не архитектура виновата, а Intel зажала бесценную термопасту, положив между ядрами и крышкой какой-то шлак, но сути дела это не меняет — для новинки гонятся Haswell отвратно.
***
В итоге заключение по, наверное, самой ожидаемой платформе последнего года не шибко-то и веселое. Пользователям обычных ПК Haswell не принес ничего нового. Плюс 5% по тестам, конечно, здорово, но погоды не делает; срочно отдавать троюродному брату систему на Sandy/Ivy Bridge и бежать покупать Haswell точно не стоит. Смысл брать его есть только при условии, что вы сидите на древних Core и уже не можете терпеть их тормоза. Вот тогда новинки станут единственно верным решением, альтернатив им нет. А так — будем ждать следующего года, когда Intel перейдет на 14-нм техпроцесс и хотя бы просто увеличит частоты камней.
Таблица 1
Синтетические тесты
PCMark07
Overall
Core i7-4770K
5073
Core i7-3770K
4807
%
Core i7-4770K
100%
Core i7-3770K
95%
3DMark 11 (Performance)
Graphics
Core i7-4770K
9166
Core i7-3770K
8878
Physics
Core i7-4770K
7121
Core i7-3770K
7480
Overall
Core i7-4770K
8577
Core i7-3770K
8455
%
Core i7-4770K
100%
Core i7-3770K
99%
CineBench R11.5
CPU Score
Core i7-4770K
8
Core i7-3770K
7,5
%
Core i7-4770K
100%
Core i7-3770K
94%
Таблица 2.
Приложения
WinRAR 4.0
Кб/с
Core i7-4770K
7254
Core i7-3770K
7096
%
Core i7-4770K
100%
Core i7-3770K
98%
SuperPi 1.5 (16 МБ)
Время, секунды
Core i7-4770K
241,7
Core i7-3770K
252,1
%
Core i7-4770K
100%
Core i7-3770K
96%
Excel Benchmark
Время, минуты
Core i7-4770K
20,9
Core i7-3770K
22,9
%
Core i7-4770K
100%
Core i7-3770K
91%
Таблица 3.
Игровые тесты
Aliens vs. Predator
VeryHigh, 1280x1024, AF 16x
Core i7-4770K
139,2
Core i7-3770K
139,3
VeryHigh, 1280x1024, AF 16x, AA 4x
Core i7-4770K
102,2
Core i7-3770K
102,3
VeryHigh, 1920x1080, AF 16x, AA 4x
Core i7-4770K
96,3
Core i7-3770K
96,2
VeryHigh, 1920x1080, AF 16x, AA 4x
Core i7-4770K
71,4
Core i7-3770K
71,3
%
Core i7-4770K
100%
Core i7-3770K
100%
Metro: Last Light
High, 1280x1024, AF 16x
Core i7-4770K
45
Core i7-3770K
46
VeryHigh, 1280x1024, AF 16x
Core i7-4770K
38
Core i7-3770K
38
High, 1920x1080, AF 16x
Core i7-4770K
33
Core i7-3770K
33
VeryHigh, 1920x1080, AF 16x
Core i7-4770K
28
Core i7-3770K
28
%
Core i7-4770K
100%
Core i7-3770K
100%