Компания Intel прошла очень длинный путь развития, от небольшого производителя микросхем до мирового лидера по производству процессоров. За это время было разработано множество технологий производства процессоров, очень сильно оптимизирован технологический процесс и характеристики устройств.

Множество показателей работы процессоров зависит от расположения транзисторов на кристалле кремния. Технологию расположения транзисторов называют микроархитектурой или просто архитектурой. В этой статье мы рассмотрим какие архитектуры процессора Intel использовались на протяжении развития компании и чем они отличаются друг от друга. Начнем с самых древних микроархитектур и рассмотрим весь путь до новых процессоров и планов на будущее.

Как я уже сказал, в этой статье мы не будем рассматривать разрядность процессоров. Под словом архитектура мы будем понимать микроархитектуру микросхемы, расположение транзисторов на печатной плате, их размер, расстояние, технологический процесс, все это охватывается этим понятием. Наборы инструкций RISC и CISC тоже трогать не будем.

Второе, на что нужно обратить внимание, это поколения процессора Intel. Наверное, вы уже много раз слышали - этот процессор пятого поколения, тот четвертого, а это седьмого. Многие думают что это обозначается i3, i5, i7. Но на самом деле нет i3, и так далее - это марки процессора. А поколение зависит от используемой архитектуры.

С каждым новым поколением улучшалась архитектура, процессоры становились быстрее, экономнее и меньше, они выделяли меньше тепла, но вместе с тем стоили дороже. В интернете мало статей, которые бы описывали все это полностью. А теперь рассмотрим с чего все начиналось.

Архитектуры процессора Intel

Сразу говорю, что вам не стоит ждать от статьи технических подробностей, мы рассмотрим только базовые отличия, которые будут интересны обычным пользователям.

Первые процессоры

Сначала кратко окунемся в историю чтобы понять с чего все началось. Не будем углубятся далеко и начнем с 32-битных процессоров. Первым был Intel 80386, он появился в 1986 году и мог работать на частоте до 40 МГц. Старые процессоры имели тоже отсчет поколений. Этот процессор относиться к третьему поколению, и тут использовался техпроцесс 1500 нм.

Следующим, четвертым поколением был 80486. Используемая в нем архитектура так и называлась 486. Процессор работал на частоте 50 МГц и мог выполнять 40 миллионов команд в секунду. Процессор имел 8 кб кэша первого уровня, а для изготовления использовался техпроцесс 1000 нм.

Следующей архитектурой была P5 или Pentium. Эти процессоры появились в 1993 году, здесь был увеличен кэш до 32 кб, частота до 60 МГц, а техпроцесс уменьшен до 800 нм. В шестом поколении P6 размер кэша составлял 32 кб, а частота достигла 450 МГц. Тех процесс был уменьшен до 180 нм.

Дальше компания начала выпускать процессоры на архитектуре NetBurst. Здесь использовалось 16 кб кэша первого уровня на каждое ядро, и до 2 Мб кэша второго уровня. Частота выросла до 3 ГГц, а техпроцесс остался на том же уровне - 180 нм. Уже здесь появились 64 битные процессоры, которые поддерживали адресацию большего количества памяти. Также было внесено множество расширений команд, а также добавлена технология Hyper-Threading, которая позволяла создавать два потока из одного ядра, что повышало производительность.

Естественно, каждая архитектура улучшалась со временем, увеличивалась частота и уменьшался техпроцесс. Также существовали и промежуточные архитектуры, но здесь все было немного упрощено, поскольку это не является нашей основной темой.

Intel Core

На смену NetBurst в 2006 году пришла архитектура Intel Core. Одной из причин разработки этой архитектуры была невозможность увеличения частоты в NetBrust, а также ее очень большое тепловыделение. Эта архитектура была рассчитана на разработку многоядерных процессоров, размер кэша первого уровня был увеличен до 64 Кб. Частота осталась на уровне 3 ГГц, но зато была сильно снижена потребляемая мощность, а также техпроцесс, до 60 нм.

Процессоры на архитектуре Core поддерживали аппаратную виртуализацию Intel-VT, а также некоторые расширения команд, но не поддерживали Hyper-Threading, поскольку были разработаны на основе архитектуры P6, где такой возможности еще не было.

Первое поколение - Nehalem

Дальше нумерация поколений была начата сначала, потому что все следующие архитектуры - это улучшенные версии Intel Core. Архитектура Nehalem пришла на смену Core, у которой были некоторые ограничения, такие как невозможность увеличить тактовую частоту. Она появилась в 2007 году. Здесь используется 45 нм тех процесс и была добавлена поддержка технологии Hyper-Therading.

Процессоры Nehalem имеют размер L1 кэша 64 Кб, 4 Мб L2 кэша и 12 Мб кєша L3. Кэш доступен для всех ядер процессора. Также появилась возможность встраивать графический ускоритель в процессор. Частота не изменилась, зато выросла производительность и размер печатной платы.

Второе поколение - Sandy Bridge

Sandy Bridge появилась в 2011 году для замены Nehalem. Здесь уже используется техпроцесс 32 нм, здесь используется столько же кэша первого уровня, 256 Мб кэша второго уровня и 8 Мб кэша третьего уровня. В экспериментальных моделях использовалось до 15 Мб общего кэша.

Также теперь все устройства выпускаются со встроенным графическим ускорителем. Была увеличена максимальная частота, а также общая производительность.

Третье поколение - Ivy Bridge

Процессоры Ivy Bridge работают быстрее чем Sandy Bridge, а для их изготовления используется техпроцесс 22 нм. Они потребляют на 50% меньше энергии чем предыдущие модели, а также дают на 25-60% высшую производительность. Также процессоры поддерживают технологию Intel Quick Sync, которая позволяет кодировать видео в несколько раз быстрее.

Четвертое поколение - Haswell

Поколение процессора Intel Haswell было разработано в 2012 году. Здесь использовался тот же техпроцесс - 22 нм, изменен дизайн кэша, улучшены механизмы энергопотребления и немного производительность. Но зато процессор поддерживает множество новых разъемов: LGA 1150, BGA 1364, LGA 2011-3, технологии DDR4 и так далее. Основное преимущество Haswell в том, что она может использоваться в портативных устройствах из-за очень низкого энергопотребления.

Пятое поколение - Broadwell

Это улучшенная версия архитектуры Haswell, которая использует техпроцесс 14 нм. Кроме того, в архитектуру было внесено несколько улучшений, которые позволили повысить производительность в среднем на 5%.

Шестое поколение - Skylake

Следующая архитектура процессоров intel core - шестое поколение Skylake вышла в 2015 году. Это одно из самых значительных обновлений архитектуры Core. Для установки процессора на материнскую плату используется сокет LGA 1151, теперь поддерживается память DDR4, но сохранилась поддержка DDR3. Поддерживается Thunderbolt 3.0, а также шина DMI 3.0, которая дает в два раза большую скорость. И уже по традиции была увеличенная производительность, а также снижено энергопотребление.

Седьмое поколение - Kaby Lake

Новое, седьмое поколение Core - Kaby Lake вышло в этом году, первые процессоры появились в середине января. Здесь было не так много изменений. Сохранен техпроцесс 14 нм, а также тот же сокет LGA 1151. Поддерживаются планки памяти DDR3L SDRAM и DDR4 SDRAM, шины PCI Express 3.0, USB 3.1. Кроме того, была немного увеличена частота, а также уменьшена плотность расположения транзисторов. Максимальная частота 4,2 ГГц.

Выводы

В этой статье мы рассмотрели архитектуры процессора Intel, которые использовались раньше, а также те, которые применяются сейчас. Дальше компания планирует переход на техпроцесс 10 нм и это поколение процессоров intel будет называться CanonLake. Но пока что Intel к этому не готова.

Поэтому в 2017 планируется еще выпустить улучшенную версию SkyLake под кодовым именем Coffe Lake. Также, возможно, будут и другие микроархитектуры процессора Intel пока компания полностью освоит новый техпроцесс. Но обо всем этом мы узнаем со временем. Надеюсь, эта информация была вам полезной.

Об авторе

Основатель и администратор сайта сайт, увлекаюсь открытым программным обеспечением и операционной системой Linux. В качестве основной ОС сейчас использую Ubuntu. Кроме Linux интересуюсь всем, что связано с информационными технологиями и современной наукой.

Маркировка, позиционирование, сценарии использования

Этим летом Intel выпустила на рынок новое, четвертое поколение архитектуры Intel Core, имеющее кодовое наименование Haswell (маркировка процессоров начинается с цифры «4» и выглядит как 4xxx). Основным направлением развития процессоров Intel сейчас видит повышение энергоэффективности. Поэтому последние поколения Intel Core демонстрируют не такой уж сильный рост производительности, зато их общее потребление энергии постоянно снижается - за счет и архитектуры, и техпроцесса, и эффективного управления потреблением компонентов. Единственным исключением является интегрированная графика, производительность которой заметно растет из поколения в поколение, пусть и за счет ухудшения потребления энергии.

Эта стратегия прогнозируемо выводит на первый план те устройства, в которых энергоэффективность важна - ноутбуки и ультрабуки, а также только зарождающийся (ибо в прежнем виде его можно было отнести исключительно к нежити) класс планшетов под Windows, основную роль в развитии которого должны сыграть новые процессоры с уменьшенным потреблением энергии.

Напоминаем, что недавно у нас вышли краткие обзоры архитектуры Haswell, которые вполне применимы и к настольным, и к мобильным решениям:

Кроме того, производительность четырехъядерных процессоров Core i7 была исследована в статье со сравнением десктопных и мобильных процессоров . Также отдельно была исследована производительность Core i7-4500U . Наконец, можно ознакомиться с обзорами ноутбуков на Haswell, включающими тестирование производительности: MSI GX70 на самом мощном процессоре Core i7-4930MX, HP Envy 17-j005er .

В этом материале речь пойдет о мобильной линейке Haswell в целом. В первой части мы рассмотрим разделение мобильных процессоров Haswell на серии и линейки, принципы создания индексов для мобильных процессоров, их позиционирование и примерный уровень производительности разных серий внутри всей линейки. Во второй части - более подробно рассмотрим спецификации каждой серии и линейки и их основные особенности, а также перейдем к выводам.

Для тех, кто не знаком с алгоритмом работы Intel Turbo Boost, в конце статьи мы разместили краткое описание этой технологии. Рекомендуем с ним перед чтением остального материала.

Новые буквенные индексы

Традиционно все процессоры Intel Core делятся на три линейки:

• Intel Core i3
• Intel Core i5
• Intel Core i7

Официальная позиция Intel (которую представители компании обычно озвучивают, отвечая на вопрос, почему среди Core i7 бывают как двухъядерные, так и четырехъядерные модели) состоит в том, что процессор относят к той или иной линейке исходя из общего уровня его производительности. Однако в большинстве случаев между процессорами разных линеек есть и архитектурные различия.

Но уже в Sandy Bridge появилось, а в Ivy Bridge стало полноценным еще одно деление процессоров - на мобильные и ультрамобильные решения, в зависимости от уровня энергоэффективности. Причем на сегодня именно эта классификация является базовой: и в мобильной, и в ультрамобильной линейке есть свои Core i3/i5/i7 с весьма различающимся уровнем производительности. В Haswell, с одной стороны, разделение углубилось, а с другой - линейку попытались сделать более стройной, не так вводящей в заблуждение дублированием индексов. Кроме того, окончательно оформился еще один класс - сверхультрамобильные процессоры с индексом Y. Ультрамобильные и мобильные решения по-прежнему маркируются буквами U и M.

Итак, чтобы не путаться, сначала разберем, какие буквенные индексы используются в современной линейке мобильных процессоров Intel Core четвертого поколения:

• M - мобильный процессор (TDP 37-57 Вт);
• U - ультрамобильный процессор (TDP 15-28 Вт);
• Y - процессор с экстремально низким потреблением (TDP 11,5 Вт);
• Q - четырехъядерный процессор;
• X - экстремальный процессор (топовое решение);
• H - процессор под упаковку BGA1364.

Раз уж упомянули TDP (теплопакет), то остановимся на нем чуть подробнее. Следует учитывать, что TDP в современных процессорах Intel не «максимальный», а «номинальный», то есть рассчитывается исходя из нагрузки в реальных задачах при функционировании на штатной частоте, а при включении Turbo Boost и увеличении частоты тепловыделение выходит за рамки заявленного номинального теплопакета - для этого есть отдельный TDP. Также определен TDP при функционировании на минимальной частоте. Таким образом, существует целых три TDP. В данной статье в таблицах используется номинальное значение TDP.

• Стандартным номинальным TDP для мобильных четырехъядерных процессоров Core i7 является 47 Вт, для двухъядерных - 37 Вт;
• Литера Х в названии поднимает тепловой пакет с 47 до 57 Вт (сейчас на рынке только один такой процессор - 4930MX);
• Стандартный TDP для ультрамобильных процессоров U-серии - 15 Вт;
• Стандартный TDP для процессоров Y-серии - 11,5 Вт;

Цифровые индексы

Индексы процессоров Intel Core четвертого поколения с архитектурой Haswell начинаются с цифры 4, что как раз и говорит о принадлежности к этому поколению (у Ivy Bridge индексы начинались с 3, у Sandy Bridge - с 2). Вторая цифра обозначает принадлежность к линейке процессоров: 0 и 1 - i3, 2 и 3 - i5, 5–9 - i7.

Теперь разберем последние цифры в названии процессоров.

Цифра 8 в конце означает, что эта модель процессора имеет повышенный TDP (с 15 до 28 Вт) и существенно более высокую номинальную частоту. Еще одной отличительной чертой этих процессоров является графика Iris 5100. Они ориентированы на профессиональные мобильные системы, от которых требуется стабильная высокая производительность в любых условиях для постоянной работы с ресурсоемкими задачами. Разгон с помощью Turbo Boost у них тоже есть, но за счет сильно поднятой номинальной частоты разница между номиналом и максимумом не слишком велика.

Цифра 2 в конце названия говорит о сниженном с 47 до 37 Вт TDP у процессора из линейки i7. Но за снижение TDP приходится платить более низкими частотами - минус 200 МГц к базовой и разгонной частотам.

Если вторая с конца цифра в названии - 5, то процессор имеет графическое ядро GT3 - HD 5ххх. Таким образом, если в названии процессора последние две цифры - 50, то в него установлено графическое ядро GT3 HD 5000, если 58 - то Iris 5100, а если 50H - то Iris Pro 5200, потому что Iris Pro 5200 есть только у процессоров в исполнении BGA1364.

Для примера разберем процессор с индексом 4950HQ. Наименование процессора содержит H - значит, упаковка BGA1364; содержит 5 - значит, графическое ядро GT3 HD 5xxx; сочетание 50 и Н дает Iris Pro 5200; Q - четырехъядерный. А поскольку четырехъядерные процессоры есть только в линейке Core i7, то это мобильная серия Core i7. Что подтверждает и вторая цифра названия - 9. Получаем: 4950HQ - это мобильный четырехъядерный восьмипоточный процессор линейки Core i7 с TDP 47 Вт с графикой GT3e Iris Pro 5200 в исполнении BGA.

Теперь, когда мы разобрались с наименованиями, можно поговорить о разделении процессоров на линейки и серии, или, проще говоря, о сегментах рынка.

Серии и линейки Intel Core 4-го поколения

Итак, все современные мобильные процессоры Intel делятся на три больших группы в зависимости от энергопотребления: мобильные (M), ультрамобильные (U) и «сверхультрамобильные» (Y), а также на три линейки (Core i3, i5, i7) в зависимости от производительности. В результате мы можем составить матрицу, которая позволит пользователю подобрать процессор, лучше всего подходящий под его задачи. Попробуем свести все данные в единую таблицу.

Серия/линейка	Параметры	Core i3	Core i5	Core i7
Мобильная (М)	Сегмент	ноутбуки	ноутбуки	ноутбуки
	Ядер/потоков	2/4	2/4	2/4, 4/8
	Макс. частоты	2,5 ГГц	2,8/3,5 ГГц	3/3,9 ГГц
	Turbo Boost	нет	есть	есть
	TDP	высокий	высокий	максимальный
	Производительность	выше среднего	высокая	максимальная
	Автономность	ниже среднего	ниже среднего	невысокая
Ультрамобильная (U)	Сегмент	ноутбуки/ ультрабуки	ноутбуки/ ультрабуки	ноутбуки/ ультрабуки
	Ядер/потоков	2/4	2/4	2/4
	Макс. частоты	2 ГГц	2,6/3,1 ГГц	2,8/3,3 ГГц
	Turbo Boost	нет	есть	есть
	TDP	средний	средний	средний
	Производительность	ниже среднего	выше среднего	высокая
	Автономность	выше среднего	выше среднего	выше среднего
Сверхультра­мобильная (Y)	Сегмент	ультрабуки/ планшеты	ультрабуки/ планшеты	ультрабуки/ планшеты
	Ядер/потоков	2/4	2/4	2/4
	Макс. частоты	1,3 ГГц	1,4/1,9 ГГц	1,7/2,9 ГГц
	Turbo Boost	нет	есть	есть
	TDP	низкий	низкий	низкий
	Производительность	низкая	низкая	низкая
	Автономность	высокая	высокая	высокая

Для примера: покупателю необходим ноутбук с высокой производительностью процессора и умеренной стоимостью. Раз ноутбук, да еще и производительный, то необходим процессор серии М, а требование умеренной стоимости заставляет остановиться на линейке Core i5. Еще раз подчеркиваем, что в первую очередь следует обращать внимание не на линейку (Core i3, i5, i7), а на серию, потому что в каждой серии могут быть свои Core i5, но уровень производительности у Core i5 из двух разных серий будет существенно отличаться. Например, Y-серия очень экономична, но имеет низкие частоты работы, и процессор Core i5 Y-серии будет менее производительным, чем процессор Core i3 U-серии. А мобильный процессор Core i5 вполне может быть производительнее ультрамобильного Core i7.

Примерный уровень производительности в зависимости от линейки

Давайте попробуем пойти на шаг дальше и составить теоретический рейтинг, который наглядно демонстрировал бы разницу между процессорами разных линеек. За 100 баллов мы возьмем самый слабый представленный процессор - двухъядерный четырехпоточный i3-4010Y с тактовой частотой 1300 МГц и объемом кэша L3 3 МБ. Для сравнения берется самый высокочастотный процессор (на момент написания статьи) из каждой линейки. Основной рейтинг мы решили считать по разгонной частоте (для тех процессоров, у которых есть Turbo Boost), в скобках - рейтинг для номинальной частоты. Таким образом, двухъядерный четырехпоточный процессор с максимальной частотой 2600 МГц получит 200 условных баллов. Увеличение кэша третьего уровня с 3 до 4 МБ принесет ему 2-5% (данные получены на основе реальных тестов и исследований) прироста условных баллов, а увеличение количества ядер с 2 до 4 соответственно удвоит количество баллов, что тоже достижимо в реальности при хорошей многопоточной оптимизации.

Еще раз настоятельно обращаем внимание, что рейтинг является теоретическим и основан по большей части на технических параметрах процессоров. В реальности сочетается большое количество факторов, поэтому выигрыш в производительности относительно самой слабой модели линейки практически наверняка не будет таким большим, как в теории. Таким образом, не стоит прямо переносить полученное соотношение на реальную жизнь - сделать окончательные выводы можно лишь по результатам тестирования в реальных приложениях. Тем не менее, эта оценка позволяет примерно оценить место процессора в линейке и его позиционирование.

Итак, некоторые предварительные замечания:

• Процессоры Core i7 U-серии будут примерно на 10% опережать Core i5 благодаря чуть большей тактовой частоте и большему объему кэша третьего уровня.
• Разница между процессорами Core i5 и Core i3 U-серии c TDP 28 Вт без учета Turbo Boost составляет около 30%, т. е. в идеале производительность тоже будет различаться на 30%. Если учитывать возможности Turbo Boost, то разница по частотам составит порядка 55%. Если же проводить сравнение процессоров Core i5 и Core i3 U-серии с TDP 15 Вт, то при устойчивой работе на максимальной частоте Core i5 будет иметь частоту на 60% выше. Однако номинальная частота у него чуть ниже, т. е. при работе на номинальной частоте он может даже чуть уступать Core i3.
• В М-серии большую роль играет наличие у Core i7 4 ядер и 8 потоков, однако тут надо помнить, что это преимущество проявляется только в оптимизированном ПО (как правило, профессиональном). У процессоров Core i7 с двумя ядрами производительность будет чуть выше за счет более высоких разгонных частот и немного большего объема кэша L3.
• В серии Y процессор Core i5 имеет базовую частоту на 7,7% и разгонную на 50% выше, чем Core i3. Но и в этом случае есть дополнительные соображения - та же энергоэффективность, шумность работы системы охлаждения и т. д.
• Если же сравнивать между собой процессоры серий U и Y, то только частотный разрыв между U- и Y-процессорами Core i3 составляет 54%, а у процессоров Core i5 - 63% на максимальной разгонной частоте.

Итак, рассчитаем балл для каждой линейки. Напомним, основной балл считается по максимальным разгонным частотам, балл в скобках - по номинальным (т. е. без разгона по Turbo Boost). Также мы рассчитали коэффициент производительности на Вт.

¹ макс. - при максимальной разгонной, ном. - при номинальной частоте
² коэффициент - условная производительность, поделенная на TDP и умноженная на 100
³ данные о разгонном TDP для этих процессоров неизвестны

По приведенной таблице можно сделать следующие наблюдения:

• Двухъядерные процессоры Core i7 серий U и M лишь немногим быстрее процессоров Core i5 аналогичных серий. Это касается сравнения как для базовой, так и для разгонной частот.
• Процессоры Core i5 серий U и M даже на базовой частоте должны быть заметно быстрее Core i3 аналогичных серий, а в Boost-режиме и вовсе уйдут далеко вперед.
• В серии Y разница между процессорами на минимальных частотах невелика, но с разгоном Turbo Boost Core i5 и Core i7 должны уходить далеко вперед. Другое дело, что величина и, главное, стабильность разгона очень зависят от эффективности охлаждения. А с этим, учитывая ориентацию этих процессоров на планшеты (особенно - безвентиляторные) могут быть проблемы.
• Core i7 серии U практически дотягивается по производительности до Core i5 M-серии. Там есть другие факторы (для него сложнее достичь стабильности из-за менее эффективного охлаждения, да и стоит он дороже), но в целом это неплохой результат.

Что же касается соотношения энергопотребления и рейтинга производительности, то можно сделать следующие выводы:

• Несмотря на увеличение TDP при переходе процессора в Boost-режим, энергоэффективность повышается. Это обусловлено тем, что относительное увеличение частоты больше относительного увеличения TDP;
• Ранжирование процессоров различных серий (M, U, Y) происходит не только по уменьшению TDP, но и по увеличению энергоэффективности - к примеру, процессоры Y-серии показывают бо́льшую энергоэффективность, чем процессоры U-серии;
• Стоит заметить, что с увеличением количества ядер, а следовательно, и потоков, энергоэффективность также повышается. Это можно объяснить тем, что удваиваются лишь сами процессорные ядра, но не сопутствующие контроллеры DMI, PCI Express и ИКП.

Из последнего можно сделать интересный вывод: если приложение хорошо распараллеливается, то четырехъядерный процессор окажется более энергоэффективным, чем двухъядерный: он быстрее закончит вычисления и вернется в режим простоя. Как итог, многоядерность может стать следующим шагом в борьбе за повышение энергоэффективности. В принципе, эту тенденцию можно отметить и в лагере ARM.

Итак, хотя рейтинг сугубо теоретический, и не факт, что он точно отражает реальную расстановку сил, но даже он позволяет сделать определенные выводы касательно распределения процессоров в линейке, их энергоэффективности и соотношения по этим параметрам между собой.

Haswell против Ivy Bridge

Хотя процессоры Haswell уже довольно давно вышли на рынок, присутствие процессоров Ivy Bridge в готовых решениях даже сейчас остается довольно высоким. Особых революций при переходе к Haswell, с точки зрения потребителя, не произошло (хотя рост энергоэффективности для некоторых сегментов выглядит внушительно), что порождает вопросы: а стоит ли обязательно выбирать четвертое поколение или можно обойтись третьим?

Сравнивать процессоры Core четвертого поколения с третьим напрямую сложно, потому что производитель поменял границы TDP:

• серия M у Core третьего поколения имеет TDP 35 Вт, а у четвертого - 37 Вт;
• серия U у Core третьего поколения имеет TDP 17 Вт, а у четвертого - 15 Вт;
• серия Y у Core третьего поколения имеет TDP 13 Вт, а у четвертого - 11,5 Вт.

И если для ультрамобильных линеек TDP понизился, то для более производительной серии М он даже вырос. Тем не менее, попробуем провести примерное сравнение:

• Топовый четырехъядерный процессор Core i7 третьего поколения имел частоты 3(3,9) ГГц, у четвертого поколения - те же 3(3,9) ГГц, то есть разница в производительности может быть обусловлена только архитектурными улучшениями - не более 10%. Хотя, стоит заметить, при плотном использовании FMA3 четвертое поколение опередит третье на 30-70%.
• Топовые двухъядерные процессоры Core i7 третьего поколения М-серии и U-серии имели частоты 2,9(3,6) ГГц и 2(3,2) ГГц соответственно, а четвертого - 2,9(3,6) ГГц и 2,1(3,3) ГГц. Как видим, частоты если и выросли, то незначительно, так что и уровень производительности может вырасти лишь минимально, за счет оптимизации архитектуры. Опять же, если ПО знает о FMA3 и умеет активно использовать это расширение, то четвертое поколение получит солидное преимущество.
• Топовые двухъядерные процессоры Core i5 третьего поколения М-серии и U-серии имели частоты 2,8(3,5) ГГц и 1,8(2,8) ГГц соответственно, а четвертого - 2,8(3,5) ГГц и 1,9(2,9) ГГц. Ситуация аналогична предыдущей.
• Топовые двухъядерные процессоры Core i3 третьего поколения М-серии и U-серии имели частоты 2,5 ГГц и 1,8 ГГц соответственно, а четвертого - 2,6 ГГц и 2 ГГц. Ситуация снова повторяется.
• Топовые двухъядерные процессоры Core i3, i5 и i7 третьего поколения Y-серии имели частоты 1,4 ГГц, 1,5(2,3) ГГц и 1,5(2,6) ГГц соответственно, а четвертого - 1,3 ГГц, 1,4(1,9) ГГц и 1,7(2,9) ГГц.

В целом, тактовые частоты в новом поколении практически не выросли, так что незначительный выигрыш в производительности получается только за счет оптимизации архитектуры. Заметное преимущество четвертое поколение Core получит при использовании ПО, оптимизированного под FMA3. Ну и не стоит забывать про более быстрое графическое ядро - там оптимизация способна принести существенный прирост.

Что касается относительной разницы в производительности внутри линеек, то по этому показателю поколения Intel Core третьего и четвертого поколений близки.

Таким образом, можно сделать вывод, что в новом поколении Intel решила снизить TDP вместо повышения частот работы. В результате прирост скорости работы ниже, чем мог бы быть, зато удалось добиться повышения энергоэффективности.

Подходящие задачи для разных процессоров Intel Core четвертого поколения

Теперь, когда мы разобрались с производительностью, можно примерно оценить, под какие задачи лучше всего подойдет та или иная линейка Core четвертого поколения. Сведем данные в таблицу.

Серия/линейка	Core i3	Core i5	Core i7
Мобильная М	серфинг Сети офисное окружение старые и казуальные игры	Все предыдущее плюс: профессиональное окружение на грани комфорта	Все предыдущее плюс: профессиональное окружение (3D-моделирование, CAD, профессиональная фото- и видеообработка и т. д.)
Ультрамобильная U	серфинг Сети офисное окружение старые и казуальные игры	Все предыдущее плюс: корпоративное окружение (к примеру, системы бухгалтерского учета) нетребовательные компьютерные игры при наличии дискретной графики профессиональное окружение на грани комфорта (вряд ли получится комфортно работать в том же 3ds max)
Сверхультра­мобильная Y	серфинг Сети простое офисное окружение старые и казуальные игры		офисное окружение старые и казуальные игры

Из этой таблицы тоже хорошо видно, что в первую очередь стоит обращать внимание на серию процессора (M, U, Y), а уже потом на линейку (Core i3, i5, i7), поскольку линейка определяет соотношение производительности процессоров только внутри серии, а между сериями производительность заметно отличается. Это хорошо видно на сравнении i3 U-серии и i5 Y-серии: первый в данном случае будет производительнее второго.

Итак, какие выводы можно сделать по этой таблице? Процессоры Core i3 любой серии, как мы уже отмечали, интересны прежде всего ценой. Поэтому обращать на них внимание стоит, если вы стеснены в средствах и готовы смириться с проигрышем как по производительности, так и по энергоэффективности.

Мобильный Core i7 стои́т особняком из-за архитектурных отличий: четыре ядра, восемь потоков и заметно больше кэша L3. В результате он способен работать с профессиональными ресурсоемкими приложениями и показывать чрезвычайно высокий для мобильной системы уровень производительности. Но для этого ПО должно быть оптимизировано под использование большого количества ядер - в однопоточном ПО свои достоинства он не раскроет. И второе - эти процессоры требуют громоздкой системы охлаждения, т. е. устанавливаются только в крупные ноутбуки с большой толщиной, да и с автономностью у них не очень.

Core i5 мобильной серии предоставляют хороший уровень производительности, достаточный для выполнения не только домашне-офисных, но и каких-то полупрофессиональных задач. Например, для обработки фото и видео. По всем параметрам (потребление энергии, выделение тепла, автономность) эти процессоры занимают промежуточное положение между Core i7 М-серии и ультрамобильной линейкой. В общем, это сбалансированное решение, подходящее тем, кому производительность важнее, чем тонкий и легкий корпус.

Двухъядерные мобильные Core i7 - это примерно то же самое, что Core i5 М-серии, только немного производительнее и, как правило, заметно дороже.

Ультрамобильные Core i7 имеют примерно тот же уровень производительности, что и мобильные Core i5, но с оговорками: если система охлаждения выдержит длительную работу на повышенной частоте. Да и греются они под нагрузкой изрядно, что часто приводит к сильному нагреву всего корпуса ноутбука. Судя по всему, они достаточно дорогие, поэтому их установка оправдана только для топовых моделей. Зато их можно ставить в тонкие ноутбуки и ультрабуки, обеспечивая высокий уровень производительности при тонком корпусе и хорошей автономности. Это делает их отличным выбором для часто путешествующих профессиональных пользователей, которым важна энергоэффективность и малый вес, но часто требуется высокая производительность.

Ультрамобильные Core i5 показывают меньшую производительность по сравению со «старшим братом» серии, но справляются с любой офисной нагрузкой, при этом обладают хорошей энергоэффективностью и гораздо демократичнее по цене. В общем, это универсальное решение для пользователей, которые не работают в ресурсоемких приложениях, а ограничиваются офисными программами и интернетом, и при этом хотели бы иметь ноутбук/ультрабук, подходящий для путешествий, т. е. легкий, с небольшим весом и долго работающий от батарей.

Наконец, Y-серия тоже стоит особняком. По производительности ее Core i7 при удаче дотянется до ультрамобильного Core i5, но этого от него, по большому счету, никто не ждет. Для серии Y главное - высокая энергоэффективность и малое тепловыделение, позволяющее создать в том числе и безвентиляторные системы. Что же касается производительности, то достаточно минимально допустимого уровня, не вызывающего раздражения.

Кратко о Turbo Boost

На случай, если некоторые наши читатели подзабыли, как работает технология разгона Turbo Boost, предлагаем вам краткое описание ее работы.

Если грубо, то система Turbo Boost может динамически повышать частоту процессора сверх установленной благодаря тому, что постоянно следит, не выходит ли процессор за штатные режимы работы.

Процессор может работать только в определенном диапазоне температур, т. е. его работоспособность зависит от нагрева, а нагрев - от способности системы охлаждения эффективно отводить от него тепло. Но поскольку заранее неизвестно, с какой системой охлаждения будет работать процессор в системе пользователя, для каждой модели процессора указывается два параметра: частота работы и количество тепла, которое необходимо отводить от процессора при максимальной нагрузке на этой частоте. Поскольку эти параметры зависят от эффективности и правильной работы системы охлаждения, а также внешних условий (в первую очередь, температуры окружающей среды), производителю приходилось занижать частоту работы процессора, чтобы даже при самых неблагоприятных условиях работы он не терял стабильность. Технология Turbo Boost отслеживает внутренние параметры процессора и позволяет ему, если внешние условия благоприятны, работать на более высокой частоте.

Первоначально Intel объясняла, что технология Turbo Boost использует «эффект температурной инерции». В большинстве случаев в современных системах процессор находится в состоянии простоя, но время от времени на короткий период от него требуется максимальная отдача. Если в этот момент сильно поднять частоту работы процессора, то он быстрее справится с задачей и раньше вернется в состояние простоя. При этом температура процессора растет не сразу, а постепенно, поэтому при краткосрочной работе на очень высокой частоте процессор не успеет нагреться так, чтобы выйти за безопасные рамки.

В реальности довольно быстро выяснилось, что с хорошей системой охлаждения процессор способен работать под нагрузкой даже на повышенной частоте неограниченно долго. Таким образом, долгое время максимальная частота разгона была абсолютно рабочей, а к номинальной процессор возвращался лишь в экстремальных случаях или если производитель делал некачественную систему охлаждения для конкретного ноутбука.

Для того чтобы не допустить перегрева и выхода из строя процессора, система Turbo Boost в современной реализации постоянно отслеживает следующие параметры его работы:

• температура чипа;
• потребляемый ток;
• потребляемая мощность;
• число загруженных компонентов.

Современные системы на Ivy Bridge способны работать на повышенной частоте практически во всех режимах, кроме одновременной серьезной нагрузки на центральный процессор и графику. Что касается Intel Haswell, то пока у нас нет достаточной статистики по поведению этой платформы под разгоном.

Прим. автора: Стоит заметить, что температура чипа косвенно влияет и на потребляемую мощность - данное влияние становится явным при ближайшем рассмотрении физического устройства самого кристалла, поскольку электрическое сопротивление полупроводниковых материалов увеличивается с ростом температуры, а это в свою очередь ведет к увеличению потребления электроэнергии. Таким образом, процессор при температуре 90 градусов будет потреблять больше электроэнергии, чем при температуре 40 градусов. А поскольку процессор «подогревает» и текстолит материнской платы с дорожками, и окружающие компоненты, то и их потери электроэнергии на преодоление более высокого сопротивления также сказываются на энергопотреблении. Данное заключение легко подтверждается разгоном как «на воздухе», так и экстремальным. Всем оверклокерам известно, что более производительный кулер позволяет получить дополнительные мегагерцы, а уж эффект сверхпроводимости проводников при температуре близкой к абсолютному нулю, когда электрическое сопротивление стремится к нулю, знаком всем еще со школьной физики. Именно поэтому при разгоне с охлаждением жидким азотом и получается достигать таких высоких частот. Возвращаясь к зависимости электрического сопротивления от температуры, можно также сказать, что в какой-то мере процессор еще и сам себя подогревает: при повышении температуры, когда система охлаждения не справляется, повышается и электрическое сопротивление, что в свою очередь увеличивает потребляемую мощность. А это ведет к увеличению тепловыделения, что приводит к повышению температуры... Кроме того, не стоит забывать, что высокие температуры сокращают срок жизни процессора. Хотя производители и заявляют достаточно высокие максимальные температуры для чипов, стоит всё же по возможности удерживать температуру невысокой.

Кстати, вполне вероятно, что «крутить» вентилятор на более высоких оборотах, когда за счет него увеличится потребление электроэнергии системы, выгоднее по энергопотреблению, чем иметь процессор с высокой температурой, которая повлечет за собой потери электроэнергии на возросшем сопротивлении.

Как видите, температура может и не являться прямым ограничивающим фактором для Turbo Boost, то есть процессор будет иметь вполне приемлемую температуру и не уходить в троттлинг, но косвенно она влияет на другой ограничивающий фактор - потребляемую мощность. Поэтому про температуру забывать не стоит.

Подводя итог, технология Turbo Boost позволяет, при благоприятных внешних условиях работы, повышать частоту процессора сверх гарантированного номинала и тем обеспечивать гораздо более высокий уровень производительности. Это свойство особенно ценно в мобильных системах, где оно позволяет добиться хорошего баланса между производительностью и нагревом.

Но следует помнить, что обратной стороной медали является невозможность оценить (спрогнозировать) чистую производительность процессора, т. к. она будет зависеть от внешних факторов. Вероятно, это одна из причин появления процессоров с «8» на конце названия модели - с «задранными» номинальными частотами работы и выросшим из-за этого TDP. Они предназначены для тех продуктов, для которых стабильная высокая производительность под нагрузкой важнее энергоэффективности.

Во второй части статьи приведено подробное описание всех современных серий и линеек процессоров Intel Haswell, включая технические характеристики всех имеющихся процессоров. А также сделаны выводы о применимости тех или иных моделей.

Не стоит ожидать от мейнстримовых четырехядерников Haswell особого прироста производительности (если, конечно, ПО не адаптировано под новые наборы процессорных инструкций), их конек - уменьшенное энергопотребление и соотношение ценапроизводительность. Впрочем, когда речь заходит о топовом железе, то подход "победа любой ценой" по-прежнему актуален.

Мейнстримовые CPU Intel стали двухядерными в 2006 году, с пришествием Core 2 Quad. Четырехядерники “пошли в народ” в 2008 году, с переходом на Nehalem и LGA1156, и в ближайшее время количество ядер не изменится - по крайней мере до 2014 года, когда планируется выход чипов Broadwell, которые будут выпускаться по 14 нм техпроцессу. Это решение вполне оправдано, учитывая что преимущества, предоставляемые дополнительными ядрами, до сих пор не востребованы большинством программ - эффект от более мощного графического процессора или дополнительной кэш-памяти будет существенней. Однако с процессорами высшего ценового диапазона все было не так однозначно, т.к. ПО для рабочих станций и серверов отлично оптимизировано под многоядерные процессоры и как увеличение количества ядер, так и увеличение отдачи каждого ядра может принести результат.

Теперь же, благодаря нашим источникам в IDF, мы можем немного прояснить ситуацию. Как наши читатели уже знают, к середине следующего года топовый процессор для серверных систем, 10-ядерный 2.4 ГГц Xeon E7 4800 семейства “Westmere EX” будет заменен на представителя архитектуры “Ivy Bridge EX” Xeon E7 4800 v2, располагающего 15-ю ядрами и работающий на частотах от 2.2 ГГц, который будет устанавливаться в сокет LGA2011, но с другой распиновкой. В середине 2014 его можно будет заменить на 16-20 ядерный Xeon E7 4800 / 8800 v3 (архитектура Haswell EX), причем сокет останется прежним. За ним последует Xeon E7 4800 / 8800 v4 (архитектура Broadwell EX), который будет выпущен уже в 2015 году. Последние три модели имеют общую черту

В виде шины QPI с тремя линиями - Westmere располагает четырьмя - что негативно скажется на возможностям по взаимодействию с сопроцессорами Xeon Phi или возможности предоставления доступа к системной памяти на полной скорости, что может пригодиться при подключении FPGA.

Самый интересный случай - двухпроцессорная конфигурация, ведь у нее много общего (как минимум - сокет и чипсет) с железом, позиционируемым как домашний high-end. К настоящему моменту ситуация выглядит так:

Текущий 8-ядерник Xeon E5 2600 / 4600 (Sandy Bridge EP) будет заменен в середине следующего года 10-ядерным Xeon E5 2600 / 4600 v2 (Ivy Bridge EP), который будет использовать тот же сокет. Следующий апгрейд намечается уже на 2014 год - Xeon E5 2600 / 4600 v3 (Haswell EP) будет располагать аж 14-ю ядрами и 14-канальным контроллером DDR4-2133, заменяющим DDR3, использовавшийся в системах Ivy Bridge EP и двойные каналы QPI с пропускной способностью около 9,6 ГТ/с, чуть больше чем

Сейчас, который будет устанавливаться в сокет, аналогичный 2011 по размерам но с другой распиновкой. Но зачем увеличивать число ядер и дальше, если компоненты серии ЕХ и так являются эталоном производительности?

Приходят на ум две основные причины. Во-первых, прирост удельной производительности на ядро, который дает Haswell, не так велик - около 10% по сравнению с Ivy Bridge, если не адаптировать ПО под использование новых процессорных инструкций, которые могут быть использованы не во всех алгоритмах. Что неудивительно, так как основное внимание при проектировании Haswell уделялось снижению энергопотребления (ультрабуки!). Так откуда взять прирост производительности, который бы подстегнул продажи?

С другой стороны, понижение энергопотребления позволяет разместить больше ядер на одном кристалле при неизменном TDP. Таким образом 14-ядерный процессор укладывается в лимит 145 Вт (для серверов) и 160 (для рабочих станций), при этом объем L3-кэша на ядро остался прежним - 2,5 Мб. Оправданна ли такая стратегия экстенсивного роста - вопрос спорный. В пределах того же TDP я бы предпочел увидеть процессор с меньшим количеством ядер, но большим объемом кэша на ядро и более

Высокими тактовыми частотами, и значительное число владельцев high-end машин

Были бы со мной согласны, ведь способность ПО использовать большее число потоков за 5 сменившихся поколений процессоров Intel увеличилась незначительно. Так или иначе, даже с 14-ю ядрами новые модели должны иметь по меньшей мере такие же тактовые частоты как их предшественники на Ivy Bridge в пределах того же TDP, а это значит как минимум 3,2 ГГц для топовых моделей для рабочих станций.

На таких частотах теоретическая пиковая производительность на сокет будет равняться 3/4 терафлопс с двойной точностью, таким образом одна двухпроцессорная рабочая станция образца середины 2014 года будет выдавать “на гора” 1,5 терафлопс. Добавьте к этому 8-канальный контроллер памяти DDR4 и вы поймете, что у Nvidia Maxwell появился серьезный конкурент. В конце концов, если CPU обладает достаточной

Мощностью и под него не нужно переписывать ПО почти с нуля, то почему бы не использовать его? В любом случае, оптимизация приложений под GPGPU с их огромным количеством потоков также приведет к тому что ни одно ядро в многоядерных процессорах не будет простаивать. Также не стоит забывать, что Intel не единственная компания на рынке, и у его конкурента имеется опыт разработки комбинированных вычислительных блоков, которые в свете сближения CPU и GPU могут оказаться шансом AMD наверстать упущенное. Ждем Opteron APU?

Если на процессорном фронте AMD уже давно занимается партизанской борьбой, то что касается рынка видеоадапторов ей пока что приходилось бороться только с “заклятым другом” Nvidia. Но ситуация может вскоре измениться.

Следующее поколение архитектуры Intel, под кодовым названием Haswell, это не просто очередной «тик» в мерном такте совершенствования технологий компанией Intel, это новый этап в ее деятельности. Этап, на котором она становится серьезной угрозой как для AMD так и Nvidia. Впервые Intel готова бросить вызов им обоим на рынке массовых графических решений одновременно подрывая позиции Nvidia в бизнесе GPGPU. В то же время маломощные и энергоэффективные решения (ULV-версии процессоров имеют TDP в 10 Вт) станут серьезными конкурентами для SoC на платформе Brazos второго поколения от AMD (кодовое название Kabini), а также любых ноутбуков на базе ARM-процессоров на основе Windows 8 какие могут вывести на рынок такие компании, как Qualcomm.

Давайте рассмотрим эту архитектуру повнимательнее, начиная с CPU.

Шире, больше, быстрее.

Haswell является логическим продолжением микроархитектурных улучшений, впервые представленных Intel в Sandy Bridge. Новый чип получил поддержку второго поколения набора процессорных инструкций Advanced Vector Extensions (AVX2), которые удваивают пиковую пропускную способность FPU ядра. Пропускная способность кэша L1 и L2 была удвоена, чтобы обеспечить загруженность работой исполняющих блоков, а регистровые файлы целочисленных вычислений и FPU были увеличены. Эффективность прогнозирования ветвления также была повышена. Производительность Haswell на один поток в реальных задачах на неоптимизированном коде, по ожиданиям, должна повыситься на 10-15%. Если же оптимизация под AVX2 есть, разрыв будет намного больше - алгоритмы AVX2 включают поддержку векторизации целочисленных значений, что нет в первой версии.

Наращивание мощности FPU и дополнительная функциональность AVX2 будут иметь огромное значение для увеличения производительности в операциях с плавающей точкой. Процессор способен выполнять до 32 операций с плавающей точкой стандартной точности на одном ядре и 16 с двойной точностью. То есть вдвое больше чем Sandy Bridge; теоретически восьмиядерный процессор на архитектуре Haswell с тактовой частотой 3.8 ГГц будет выдавать 972,8 гигафлопс при стандартном уровне точности и 486,4 гигафлопс при удвоенном. И хотя GPU текущего поколения показывают даже лучшие результаты, в рукаве Intel есть козырь - х86 совместимость. Intel отправил на свалку истории поставщиков RISC-суперкомпьютеров в 1990-х и начале 2000-х просто благодаря тому, что их процессоры были «достаточно хороши», и сейчас то же самое угрожает Nvidia и ее концепции GPGPU. Пропускная способность кэша L1/L2 увеличилась радикально, пропускная способность шины L1 также удвоена. Весь дополнительный объем пропускной способности предназначен для того, чтобы блоки AVX2 не простаивали; ожидается, что Haswell покажет достаточно близкое соответствие теоретических значений производительности к скорости выполнения реальных задач.

И хотя у команда под зеленым флагом скорее всего сохранит преимущество в чистой производительности, четырехъядерник Haswell, достигающий 4 ГГц в турборежиме будет выдавать 256 гигафлопс для операций удвоенной точности (512 гигафлопс при стандартной точности). Такой уровень производительности для операций со стандартной точностью находится очень близко к Nvidia GT 640. А так как производительность операций с удвоенной точностью у карт потребительского сектора Nvidia всегда хромала, четырехъядерные процессоры Haswell вполне могут превзойти GTX 680 от Nvidia и, возможно сровняться с GTX 580 в операциях с удвоенной точностью.

Nvidia может выиграть битву за high-end пользователей, но ценой проигрыша на других направлениях - если Intel решит конкурировать с ней серьезно. Хуже того, не стоит забывать про факт, что каждый ПК, оборудованный видеокартой от Nvidia поставляется с ускорителем Intel по умолчанию. Несомненно, Intel собирается сыграть на потенциальной связи с Xeon Phi, учитывая, что три семинара компании на IDF обращались к проблеме векторизации и касались как Haswell так и Xeon Phi.

GPU Haswell усиливает давление на Nvidia, AMD.

GPU Haswell - по сути модифицированная версия ядер, в настоящее время используемых в Ivy Bridge. Главные изменения наблюдаются в шейдерном массиве - Intel будет предлагать Haswell в версиях с блоком, включающим 10, 20 или 40-шейдеров (GT1, GT2, GT3 соответственно). Чип также будет предлагаться в вариантах, которые включают до 128 Мб встроенной памяти - такой вариант предоставляет каждому GPU небольшой выделенный объем памяти. Intel не особо распространяется о изменениях, внесенных в GPU, но компания заявила, что прирост производительности, демонстрируемый новой конфигурацией GT3 в сравнении с производительностью графического ядра HD 4000, встроенного в Ivy Bridge составляет до 200%.

Даже если рассматривать эту информацию со здоровой долей скептицизма, она все равно не предвещает ничего хорошего для AMD и Nvidia. По данным Anandtech, GPU Trinity в среднем на 18% быстрее, чем Liano в играх. По сравнению с Sandy Bridge, Trinity почти на 80% быстрее. Если же сравнить ее с Ivy Bridge, преимущество уменьшается до 20%. Учитывая то, что уже известно о GPU Haswell и его прогнозируемой производительности, для Intel будет не слишком сложно обеспечить прирост производительности в реальных играх в 30-50%. Если это произойдет, Trinity потеряет статус быстрейшего интегрированного GPU на рынке, переходя в разряд середняков, а AMD теряет свой козырь на рынке видеокарт, который она разыгрывала с момента запуска чипсета AMD 780G четыре года назад.

Таким образом у Саннивейла практически не остается места для маневра. 28 нм APU Kaveri, оснащенный графическим ядром следующего поколения на базе Radeon HD 7000 и новые процессоры на архитектуре Steamroller до сих пор не получили даты анонса. Это означает, что мы можем не увидеть их до конца 2013, и это если производство пойдет без запинок. AMD, скорее всего, предложит обновление - что-нибудь вроде Trinity 2.0, чтобы сдержать натиск со стороны Haswell, но слегка повышенные частоты едва ли спасут ситуацию для AMD.

Последними бастионами AMD остаются рынки, которые Intel в общем-то и неинтересны. Это неустойчивое положение для любой компании, которая мечтает бросить вызов лидеру рынка; AMD просто не может позволить себе тратить на НИОКР достаточно чтобы догнать своего давнего соперника. И едва ли Nvidia стоит почивать на лаврах. Планы Intel недвусмысленно дают понять, что компания абсолютно намерена свести к минимуму ценность отдельных графических процессоров за счет использования интегрированных решений там, где это возможно и поддерживать переход на все меньшие форм-факторы, там где это (пока) невозможно.

Таким образом, если Haswell не будут полным провалом, именно он, а не Kaveri станет новой точкой отсчета для энтузиастов. Этот чип с энергопотреблением в 10 Вт не сможет напрямую конкурировать с потенциальными конкурентами - планшетами на базе Tegra 4 - это задача Bay Trail, 22 нм SoC на базе Atom.

Нет, Haswell не обанкротит AMD или напугать Nvidia до такой степени, что та бросит Tesla, - но если план Intel не будет полным провалом, обе компании будут выдавливаться на рынки узкоспециализированных нишевых продуктов. AMD этот ход берет за живое - ее выдавливают на рынки low-end продуктов, которые не представляют ценности для Intel. Nvidia же теперь придется очень постараться, чтобы убедить OEM-производителей найти место для отдельного GPU в их компьютеров, хотя маркетинговая политика Intel и предпочтения покупателей тянут в другую сторону. Предпочтения энтузиастов, исторически слабая поддержка драйверов Intel, и сила бренда Nvidia поможет, но свалка истории IT-индустрии полна компаний, которые считали, что их бренд будет держать пользователей, даже если технические характеристики их продукции хуже чем у конкурентов. Энтузиастов интересует только производительность, а не то, какая компания за ней стоит.

Однако пока что мы поговорили только о решениях для энтузиастов и настольных решений, что немного нелогично, учитывая растущую не по дням а по часам рыночную долю ноутбуков и ультрабуков. Многие усовершенствования архитектуры Haswell были направлены именно на оптимизацию под них. Какие именно? Давайте разберемся.

Интеграция

Haswell для ультрабуков будет иметь TDP 15 Вт, почти как Sandy Bridge, на котором основываются ультрабуки сегодня. Главной новостью здесь является то, что Intel переместит PCH (хаб контроллера платформы) на ту же подложку, что и процессор благодаря чему версия Haswell для ультрабуков будет содержать все компоненты платформы в едином чипе. Sandy Bridge состоял из двух компонентов, поставляемых Intel - процессора и PCH, Haswell же будет единым MCP (многочиповым пакетом). Это означает что на одной подложке будут размещены два вычислительных кристалла, что зачастую явлется предпосылкой к объединению и самих кристаллов (возможно, после перехода на 14 нм техпроцесс?). Единый MCP будет занимать меньшую площадь, чем связка CPU + PCH которая используется сейчас сегодняшний день, что позволит сделать компоновку материнских плат менее плотной (или сделать сам платы меньше), и, возможно, ставить в ультрабуки еще большие батареи. Это значительный шаг который демонстрирует, что грань между железом для планшетов и ультрабуков начинает размываться.

Стоит отметить, что Haswell для ультрабуков может располагать двумя ядрами максимум, хотя версии для ноутбуков и настольных систем могут иметь и больше.

Энергоэффективная память и новый сокет

Список поддерживаемой памяти также скорректирован в сторону оптимизации энергопотребления. Все три версии Haswell будут поддерживать DDR3L, хотя настольное исполнение дополнительно может использовать обычную DDR3, а версия для ультрабуков - LPDDR3. Все три варианта оснащены двумя каналами памяти.

Важно отметить, что, несмотря на фокусирование Haswell на энергоэффективности, архитектура, масштабируется ничуть не хуже, чем Sandy Bridge (будут доступны компоненты для настольных систем с TDP в 95 Вт, хотя прямое сравнение тепловых пакетов может быть не вполне корректным). Что логично, так как единая эффективная архитектура, как правило, может охватывать широкий спектр TDP, не теряя в эффективности.

Другие особенности Haswell включают встроенные регуляторы напряжения (что должно упростить компоновку материнских плат), поддержку набор инструкций AVX 2.0 ну и, разумеется, AES-NI и Hyper-Threading. Выход Haswell также повлечет за собой смену сокета: на настольных компьютерах пропишется LGA-1150.

Заключение

В действительности, удивительного тут мало. Все знали встроенные графические ядра будут становиться все быстрее, хотя по-прежнему неясно, насколько именно мощным будет вариант GT3. Настоящей проверкой его возможностей будет решение компаний-производителей, продолжать ли устанавливать в свои продукты дискретные видеоадаптеры (весьма показательным был бы пример Apple в отношении, скажем, Macbook Pro). Насколько нам известно, планы Intel по усилению своих позиций в сегменте интегрированной графики были встречены с полным одобрением в Купертино.

Продолжение интегрирования новых функций в одном чипе - значительный шаг в области x86 CPU высокого класса, и все указывает, что в грядущем 2013 году разница между планшетами и ноутбуками будет размываться и дальше.

Типы процессоров intel многочисленны. Haswell – название четвертого поколения оборудования, в котором применялась инновационная архитектура.

Специально для них разработано семейство новых чипсетов восьмой серии. Работа с SSD оптимизирована. Релиз архитектуры состоялся в начале июня 2013 года.

Обзор Haswell

С 2013 – го года разработано множество моделей процессоров. Автономный процессор позиционировался разработчиками для использования в ноутбуках, ультрабуках и планшетах, благодаря низкому энергопотреблению. Производительность повысится, что позволяет разработчикам представлять Haswell как лучшие процессоры intel для мобильных устройств в настоящий момент. Двухядерные процессоры Core i3 haswell представлены в трех разновидностях:

1. i3-4340;
2. i3-4330;
3. i3-4130.

Различаются тактовой частотой, которая для трех моделей составляет соответственно 3,6, 3,5, 3,4 ГГц. Новое графическое ядро для первых двух моделей представлено HD Graphics 4600, а для третьей — HD Graphics 4400. Частота это ядра у всех 1150 МГц. LЗ – кэш 4, 4 и 3 Мбайта соответственно. Цена отличается несильно – для первого варианта – $160, для второго – $150 и для третьего $130.

Четырехядерные i5 haswell оснащены ядром графики HD Graphics 4600. Тактовая частота 3,2 ГГц, при турбоускорении – 3,6. Кэш объемом 6 Мбайт. Теплоотделение низкое, так что и при активном использовании не требуется дополнительный куллер.

Но процессор i7 превосходит i3 или i5. Представлен рядом i7-4770K, i7-4770, i7-4770S, i7-4770T и i7-4765T. Первые два работают на четырехядерном процессоре в 8 потоков, тогда как остальные – в четыре.

Тактовая частота ниже всего у последней модели и равна 2 ГГц, самая высокая у первой – 3,5 ГГц. Кэш 8 Мб

Особенности Haswell

Haswell – название новой архитектуры процессоров, процессоры, основанные на ней, называются также. Вычислительное ядро устройства претерпело изменения по сравнению с предыдущей версией. Предпроцессор почти не изменен. Декодер ядра четырехканальный, а так как средняя длина команды составляет 4 байта, может одновременно обрабатывать до 16 – ти байт. Состоит из четырех простых декодеров и одного сложного. Инструкции декодируются по технологиям Macro – Fusion и Micro – Fusion.

8-миканальный кэш декодированных операций хранит 1500 микроопераций в 4 байта. Каждый из 8-ми банков по 32 кэшстроки, в которые входит по 6 микроопераций в каждую. Смысл такого банка в том, чтобы не выполнять повторное декодирование, а вытаскивать уже декодированную операцию непосредственно из кэша.

Изменены исполнительные блоки в ядре. Количество портов увеличено до 8. Теперь за один такт выполняется до 8-ми микроопераций. Введен новый набор инструкций.

Тесты устройства на производительность проводились на основе Windows и Андроид. Тестирование intel core i7 – 4770 проводилось базовыми процессами и приложениями, а за показатель бралось время выполнения заданной операции. В результате теста на неигровых приложениях индексы процессоров intel Haswell оказались выше, чем в предыдущих моделях.

Наибольший прирост по показателю в приложениях Photoshop, Adobe Premier Pro и др

С помощью 3DMark Professional проводился тест на работу игровых приложений. По результатам видно, что есть прогресс в работе графической подсистемы. Игра без применения дискретной графической видеокарты невозможна. Встроенная графика процессора не годится.

Преимущества процессора Haswell

Haswell – поколение Intel Core, имеющее довольно много противников. Они находят в нем недостатки, такие как завышенная цена или необходимость слишком часто обновлять платформу. Однако у данного оборудования есть ряд плюсов. Это и высокие эффективность и производительность, и функциональная платформа и др.

• Главный же плюс, которым обладает процессор – интегрированное ядро графики. Оно стало конкурентоспособным. Появилась возможность поддержки нескольких мониторов и значительный прирост производительности;
• Устройство обладает повышенной эффективностью по энергопотреблению. По сравнению с прошлыми версиями удалось снизить его на 5 Ватт в режиме бездействия. Это не столь большая разница для настольного ПК, но значительная, если Вы выбираете ноутбук или ультрабук. Потребление электроэнергии под нагрузкой низкое;
• Производительность повысилась на 5 – 10 % в сравнении с прошлыми поколениями. Отличается в зависимости от условий теста. В отдельных случаях может быть выше или ниже. Разница не столь значительная, чтобы проводить апгрейд существующей системы предыдущего поколения, однако значительная, если Вы выбираете процессор haswell взамен значительно устаревшего;
• Система разгона процессора через базовую частоту стала более гибкой. Тем самым разработчики ответили на претензии пользователей предыдущих версий устройств.

Процессоры intel pentium haswell разрабатываются, в большей степени, для применения в ноутбуках. Мощное оборудование для настольных ПК пока не выпускается, а в ноутбуках же не удается достичь высочайших тактовых частот, огромных кэшей и использования полноценных 8 – ми ядер. Таким образом, любителям стационарных ПК придется подождать иных разработок.

Компанию Intel можно упрекнуть в чем угодно — от завышения цен и необходимости частой смены платформы, до блокирования средств разгона в своих младших моделях. Но одного у полупроводникового гиганта не отнять: вот уже много лет выход новых продуктов неукоснительно следует так называемой стратегии «Тик-Так», где на каждый «Тик» приходится переход на новый, более тонкий технологический процесс производства, а на «Так» припадает обновление микроархитектуры. В прошлом году Intel анонсировал 22-нм полупроводниковые кристаллы Ivy Bridge, которые сменили своих предшественников — 32-нм Sandy Bridge . Различия между представителями двух генераций заключались в модернизации графической подсистемы, тогда как вычислительные ядра претерпели минимальные изменения. При этом переход на тонкий технологический процесс оказался отнюдь не безболезненным, вследствие чего разгонный потенциал 22-нм Ivy Bridge оказался не таким впечатляющим, как у предшественников. Стоит ли говорить, что энтузиасты и продвинутые пользователи с нетерпением ждали официального анонса носителей новой микроархитектуры, известных под кодовым именем Haswell. Еще до анонса в сети Интернет курсировали самые различные гипотезы, приписывающие новейшим CPU Intel невиданный разгонный потенциал в сочетании с высочайшей производительностью. И вот мы, наконец, можем сдернуть завесу тайны и представить подробный обзор центрального процессора Intel Core четвертого поколения — Core i7-4770K.

Новое семейство включает множество продуктов: от энергоэффективных моделей для ультратонких ноутбуков и систем All-in-One, до классических процессоров с оптимальным соотношением производительности и энергопотребления, а также модификаций с разблокированными коэффициентами умножения, предназначенными для продвинутых пользователей и любителей разгона.

Особенности микроархитектуры Haswell

Производитель здраво рассудил, что в большинстве сценариев домашнего применения, да и во многих сферах профессионального использования четырех вычислительных ядер более чем достаточно, поэтому, в основе процессоров Core i5 и Core i7 лежат четрехъядерные полупроводниковые кристаллы Haswell. Использование тонкого 22-нм литографического техпроцесса позволило уместить 1400 млн. полупроводниковых устройств на площади в 177 кв. мм. Сами транзисторы имеют трехмерную конструкцию (Tri-Gate), что обеспечивает их малые физические размеры и минимизирует токи утечки. Подобная конструкция впервые была применена в процессорах Ivy Bridge, ставших пионерами освоения 22-нм техпроцесса. Помимо снижения стоимости производства эти меры позволили уменьшить до 20% напряжение питания по сравнению с 32-нм Sandy Bridge.

Полупроводниковый кристалл процессора Haswell включает в себя четыре вычислительных ядра, графический ускоритель, массив кэш-памяти третьего уровня, и «системный агент», в который входят двухканальный контроллер ОЗУ стандарта DDR3, контроллеры шин DMI и PCI Express, а также трансмиттеры цифрового изображения. Процессорные ядра, и встроенная видеокарта используют общую разделемую кеш-память, а для связи между внутренними блоками используется высокоскоростная кольцевая шина данных, которая впервые появилась в процесорах Intel Sandy Bridge.

Сами же вычислительные ядра Haswell претерпели минимум изменений в сравнении с Ivy Bridge, во всяком случае, дизайн вычислительного конвейера остался прежним, а все доработки носят характер оптимизаций. Например, были улучшены механизмы выборки и предсказания ветвлений, увеличена пропускная способность диспетчера задач путем добавления двух дополнительных портов, оптимизирован размер буфера TLB (translation lookaside buffer) в кэше L2, а также уменьшены задержки при работе технологий виртуализации. Небольшим изменениям подверглась работа блоков, обрабатывающих векторные инструкции, которые получили поддержку новых инструкций AVX2, ускоряющих операции криптографии, хеширования и обработку мультимедиа. Также, вдвое, по сравнению с Ivy Bridge, увеличилась глубина выборки данных из кэшей L1 и L2 за такт, а значит, в оптимизированных задачах новые процессоры Haswell могут быть заметно быстрее своих предшественников.

Что касается графической составляющей процессоров Haswell, то в большинстве десктопных модификаций Core i5 и Core i7 будет использоваться видеоядро Intel HD Graphics 4600, содержащее 20 унифицированных шейдерных процессоров, два блока растеризации и четыре текстурных модуля. Графический ускоритель совместим с DirectX 11, а поддержка API OpenCL и DirectCompute 5.0 дает прирост в неграфических вычислениях. В состав видеоядра также входит аппаратный блок декодирования Quick Sync, использование которого обеспечивает прибавку скорости обработки видеоконтента, а в качестве приятного дополнения отметим поддержку одновременного вывода изображения на три монитора. Отличительной чертой графических адаптеров Intel HD Graphics 4-й серии является их модульный дизайн, что позволяет легко масштабировать количество функциональных блоков, создавая на их основе, как решения начального уровня, так и достаточно мощные видеоускорители.

Контроллер оперативной памяти процессорам Haswell достался от Ivy Bridge почти без изменений. Он поддерживает два канала ОЗУ DDR3 c частотами 1333 МГц и 1600 МГц, в том числе низковольтную DDR3L. Впрочем, никто не мешает эксплуатировать высокочастотные модули, для этого контроллер поддерживает большой набор множителей, кратных эффективным 200 и 266 МГц. Для связи с чипсетом используется шина DMI 2.0, пропускная способность которой достигает 20 Гбит/с. Подключение дискретных графических ускорителей обеспечивает контроллер шины PCI Express 3.0, 16 линий которого могут быть гибко сконфигурированы для организации систем из нескольких видеокарт.

Но самой неожиданной из инновацией в архитектуре Intel Haswell стала размещение на полупроводниковом кристалле интегрального регулятора напряжения! По мнению разработчиков только таким образом можно достичь максимально гибкого управления электропитанием, которое является залогом высокой энергоэффективности. Еще не понятно, как это отразится на разгонном потенциале, но уже совершенно очевидно, что от VRM системной платы теперь требуется подача только двух напряжений: Vddq, необходимого для электропитания модулей ОЗУ, и Vccin, из которого интегральный регулятор формирует все напряжения, необходимые для работы внутренних блоков центрального процессора.

Штатное значение Vccin составляет около 1,8 В, но, при необходимости, например, во время разгона при использовании жидкого азота, его можно увеличить до 3 В. Интегральный регулятор обеспечивает два режима управления напряжениями: статический, при котором пользователь указывает требуемое значение в явном виде, и динамический, когда задается прирост к штатной величине. Очевидно, первый способ будет востребован у любителей разгона, тогда как второй обеспечит необходимое напряжение вне зависимости от режима работы. Очевидно, что столь кардинальное изменение силовой подсистемы потребовало перехода на новый процессорный разъем Socket LGA1150, являющийся частью новой платформы Intel — Lynx Point.

Платформа Lynx Point

В основе платформы Lynx Point лежат чипсеты Intel 8-й серии. Обновленная системная логика сохранила одночиповую компоновку, тогда как функциональность в сравнении с предшественниками несколько расширилась. Для удобства сравнительные характеристики чипсетов Intel 7-й и 8-й серий приведены на следующей иллюстрации.

Общее количество разъемов SATA не изменилось, их по-прежнему шесть, но все они совместимы с высокоскоростным интерфейсом SATA 6 Гбит/с. Число портов USB 3.0 увеличилось с четырех до шести, тогда как общее суммарное количество составляет те же 14 штук. В чипсетах 8-й серии завершен переход на контроллер xHCI (eXtended Host Controller Intarface), который обеспечивает расширенные возможности управления передачей данных между системной платой и периферией. Также, платформа Lynx Point лишена поддержки шины PCI, встречавшаяся в модификациях B и Q системной логики Intel 7-й серии.

Одним из ключевых отличий платформы Lynx Point от предшественников является изменение подхода к формированию тактовых частот для отдельных функциональных блоков процессора и материнской платы. В системной логике Intel 8-й серии генерируются два таковых сигнала: фиксированная частота 100 МГц, от которой синхронизируются чипсетные контроллеры, и управляемая BCLK, из которой через систему множителей формируется весь ансамбль частот, необходимый для работы внутренних блоков центрального процессора.

Как вы помните, основным нареканием на платформу LGA1155 со стороны любителей разгона было отсутствие запаса увеличения BCLK из-за нестабильности работы контроллеров шин DMI и PCI Express на повышенных частотах. В чипсетах Intel 8-й серии для формирования базовой частоты процессора и его блоков используются множители х1,00, х1,25 и х1,67. Аналогичное решение можно встретить в платформе LGA2011 . Теперь BCLK без проблем можно будет поднять до 125/167 МГц (± 5%), не затрагивая чувствительные компоненты системы.

Как мы уже упоминали, процессоры Haswell получили новый Socket LGA1150, который внешне почти не отличим от привычного LGA1155. Расположение и размеры отверстий для крепления системы охлаждения идентичны, поэтому к системным платам для Intel Haswell подходят кулеры, совместимые с платформами LGA1155 и LGA1156.

Но, конечно, установить процессоры предыдущих поколений в новый разъем не удастся из-за иного расположения механических ключей и другого количества контактных площадок.Процессор Intel Core i7-4770K

На момент своего анонса продуктовая линейка CPU в исполнении LGA1150 будет состоять из четырехъядерных Core i5 и Core i7, которые отличаются поддержкой технологии Hyper Threading, позволяющей выполнять на одном логическом ядре два вычислительных потока. Как обычно, варьируя тактовыми частотами и значениями TDP, на базе одного единственного кристалла производитель создал целый модельный ряд:

	Intel Core i7-4770/ i7-4770K*	Intel Core i7-4770S	Intel Core i7-4770T	Intel Core i7-4765T	Intel Core i5-4670/ i7-4670K*	Intel Core i5-4670S	Intel Core i5-4670T	Intel Core i5-4570	Intel Core i5-4570S	Intel Core i5-4570T
Семейство	Haswell	Haswell	Haswell	Haswell	Haswell	Haswell	Haswell	Haswell	Haswell	Haswell
Разъем	LGA1150	LGA1150	LGA1150	LGA1150	LGA1150	LGA1150	LGA1150	LGA1150	LGA1150	LGA1150
Техпроцесс CPU, нм	22	22	22	22	22	22	22	22	22	22
Число ядер	4 (8 потоков)	4 (8 потоков)	4 (8 потоков)	2 (4 потока)	4 (4 потока)	4 (4 потока)	4 (4 потока)	4 (4 потока)	4 (4 потока)	2 (4 потока)
Номинальная частота, ГГц	3,4/3,5*	3,1	2,5	2,0	3,4	3,1	2,3	3,2	2,9	2,9
Частота Turbo Boost, ГГц	3,9	3,9	3,7	3,0	3,8	3,8	3,3	3,6	3,6	3,6
Объем L3 кэша, Мбайт	8	8	8	8	6	6	6	6	6	4
Графическое ядро	GMA HD 4600	GMA HD 4600	GMA HD 4600	GMA HD 4600	GMA HD 4600	GMA HD 4600	GMA HD 4600	GMA HD 4600	GMA HD 4600	GMA HD 4600
	1200/1250*	1200	1200	1200	1200	1200	1200	1150	1150	1150
Каналов памяти	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2
Поддерживаемый тип памяти	DDR3-1333 DDR3-1600	DDR3-1333 DDR3-1600	DDR3-1333 DDR3-1600	DDR3-1333 DDR3-1600	DDR3-1333 DDR3-1600	DDR3-1333 DDR3-1600	DDR3-1333 DDR3-1600	DDR3-1333 DDR3-1600	DDR3-1333 DDR3-1600	DDR3-1333 DDR3-1600
Hyper-Threading	+	+	+	+	-	-	-	-	-	+
AES-NI	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+
Intel vPro	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+
TDP, Вт	84	65	45	35	84	65	45	84	65	35
Рекомендованная стоимость, $	303/339*	303	303	303	213/242*	213	213	192	192	192

* — множитель разблокирован на повышение; для моделей К-серии.

Среди продуктов, отличающихся тактовыми частотами и TDP, пользователи без труда отыщут именно те модели, которые наилучшим образом соответствуют поставленным задачам. Любителей энергоэффективных и компактных системных блоков заинтересуют модификации с литерою «Т», обладающие наилучшей экономичностью. Пользователи, собирающие универсальный системный блок, скорее всего, обратят внимание на модели серии «S», предлагающие баланс между быстродействием и умеренным энергопотреблением, ну а для оверклокеров и профессионалов разгона есть процессоры серии «К» с разблокированным коэффициентом умножения. Особняком стоит энергоэффективная модель Core i5-4570T, в которой число вычислительных ядер сокращено до двух, а массив кэша L3 урезан до 4 МБ. Что касается розничных цен, то они почти не отличаются от равночастотных Ivy Bridge, впрочем, нет никаких сомнений, что в ближайшее время модельный ряд Haswell будет дополнен младшими моделями Core i3 и Pentium.

Для всестороннего тестирования в нашу лабораторию был доставлен старший из Haswell — Core i7-4770K. Этот процессор обладает разблокированным множителем, а значит, наилучшим образом подходит для экспериментов по разгону. Увы, опытный экземпляр попал к нам без какого-либо комплекта поставки, так что о конструкции системы охлаждения и дизайне розничной упаковки мы судить не сможем.

Внешний вид новинки почти не отличим от предшественников, идентифицировать Haswell можно по маркировке и отсутствию выреза в нижней части металлической крышки-теплораспределителя, которой накрыт полупроводниковый кристалл. C обратной стороны находятся металлические контакты и радиоэлектронные компоненты, причем, найти среди других процессоров модель в исполнении LGA1150 несложно, благодаря более темному оттенку текстолита подложки и меньшего количества вспомогательных элементов на «брюшке».

Intel Core i7-2600K (слева), Core i7-3770K, Core i7-4770K (справа)

Штатная частота вычислительных ядер новинки составляет 3500 МГц, но в таком режиме процессор работает при максимальной вычислительной нагрузке.

Большую часть времени процессор работает на повышенных частотах, которые благодаря технологии Intel Turbo Boost динамически меняются в зависимости от загрузки вычислительных ядер и общего уровня энергопотребления центрального процессора. Таким образом, в приложениях, оптимизированных для многопоточного вычисления, Core i7-4770K, как правило, функционирует на частотах 3600-3700 МГц.

Если же программный код неэффективно работает на многоядерных центральных процессорах, задействованные вычислительные блоки разгоняются до частот 3800-3900 МГц, пока тепловыделение остается в рамках TDP.

В моменты простоя тактовая частота вычислительных ядер уменьшается до 800 МГц, что самым положительным образом должно сказываться на уровне нагрева.

Что касается напряжения, то текущие версии программ мониторинга фиксируют значения в пределах 1,069-1,104 В, что очень похоже на правду, во всяком случае, 22-нм предшественники имели аналогичный порядок значений. Кстати, как вы помните, многие пользователи ругали Intel за использование в Ivy Bridge низкоэффективного термоинтерфейса между полупроводниковым кристаллом и крышкой теплораспределителя, вследствие чего 22-нм процессоры демонстрировали повышенные температуры в разгоне. Изменилась ли ситуация с выходом Haswell — мы с вами узнаем прямо сейчас, во время проверки разгонного потенциала Intel Core i7-4770K!

Разгонный потенциал

Прежде чем приступить к оценке запаса прочности Core i7-4770K рассмотрим схему формирования частот в процессорах Haswell, процедура разгона которых незначительно, но все же отличается от таковой для Ivy Bridge и Sandy Bridge. Прежде всего, максимальное значение коэффициента умножения для процессорных ядер теперь равняется x80, этот факт несомненно оценят профессиональные оверклокеры, работающие с криогенными системами охлаждения. Затем, появился отдельный множитель, управляющий частотой внутренней кольцевой шины. Его значение может быть меньшим или равным коэффициенту умножения вычислительных ядер. И, наконец, благодаря внедрению дополнительного множителя PEG/DMI появилась возможность увеличивать базовую частоту до 125 или 167 МГц, без ущерба для стабильности работы шин PCI Express и DMI.

Скорее всего, не все материнские платы и процессоры позволят установить базовую частоту на 167 МГц, тогда как увеличение BCLK до 125 МГц будет реальным и действенным способом разгона младших Haswell, у которых коэффициент умножения заблокирован на повышение. Наш Core i7-4770K обладает свободным множителем, поэтому, в экспериментах по разгону было использовано это преимущество. Из-за отсутствия статистики разгона Haswell мы воспользовались опытом, приобретенным при работе с процессорами Ivy Bridge. Питание на процессорных ядрах было увеличено до 1,24 В, напряжение внутренней шины Vring повышено на +0,1 В. Функция Internal PLL Overvoltage устанавливалась в значение Enable, базовая частота фиксировалась на уровне 100 МГц, а лимиты мощности технологии Turbo Boost были увеличены до 500 Вт. С такими настройками процессор проходил стресс-тест Linpack на частоте 4500 МГц, тогда как частота кольцевой шины составляла 4200 МГц.

Обращаем ваше внимание на показания температурных датчиков, согласно которым самое горячее ядро прогрелось до 97 °С, хотя для отвода тепла мы использовали один из лучших воздушных кулеров — Thermalright Silver Arrow . Невзирая на высокую температуру, процессор сохранял полную стабильность, но все дальнейшие эксперименты по разгону пришлось прекратить, так как малейшее увеличение напряжения приводило к перегреву, который вызывал BSOD. Будем надеяться, что нам просто попался неудачный экземпляр Core i7-4770K, тогда как в основной своей массе процессоры Intel в исполнении LGA1150 будут демонстрировать гораздо лучшие результаты разгона.

Выходит, что Haswell унаследовал от своего предка Ivy Bridge такой же «горячий нрав», с которым в разгоне с трудом справляются даже лучшие из воздушных кулеров. К слову, предоставленный на тестирование Core i7-3770K в разгоне до 4700 МГц при напряжении 1,312 В демонстрировал аналогичный тепловой режим, легко разогреваясь до 91 С и выше.

Похоже, что в Core i7-4770K и Core i7-3770K между полупроводниковым кристаллом и крышкой теплорасределителя используется один и тот же не слишком эффективный термоинтерфейс, что вкупе с малой площадью процессорного ядра приводит в высоким температурам в процессе разгона.Тестовый стенд

Для всесторонней оценки быстродействия Intel Core i7-4770K в качестве соперников мы выбрали старшие модели процессоров Ivy Bridge и Sandy Bridge — Core i7-3770K и Core i7-2600K. Таким образом, мы сможем отследить увеличение скорости работы при смене поколений, а также оценить масштабируемость производительности при разгоне. Но прежде, ознакомимся с техническими характеристиками участников сегодняшнего тестирования.

	Core i7-4770K	Core i7-3770K	Core i7-2600K
Ядро	Haswell	Ivy Bridge	Sandy Bridge
Кол-во транзисторов, млн	1400	1400	995
Площадь кристалла, кв. мм	177	160	216
Количество ядер (потоков)	4 (8)	4(8)	4(8)
Техпроцесс, нм	22	22	32
Частота, МГц	3500	3500	3400
Максимальная частота в режиме Turbo Boost, МГц	3900	3900	3800
Множитель	39*	39*	38*
Kэш L1, КБ	4 x (32+32)	4 x (32+32)	4 x (32+32)
Kэш L2, КБ	4 x 256	4 x 256	4 x 256
Kэш L3, КБ	8192	8192	8192
Поддерживаемая память	DDR3-1600	DDR3-1600	DDR3-1333
Интегрированная графика	Intel HD Graphics 4600	Intel HD Graphics 4000	Intel HD Graphics 3000
Частота графического ядра, МГц	1250	1150	1350
TDP, Вт	84	77	95

* — частота Turbo Boost

Все три процессора располагают четырьмя вычислительными ядрами, поддерживают Hyper Threading, а также имеют одинаковую организацию кэш-памяти. Между тем, тактовые частоты Core i7-4770K и Core i7-3770K в точности совпадают, тогда как их 32-нм собрат отстает от обеих на 100 МГц как на штатной частоте, так и в режиме Turbo Boost. Словом, характеристики соперников очень близки, так что в номинальном режиме мы рассчитываем получить похожие результаты быстродействия.

В качестве основы для тестового стенда LGA1150 использовалась системная плата ASUS Sabertooth Z87 (UEFI 3009 от 24.05.2013), подробный обзор которой мы опубликуем в самое ближайшее время.

Для тестирования Ivy Bridge мы взяли материнскую плату MSI Z77 MPOWER (UEFI Setup 17.8 от 23.04.2013), а в экспериментах с процессором Intel Core i7-2600K была задействована ASRock Z77 Extreme6 (UEFI Setup 2.60 от 23.01.2013), отлично зарекомендовавшая себя в разгоне процессоров Sandy Bridge.

Общими для всех тестовых стендов были такие компоненты:

• кулер: Thermalright Silver Arrow (вентилятор 140 мм, 1300 об/мин);
• память: G.Skill TridentX F3-2400C10D-8GTX (2x4 ГБ, DDR3-2400, CL10-12-12-31);
• видеокарта: ASUS HD7950-DC2T-3GD5 (Radeon HD 7950);
• накопитель: Intel SSD 320 Series (300 ГБ, SATA 3Gb/s);
• блок питания: Seasonic X-650 (650 Вт).

Оборудование работало под управлением ОС операционной системы MS Windows 7 Enterprise 64 bit (90-дневная ознакомительная версия), которая была обновлена до SP1 через службу Windows Update. Для видеокарты были установлен драйвер AMD Catalyst 13.5 от 24.04.2013, а для процессора и системой логики использовались Intel Management Engine 9.5.0.1345 от 27.03.2013 и Intel INF Update Utility 9.4.0.1017 от 18.03.2013 соответственно. Файл подкачки и UAC были отключены, никаких других оптимизаций не проводилось.

Каждый из процессоров тестировался в двух режимах: на штатной частоте и в максимальном разгоне, достижимом при использовании нашего воздушного кулера.

	Core i7-4770K	Core i7-4770K OC	Core i7-3770K	Core i7-3770K OC	Core i7-2600K	Core i7-2600K OC
Частота CPU, МГц	3900*	4500	3900*	4700	3800*	4800
Напряжение Vcore, В	1,106	1,243	1,048	1,312	1,184	1,46
Частота ОЗУ, МГц	1600	2400	1600	2400	1600	2133
Тайминги	9-9-9-24-1Т	10-12-13-31-1Т	9-9-9-24-1Т	10-12-13-31-1Т	9-9-9-24-1Т	10-12-13-31-1Т

* — частота Turbo Boost

Наибольший запас прочности продемонстрировал «старина» Sandy Bridge, чуть худшие результаты у 22-нм Core i7-3770K, тогда как достижения новичка оказались наиболее скромными.

Набор программного обеспечения, использованного в тестах, следующий:

• AIDA64 2.80.2300 (Cache & Memory benchmark);
• SuperPI XS 1.5;
• wPrime Benchmark 2.06;
• Futuremark PCMark 7(v1.4.0);
• 7-Zip 9.20 x64 (встроенный тест);
• Adobe Photoshop CS5 (Retouch Artist Benchmark);
• Cinebench 11.5R (64bit);
• TrueCrypt 7.1a (встроенный тест);
• x264 HD Benchmark v5.0;
• Futuremark 3DMark 11(v1.0.3);
• Batman: Arkham City;
• Hitman: Absolution
• F1 2012;
• Metro 2033.

Результаты тестирования

Синтетические приложения

В сравнении с предшественниками у Haswell наблюдается падение в скорости чтения данных, тогда как в операциях записи и копирования Core i7-4770K выступает лидером, кроме того, у новичка лучшая латентность.

В однопоточном тесте Super Pi после разгона Core i7-4770K держится на уровне соперников, тогда как в номинальном режиме показывает наименьшее время выполнения задачи.

Тестирование в бенчмарке wPrime показывает, что после форсирования быстродействия все три процессора справляются с задачей одинаково хорошо, тогда как на штатных частотах новичок приходит к финишу первым. Все-таки, небольшие улучшения в дизайне Haswell явно принесли пользу!

Во всех без исключения подтестах Haswell обогнал своего предшественника как в штатном режиме, так и после разгона, хотя тактовая частота Core i7-3770К выше на 200 МГц. Что касается Sandy Bridge, то на фоне своих потомков он смотрится неубедительно.

В общем зачете в игровом тестовом пакте Futuremark 3DMark 11 соперники показали очень близкие результаты, поскольку влияние процессора на итоговый результат минимально.

Однако, в подтестах, связанных с расчетом реалистичной физической модели, в номинальном режиме наблюдается примерный паритет Ivy Bridge и Haswell, тогда как 32-нм Core i7-2600K вновь заметно уступает конкурентам. После разгона побеждает Core i7-3770K, имеющий преимущество по частоте перед Core i7-4770K. Что касается Sandy Bridge, то ему не угнаться за новыми моделями, даже несмотря на впечатляющий разгонный потенциал.

В задачах построения трехмерных изображений в программе Cinebench 11.5R герой сегодняшнего обзора демонстрирует весомое преимущество, которое особенно ярко проявляется в тестах анимации в режиме реального времени при использовании API OpenGL, где Haswell оказывается почти на 20 % быстрее Intel Core i7-3770К.

Неожиданно, в популярном графическом редакторе Adobe Photoshop новичок уступает своим сородичам, причем, на штатных частотах отставание составляет почти 10%, тогда как после разгона Haswell держится на уровне Sandy Bridge. Очевидно, программный код Photoshop не слишком благосклонно относится к нововведениям, сделанным в микроархитектуре Haswell.

Зато, в операциях шифрования Core i7-4770K легко опережает своих предшественников, надо полагать, как раз благодаря улучшениям в работе блоков, которые обрабатывают векторные инструкции.

Скорость транскодирования видео высокой четкости заметно увеличивается от поколения к поколению примерно на 5-7 %, так что преимущество Haswell вполне ожидаемо.

Производительность в 3D-играх

Сравнивать быстродействие старших моделей процессоров в видеоиграх — занятие непростое, тем не менее, мы постарались найти такие приложения, который максимально требовательно относятся к быстродействию вычислительной части. Правда, с включением полноэкранного сглаживания «бутылочным горлышком» становилась продуктивность видеокарты, поэтому, антиалиасинг пришлось отключить.

В шутере Batman: Arkham City герой сегодняшнего тестирования показал наилучшие результаты, особенно заметно преимущество Haswell в режиме по умолчанию, тогда как в разгоне соперники показывают идентичны результаты.

На штатных частотах в игре Hitman: Absolution наблюдается небольшое преимущество Ivy Bridge, в то время как Core i7-4770K демонстрирует чуть меньшую частоту смены кадров. После разгона все три процессора показывают одинаковую скорость, несмотря на разный уровень тактовых частот.

В гоночном симуляторе F1 2012 производительность Haswell находится на уровне конкурентов, но только в штатном режиме. После разгона в лидеры выходит Ivy Bridge, за ним следует Core i7-2600K, а быстродействие новичка несколько уступает соперникам. Очевидно сказывается наименьшая тактовая частота Core i7-4770K.

В шутере Metro 2033 процессоры Ivy Bridge и Haswell демонстрируют идентичные частоты смены кадров, как в разгоне, так и на штатной частоте. Core i7-2600K немного проигрывает лидерам, но отставание не настолько заметно, чтобы говорить о снижении комфортности геймплея.

Энергопотребление

Для оценки энергоэффективности процессоров мы использовали устройство Basetech Cost Control 3000, с помощью которого оценивалось среднее энергопотребления тестовых стендов «от розетки» во время простоя системы, а также пиковое значение потребляемой мощности при прохождении стресс-теста LinX.

В штатном режиме Core i7-4770K демонстрирует наилучшую энергоэффективность, опережая 22-нм процессор предыдущего поколения на 12% в простое и почти на 5% при максимальной нагрузке, а самым «прожорливым» ожидаемо оказался Core i7-2600K. После разгона ситуация меняется, и наименьшее энергопотребление показывает Core i7-3770К, тогда как энергоэффективность Haswell снижается. Скорее всего, это связанно с особенностями работы подсистемы питания платформы LGA1150, или в недоработке управляющего микрокода в ранней версии прошивки материнской платы.

Выводы

Прежде чем делать выводы, давайте попробуем разобраться: соответствует ли появление микроархитектуры Haswell стратегии Тик-Так, ибо ответ на этот вопрос совсем не однозначный. С одной стороны, вычислительная часть новым процессорам досталась от Ivy Bridge практически без изменений, что косвенно подтверждают результаты тестирования, и это вроде бы не отвечает итерации «Так». Во всяком случае, того прорыва, который наблюдался с появлением Sandy Bridge, не наблюдается, с точки зрения производительности новейшие процессоры Intel Haswell оказались лишь чуть-чуть быстрее представителей прошлого поколения. Но с другой стороны, реорганизация подсистемы питания и перенос регулятора напряжения на полупроводниковый кристалл является уникальным решением, кардинально отличающим Haswell от всех процессоров Intel предыдущих поколений. Причины такого развития событий понятны, по вычислительной мощности центральные процессоры Intel существенно превосходят продукты конкурента, а значит, чипмейкеру можно сосредоточиться на повышении энергоэффективности и оптимизации производственных затрат. Этим достигается унификация модельного ряда центральных процессоров, что позволяет использовать Haswell в самых различных устройствах: от моноблоков и классических «десктопов» до планшетов и тонких ноутбуков.

Что касается героя сегодняшнего обзора — процессора Intel Core i7-4770K, то на фоне моделей предыдущего поколения он продемонстрировал устойчивый прирост быстродействия. Впрочем, зачастую преимущество исчисляется несколькими процентами, так что существенную разницу при переходе с Ivy Bridge на Haswell пользователи вряд ли заметят. Другое дело, если стоит вопрос выбора основы для нового ПК, здесь однозначно есть повод задуматься о приобретении платформы LGA1150, как самой современной и перспективной. Немаловажным преимуществом Lynx Point, помимо расширения функциональности, является улучшение возможностей для разгона, что делает возможным оверклокинг даже младших моделей Haswell. Сам же потенциал Core i7-4770K не слишком впечатлил, процессор оказался чрезвычайно горячим, что негативным образом отразилось на результатах разгона, тогда как прирост производительности от повышения частоты нас приятно удивил. В целом, новые процессоры Intel однозначно удались, хотя, выбор остается за вами, дорогие читатели!

Оборудование для тестирования было предоставлено следующими компаниями:

• ASRock — материнская плата ASRock Z77 Extreme6;
• ASUS — материнская плата ASUS Sabertooth Z87 и видеокарта HD7950-DC2T-3GD5;
• G.Skill — комплект памяти G.Skill TridentX F3-2400C10D-8GTX;
• Intel — процессоры Intel Core i7-4770K, Core i7-3770 и Core i7-2600K, накопитель Intel SSD 320 Series 300GB;
• MSI — материнская плата MSI Z77 MPOWER и процессор Intel Core i7-3770K;
• Syntex — блок питания Seasonic X-650;
• Thermalright — кулер Thermalright Silver Arrow.