Знайомство з поколінням процесорів Haswell
З 2007 року компанія Intel для розробки і випуску нових процесорів ввела концепцію Tick-Tock. Суть її в тому, що на цикл Tick випадає перехід на новий більш тонкий техпроцес, а на цикл Tock випадає оновлення архітектури. Компанія неухильно дотримується обраної концепції вже протягом шести років. Нове покоління процесорів Haswell як раз відноситься до циклу Tock, тобто в ньому має відбутися оновлення архітектури.
Останнім часом інтерес до настільним системам зменшився і на перший план вийшли мобільні пристрої. Тому багато користувачів чекали від процесорів Haswell нових ідей, які змогли б пожвавити інтерес до настільного сегменту персональних комп'ютерів. Але в компанії Intel плани трохи інші. Зважаючи на відсутність серйозної конкуренції в секторі високопродуктивних настільних систем компанія вирішила поборотися за лідерство в набирає популярність секторі мобільних пристроїв. Свідченням цього служать почалися перетворення в сімействі процесорів Atom і зокрема впровадження процесорів даного сімейства в мобільні пристрої. Звичайно, перетворення відбуватимуться і з лінійкою процесорів для настільних систем, але це будуть незначні поліпшення.
На презентації нового покоління процесорів ще раз було підкреслено, що в якості основного напрямку для процесорів Haswell був обраний сектор мобільних пристроїв. Основні аспекти, на які компанія звернула увагу в нових процесорах це енергоспоживання і вбудоване графічне ядро, а це найбільш актуально саме для мобільних пристроїв.
Якщо енергоспоживання мобільних процесорів покоління Sandy Bridge і Ivy Bridge знаходиться на рівні 35-45 Вт, то у покоління Haswell воно знижено до 15-20 Вт.
Внутрішня архітектура процесорів Haswell
Архітектура нових процесорів втратила універсальності. Шляхом зміни числа обчислювальних ядер, версії вбудованої графіки, рівня енергоспоживання, кеш пам'яті розробники створюють процесори, які можуть використовуватися і в мобільних рішеннях, і в серверах.
У нових процесорах використовуються всі технології, що застосовуються в Ivy Bridge, при цьому нові не з'явилися. Основні зміни торкнулися виконавчого механізму. Крім того додалася підтримка нових інструкцій. При порівнянні з минулим поколінням Intel обіцяє до 30% приросту продуктивності. Але слід врахувати, що сюди включено виграш від використання нових команд (AVX2), які знаходяться ще на стадії впровадження.
Мобільні версії процесорів Haswell
Як вже було зазначено, основний ухил при виробництві нового покоління був зроблений на зниження енергоспоживання. І тут при порівнянні з Ivy Bridge результати досить непогані. Передбачається, що мобільні версії нового покоління зможуть працювати від батареї на 50% довше, а в просте енергоспоживання знизиться в 2-3 рази.
Покоління Haswell все також випускається за нормами 22 нм техпроцесу з тривимірними транзисторами (Tri-Gate), тому такі результати енергозбереження були досягнуті завдяки комплексу заходів над платформою в цілому.
Наступне, на що розробники звернули увагу в процесорах Haswell, це вбудоване графічне ядро. Компанія Intel обіцяє дворазовий приріст продуктивності в порівнянні з Ivy Bridge. Зростання продуктивності вбудованого графічного ядра досягається за рахунок збільшення виконавчих пристроїв, при цьому, архітектура ядра залишиться старою. У сімействі процесорів Haswell буде використовуватися чотири графічних ядра: GT1, GT2, GT3, GT3e.
Стандартної графікою для настільного сегмента стане GT2 (Intel HD 4600). Графічне ядро ??GT2 містить 20 виконавчих пристроїв і забезпечує приріст продуктивності на рівні 30%. GT1 - найпростіше графічне ядро. Графіка GT3 буде використовуватися в процесорах, призначених для мобільних пристроїв. Графіка GT3e є найпродуктивнішою. Вона буде використовуватися в мобільних процесорах серії Н, якими будуть оснащуватися мобільні пристрої з ігровим ухилом.
Вся вбудована графіка обзавелася поліпшеним відеокодеком Quick Sync, і можливістю виводити зображення на три монітори.
Процесори Haswell для настільних систем
Процесори для настільних систем отримали підтримку інструкцій AVX2, швидшу кеш пам'ять першого і другого рівнів та оптимізацію технології Hyper-Threading. Кількість транзисторів зросла до 1,4 млрд. Половина з доданих транзисторів доводиться на графічне ядро ??- GT2. Площа кристала становить 177 мм 2. Зміни в характеристиках процесорів пов'язані тільки з новим графічним ядром і збільшеним рівнем TDP. Характеристики приведу в таблиці.
Розрахунковий рівень TDP виріс за рахунок нового графічного ядра і за рахунок перенесення частини перетворювача живлення на кристал процесора.
Відмінності між i5 і i7 полягають в підтримці технології Hyper-Threading, яка у i5 відсутня. Старші моделі в лінійках i5 і i7 будуть мати розблокований множник. В обох лінійках буде використовуватися вбудоване графічне ядро ??GT2 (Intel HD 4600). Крім звичайних моделей будуть моделі з індексом S і T, у яких буде знижено тепловиділення до 65 Вт і до 45-35 Вт відповідно. Також передбачаються моделі з індексом R з графічним ядром GT3, які будуть випускатися в корпусі BGA.
Процесорний роз'єм
Процесори Haswell отримали новий процесорний роз'єм - LGA1150. Материнські плати під такий роз'єм були анонсовані дещо раніше виходу самих процесорів. У них використовується набір системної логіки восьмого покоління. Найбільшими можливостями мають плати з набором системної логіки Z87.
Логіка Z87 відрізняється від Z77 поліпшеними можливостями підключення додаткових пристроїв. Зокрема число портів USB 3.0 зросла до шести, а всі порти SATA підтримують інтерфейс SATA 6 Гбіт.
Перехід на новий процесорний роз'єм був викликаний тим, що чіпсет відповідає тепер тільки за аналогове (VGA) підключення до вбудованому графічному ядру. І друга, найголовніша причина - перенесення частини схеми харчування в процесор. Раніше материнська плата для живлення центрального процесора формувала шість напружень. Тепер центрального процесора від материнської плати необхідно всього два напруги: базове вхідна напруга - 1,8 В і напруга живлення пам'яті.
Решта напруги будуть виходити за рахунок перетворення базового напруги всередині центрального процесора. Така інтеграція покращує енергоефективність процесора і спрощує розведення материнської плати.
Процесор Intel Core i7-4770K
Для знайомства з настільними процесорами Haswell був узятий процесор Intel Core i7-4770K.
Дизайн пакувальної коробки нового процесора виглядає так.
Як і раніше процесор буде поставлятися в версіях Box і Tray, тобто зі штатною системою охолодження і без неї.
Технологія Turbo Boost дозволяє i7-4770K розганятися до частоти 3,9 ГГц. Така частота досяжна в разі навантаження не більше ніж на два ядра. З трьома завантаженими ядрами процесор розганяється до частоти 3,8 ГГц, а при повному навантаженні на всі чотири ядра до частоти 3,7 ГГц. Без навантаження частота процесора знижується до 800 МГц. Таке значення вдвічі нижче, ніж у Ivy Bridge.
Температура і розгінний потенціал
З процесорами Haswell в процедуру розгону прийшли деякі зміни. Викликані вони додатковими делителями для шини PCIe / DMI, які отримали нові процесори і перетворювачем напруги на кристалі процесора.
Жорстка зв'язок частоти шини BCLK і PCIe / DMI не дозволяла розганяти процесори без вільного множника. З підвищенням частоти BCLK до 105-110 МГц система відмовлялася запускатися. У платформі LGA 1150 з'явилися додаткові подільники 5/4 і 5/3. Це дозволяє проводити розгін процесора збільшенням частоти BCLK до 125 МГц або до 166 МГц. Тепер можна розігнати процесор без розблокованого множника.
Неприємною новиною виявилася висока температура процесора. Навіть в номінальному режимі при проходженні тесту LinX температура становила 78 градусів. Core i7-3770K при проходженні цього тесту прогрілося тільки до 60 градусів. З такими температурними показниками, при розгоні навіть з хорошою повітряною системою охолодження, неможливо домогтися високих результатів. З системою охолодження NZXT Havik 140 процесор вдалося розігнати до стабільної частоти 4,4 ГГц. Напруга харчування при цьому становило 1,2 В, що всього на 0,12 В більше номіналу, а температура була близько 92 градусів.
Тестування
Процесор i7-4770K є топовим в настільній лінійці Haswell, тому порівняємо його з топовим Ivy Bridge - i7-3770K. Для більшого інтересу додамо i7-3970Х і AMD FX-3850. Для порівняння продуктивності вбудованої графіки візьмемо А10-5800К (через відсутність вбудованого графічного ядра у FX-3850).
Решта комплектуючі для тестування:
Материнські плати:
ASUS SABERTOOTH 990 FX R2.0 AM3+ ATX;
Gigabyte GA-F2A85X-D3H FM2 ATX;
Оперативна пам'ять:
GEIL DDR3 KIT 2x4098 Mb 1866 MHz;
GEIL DDR3 KIT 4x4098 Mb 1866 MHz.
Відеокарта:
ASUS GeForce GTX680 2048 Mb GDDR5
Жорсткий диск:
Блок живлення:
SEASONIC PLATINUM-1000 1000 Вт.
Продуктивність процесора
Приріст продуктивності процесора i7-4770K щодо i7-3770K становить близько 10%. Але потрібно відзначити, що програми не мають оптимізації під нові інструкції AVX2. Надалі ситуація може покращитися, але зараз така перевага виглядає непереконливо.
Продуктивність в іграх з дискретною відеокартою
В ігрових додатках різниця між i7-4770K і i7-3770K становить близько 1%.
Продуктивність вбудованого графічного ядра
В синтетичних тестах нове графічне ядро ??забезпечує майже дворазовий приріст продуктивності.
Висновки
У зв'язку зі сформованою ситуацією на ринку, компанія Intel змінила свої пріоритети. Мікропроцесорний гігант хоче поборотися за лідерство в новому, набирає обертів класі мобільних пристроїв. У зв'язку з тим, що архітектура Haswell пропонує велике число процесорів на будь-який смак, у компанії є непогані шанси для досягнення своєї мети.
Як процесорів для настільних систем Haswell має досить туманні перспективи. Вихід процесорів не виправдав надії користувачів і не приніс в сектор настільних систем нічого нового. Приріст продуктивності в 10% не буде поштовхом для користувачів до оновлення комп'ютерів. З розгінним потенціалом у процесорів теж не все гладко. Навіть з хорошим повітряним охолодженням вже на частоті 4,5 ГГц можливий перегрів. Минулі покоління процесорів мали більший розгінний потенціал. Нова платформа крім збільшеного числа портів SATA 6 Гбіт / с і USB 3.0 нічого не дає, а контролер USB 3. 0 все ще має проблеми з роботою.
Залиште свою думку і побажання до статті"Знайомство з поколінням процесорів Haswell"