Мы решили заняться немного другим сегментом компьютерных платформ, сходным с изученным по назначению, но претендующим на несколько иной уровень производительности. Если говорить проще, то объектами сегодняшнего тестирования будут процессоры семейства Core i7 от Intel. Тоже снабженные интегрированным графическим ядром (что у компании уже стало стандартом практически на всех уровнях, кроме совсем уж топового), пусть и более слабым, чем у конкурента, зато имеющие более производительную процессорную часть. Причем во всех трех моделях сходную по характеристикам - везде по четыре ядра (способных одновременно выполнять восемь потоков вычисления), одинаковые тактовые частоты, одинаковые емкости кэш-памяти разных уровней, но разная микроархитектура. Ну а GPU - совсем разные и по функциональности, и по производительности. Как это все будет выглядеть в приложениях? А вот это-то мы и проверим.

Конфигурация тестовых стендов

Процессор	Intel Core i7-2700K	Intel Core i7-3770K	Intel Core i7-4770K
Название ядра	Sandy Bridge	Ivy Bridge	Haswell
Технология пр-ва	32 нм	22 нм	22 нм
Частота ядра std/max, ГГц	3,5/3,9	3,5/3,9	3,5/3,9
Кол-во ядер(модулей)/потоков вычисления	4/8	4/8	4/8
Кэш L1 (сумм.), I/D, КБ	128/128	128/128	128/128
Кэш L2, КБ	4×256	4×256	4×256
Кэш L3, МиБ	8	8	8
Оперативная память	2×DDR3-1333	2×DDR3-1600	2×DDR3-1600
TDP, Вт	95	77	84
Графика	HDG 3000	HDG 4000	HDG 4600
Кол-во ГП	48	64	80
Частота std/max, МГц	850/1350	650/1150	350/1250

Core i7-2700K не является старшим представителем семейства Sandy Bridge, да и в свежайшем Haswell уже появился Core i7-4790K , но мы взяли именно эту тройку по озвученной выше причине - равные тактовые частоты (как номинальные, так и в буст-режиме). Как видим, если не касаться графической части, они сходны вплоть до полной формальной идентичности, ну а две модели из трех вообще работают на одинаковых системных платах. Графика - очень разная, но именно на GPU и были сосредоточены основные усилия разработчиков последние годы, так что ничего удивительного.

Но есть и нюансы - если в Ivy Bridge и Haswell графические ядра различаются лишь количественно, но не качественно, то в Sandy Bridge GPU более слабый и функционально. В частности, эти процессоры способны исполнять OpenCL-код только при помощи процессорных ядер, что делает их плохим выбором для гетерогенных вычислений. Кроме того, они не поддерживают DirectX 11, что может сказаться в игровых приложениях, да и с декодированием видеопотока не все гладко, в чем мы уже не раз убеждались. В общем, во времена господства этой архитектуры на рынке многие пользователи предпочитали не полагаться на возможности встроенного GPU, а приобретать какую-нибудь бюджетную дискретную «затычку для сокета». Мы опробовали и такой вариант, в качестве «затычки» взяв Radeon HD 6450 с пассивной системой охлаждения. Карта, безусловно, слабая, но функционально она GPU Sandy Bridge превосходит, да и ее сравнение с интегрированной графикой последующих поколений интересно.

Остается только упомянуть, что все процессоры мы тестировали с 8 ГБ памяти типа DDR3, работающей на максимальной штатно-поддерживаемой процессорами частоте. Также использовался одинаковый SSD Toshiba THNSNH256GMCT 256 ГБ, что позволяет сравнивать процессоры и по скорости загрузки приложений и контента (в бенчмарке iXBT Notebook Benchmark v.1.0, напомним, есть и такой тест) в одинаковых условиях.

Методика тестирования

Для оценки производительности мы использовали нашу методику измерения производительности с применением бенчмарков и . Все результаты тестирования в бенчмарке iXBT Notebook Benchmark v.1.0 мы нормировали относительно результатов Pentium G3250 с 8 ГБ памяти и SSD Intel 520 240 ГБ, а сама методика вычисления интегрального результата осталась неизменной. Еще одна программа, которую мы как обычно добавили к тестовому набору - бенчмарк Basemark CL 1.0.1.4, созданный для измерения производительности OpenCL-кода.

iXBT Notebook Benchmark v.1.0

Эта программа поддерживает GPGPU, но, как видим, «ускорительные» способности Radeon HD 6450 слишком малы, чтобы серьезно принимать их во внимание. Пожалуй что и к IGP более новых семейств Intel это тоже относится, так что в случае старших настольных моделей Core i7 данный тест можно относить к «процессорным». И хорошо демонстрирующий разницу между поколениям процессорных ядер - ≈+10% на каждом шаге. Что неплохо для перехода от Sandy Bridge к Ivy Bridge (напомним - происходившим без смены платформы), но, разумеется, маловато для широко разрекламированного обновления архитектуры в виде Haswell.

И выше был еще не самый плохой случай - в этих программах преимущества обновлений процессорных архитектур во-первых еще более эфемерны, а во-вторых «первый шаг» еще и вдвое «весомей» второго.

В Photoshop сам по себе прирост производительности выше, однако опять убеждаемся в том, что важным был выход Ivy Bridge. А Haswell на его фоне теряется.

И даже так бывает: +10% в рамках одной платформы и жирный ноль при ее смене.

Вот в распознавании текста 4770К от 3770К оторвался заметнее, нежели преимущество последнего над 2700К. Но все равно как-то маловато:)

Впрочем, в архиваторах все еще смешнее.

«Житейское быстродействие» всех трех систем одинаково - как и предполагалось.

Как мы помним, AMD сумела увеличить производительность процессорной части своих APU за три года на 20%, причем в основном это было связано с переходом с FM1 на FM2, а внедрение FM2+ не дало вообще ничего. У Intel увеличение производительности за тот же срок еще меньше, но радует хотя бы то, что Haswell нигде не отстал от предшественника.

Что еще забавно - снижение производительности при использовании дискретной видеокарты. Что ж - и такое в наше время бывает, что не может не радовать. Не в смысле снижения, а в том, что его нет при задействовании интегрированной графики, хотя лет 15 назад такое происходило сплошь и рядом.

OpenCL

А вот, пожалуй, объяснение - почему даже поддержка OpenCL не вытянула пару из i7-2700K и Radeon HD 6450: этот процессор даже в программном режиме способен интерпретировать такой код всего в полтора раза медленнее указанной видеокарты. Медленнее. Но в полтора раза причем в бенчмарке. Так что использование GPGPU не позволяет ничего ускорить в конечном итоге, поскольку весь выигрыш оказывается «съеден» необходимостью в пересылке данных и т.п. А GPU Core i7-3770K уже вдвое быстрее, чем Radeon HD 6450 и выходит на уровень старых AMD A8. HDG 4600 же в свою очередь способен конкурировать уже и со старыми А10. В общем, вот тут-то прогресс хорошо заметен.

Игры

Поскольку для качественных настроек недостаточно даже А10 (в чем мы недавно убедились), мы не стали использовать этот режим, ограничившись лишь «минималками», но в двух разрешениях.

На HDG 3000 бенчмарк не запускается, поскольку требует поддержки DirectX 11. Но хорошо заметно, что медленные решения с поддержкой этого стандарта для игры непригодны. Интегрированная же графика современных процессоров Intel спокойно «тянет» ее в низком разрешении и уже подбирается к «порогу играбельности» в FHD.

В Bioshok на Haswell уже можно попробовать играть и в FHD. Предыдущие поколения слабее, но HDG 4000 достаточно по крайней мере на низкое разрешение.

«Танчики» прекрасно себя чувствуют даже на Sandy Bridge, не говоря уже о более новых процессорах - «на минималках» можно спокойно играть и в FHD.

Ivy Bridge опять оказался точкой раздела - он уже и с FHD справляется. Ну а в целом - игра несложная для современных интегрированных решений.

Чего не скажешь про Metro - только Haswell приблизился к приемлемой частоте кадров, и только в низком разрешении.

Вот с Hitman он уже даже справляется.

В общем и целом, интегрированная графика Intel пока, безусловно, слабее, чем может предложить покупателю AMD - во всяком случае это верно для массовых настольных решений. Однако, как видим, поиграть уже можно во многое. Лучше, чем на некоторых до сих пор встречающихся в продаже видеокартах.

Итого

В приницпе, все уже в основном было сказано выше. Последним существенным изменением процессорной составляющей было появление микроархитектуры Sandy Bridge: использующие ее топовые модели Core i7 задрали планку производительности столь высоко, что существенно превысить этот уровень последующим процессорам не удалось. Разумеется, Core i7-2600K работал, все же, помедленнее, чем 2700К, а 4790К - на 10% быстрее, чем 4770К, но принципиально это дела не меняет: все старшие Core i7 вот уже три года как можно считать примерно одинаковыми в плане х86-производительности.

Что изменилось за эти годы радикально, так это интегрированное графическое ядро. Intel не только устанавливает его практически во все процессоры - компания добилась того, что и пользоваться им можно добровольно, а не под принуждением:) Разумеется, справедливо это только для тех случаев, когда речь не идет об игровом компьютере - поиграть-то на встроенном видео иногда можно, но лишь при низких настройках качества и/или в низком разрешении. А для получения большего удовольствия от игрового процесса следует использовать дискретную видеокарту. Как и ранее. Однако со всеми остальными задачами уже справится и IGP.

Интеловский принцип «тик-так», описывающий идеологию попеременного ввода новых микроархитектур и внедрения более тонких техпроцессов, продолжает действовать. Изначально компания обещала выдавать новые продукты каждый год, и, надо сказать, в целом она придерживается этого плана. В прошлом году нам преподнесли микроархитектуру Sandy Bridge, существенно увеличившую быстродействие современных компьютеров, а теперь Intel запускает проект Ivy Bridge — усовершенствованный процессорный дизайн, предполагающий использование новой производственной технологии с 22-нм нормами и инновационными трёхмерными транзисторами.

Однако ослабление конкуренции на рынке высокопроизводительных процессоров всё же не может не сказываться на темпах прогресса. Маятник интеловской концепции постепенно замедляет свой ход, и если Sandy Bridge были представлены в самом начале 2011 года, то анонса Ivy Bridge нам пришлось ждать до конца апреля. Впрочем, у Intel есть неплохое оправдание: новое поколение процессоров — это не простая косметическая переделка старого ядра с учётом новых технологических норм. Инженеры внесли целый ряд существенных изменений в микроархитектуру, поэтому Ivy Bridge предлагается считать не за один «тик», а за «тик» и ещё «полтака» в придачу.

Можно ли принять такое объяснение возникшей задержки? Всё зависит от того, с каких позиций оценивать современные процессоры вообще. Большинство изменений, произошедших в дизайне Ivy Bridge, касается не вычислительных ядер, а графического ядра. Поэтому для традиционных CPU это — явный «тик». Однако если считать, что предложенная AMD парадигма гетерогенных процессоров оказалась очередным пророчеством (они, в отличие от микроархитектур, AMD явно удаются), то Ivy Bridge может потянуть и на полноценный «так».

Так вот и получается, что новый интеловский продукт — очень многогранная и противоречивая вещь. Приверженцы десктопов, которые видят в Ivy Bridge возможный стимул к модернизации своих систем, новинкой будут, скорее всего, разочарованы. Для них в ней нет ничего особенно привлекательного, так как простой переход на новую технологию производства сам по себе ничего особенного не привносит. Тем более что «утончение» техпроцесса уже давно выливается не в увеличение тактовых частот CPU, а в снижение их тепловыделения.

Зато для пользователей разного рода мобильных или компактных систем Ivy Bridge сулит очень хороший гешефт. Наконец-то о представителях серий Intel Core можно будет думать как о полноценных гибридных процессорах — APU, которые обеспечивают неплохую 3D-производительность, совместимы с DirectX 11 и способны к выполнению GPGPU-вычислений. Недаром именно с выходом Ivy Bridge компания Intel напрямую связывает расцвет ультрабуков — новинки вписываются в этот класс компьютеров практически идеально.

Впрочем, в этом материале мы будем позиционировать себя как энтузиастов старой закалки. Всякие ультракомпактные компьютеры — это детские игрушки, нам подавай традиционные вычислительные системы, внушающие уважение как своим внешним видом, так и уровнем производительности. Может ли Ivy Bridge органично вписаться и в такую экосистему? Попробуем на этот вопрос ответить.

⇡ Микроархитектура Ivy Bridge: краткий обзор

Хотя мы и сказали о том, что микроархитектура Ivy Bridge имеет значительные отличия от своей предшественницы, Sandy Bridge, узреть близкое родство между ними — проще простого. На самом верхнем уровне, в общей структуре новых процессоров не изменилось ровным счётом ничего, все сделанные усовершенствования — в деталях. Подробное описание нововведений можно найти в специальном материале , здесь же мы приведём краткий обзор ключевых моментов.

Начать, пожалуй, следует с того, что появление новых процессоров Ivy Bridge не означает смены платформы. Эти CPU используют тот же самый процессорный разъём LGA1155, что и их предшественники, и полностью совместимы с имеющимся парком материнских плат. К выпуску Ivy Bridge компания Intel приурочила появление семейства наборов логики седьмой серии во главе с Z77 , однако применение плат на его основе вместе с новыми процессорами не является необходимостью. Для соединения Ivy Bridge с набором системной логики используется та же самая, что и в случае с Sandy Bridge, шина DMI 2.0 с пропускной способностью 20 Гбит/с. Поэтому новые процессоры превосходно работают в любых материнских платах с разъёмом LGA1155.

Как и Sandy Bridge, процессоры семейства Ivy Bridge состоят из того же самого набора функциональных узлов. Они содержат два или четыре вычислительных ядра, оборудованных индивидуальным L2-кешем объёмом 256 Кбайт; графическое ядро; разделяемую кеш-память третьего уровня объёмом до 8 Мбайт; двухканальный контроллер памяти с поддержкой DDR3 SDRAM; контроллер графической шины PCI Express; а также системный агент, отвечающий за работу технологии Turbo и реализующий вспомогательные интерфейсы. Все составные части Ivy Bridge соединяются посредством кольцевой шины Ring Bus — тут тоже нет ничего нового.

Если же говорить об отличиях Ivy Bridge от её предшественников, то это в первую очередь — новая 22-нм производственная технология, применённая производителем для изготовления полупроводниковых кристаллов. Причём новизна в данном случае заключается не только в «утончённых» нормах, но и в принципиальном изменении внутренней конструкции транзисторов. Intel характеризует новые транзисторы как имеющие трёхмерную конструкцию (Tri-Gate), что на практике выливается в установку на кремниевой подложке высокого покрытого High-K диэлектриком вертикального ребра, врезающегося в затвор.

Учитывая, что одной из главных целей выпуска Ivy Bridge является их массированное проникновение в ультра-мобильные компьютеры, такое улучшение экономичности отнюдь не лишнее. К тому же разработчики Intel усилили достигнутый эффект внедрением новых энергосберегающих технологий: более глубоких состояний сна, возможности отключения от линий питания контроллера памяти и поддержки DDR3L SDRAM с пониженным напряжением. Появилось и такое понятие, как конфигурируемый TDP. В результате, в числе различных модификаций Ivy Bridge возникает целый класс ULV-продуктов с 17-Вт тепловым пакетом, снижаемым при необходимости до 14 Вт.

Ввод в строй свежей производственной технологии автоматически означает и уменьшение размеров полупроводниковых кристаллов. Так, кристалл четырёхъядерного Ivy Bridge имеет площадь 160 кв. мм — это на 35% меньше площади Sandy Bridge.

При этом сложность нового процессора значительно выросла, он состоит из 1,4 млрд транзисторов, в то время как количество транзисторов в процессорах-предшественниках аналогичного класса составляло 995 млн штук.

Процессор	Техпроцесс	Количество ядер	Кеш L3	Число транзисторов	Площадь ядра
AMD Bulldozer	32 нм	8	8 Мбайт	1,2 млрд	315 кв. мм
AMD Llano	32 нм	4 + GPU	Нет	1,45 млрд	228 кв. мм
Intel Ivy Bridge	22 нм	4 + GPU	8 Мбайт	1,4 млрд	160 кв. мм
Intel Sandy Bridge E (6C)	32 нм	6	15 Мбайт	2,27 млрд	435 кв. мм
Intel Sandy Bridge E (4C)	32 нм	4	10 Мбайт	1,27 млрд	294 кв. мм
Intel Sandy Bridge	32 нм	4 + GPU	8 Мбайт	995 млн	216 кв. мм

Наиболее привычный путь задействования дополнительного транзисторного бюджета — это наращивание объёмов кеш-памяти. Однако в Ivy Bridge ничего такого нет, эти процессоры располагают точно такими же по ёмкости и схеме работы L1-, L2- и L3-кешами, что и Sandy Bridge. Дополнительные же транзисторы в большинстве своём ушли во встроенное графическое ядро — оно в Ivy Bridge отличается от графики предыдущего поколения, Intel HD Graphics 3000/2000, чуть менее чем полностью.

Новое видеоядро, получившее название HD Graphics 4000, наконец-то можно именовать современным во всех смыслах этого слова. Главное достижение разработчиков в том, что с новой версией графики они смогли добиться соответствия требованиям DirectX 11 вместе с DirectCompute и Shader Model 5.0, а также открыли возможность GPGPU-вычислений через интерфейс OpenCL 1.1. В дополнение к этому у HD Graphics 4000 появилась поддержка трёх независимых мониторов, а уровень производительности существенно увеличился благодаря добавлению дополнительных исполнительных устройств: теперь их 16 вместо 12. Поэтому Intel считает, что число систем, использующих процессоры компании без внешней видеокарты, существенно увеличится, однако произойдёт это, главным образом, в мобильном рыночном сегменте.

Но для пользователей настольных систем графическое ядро не слишком интересно. Гораздо сильнее они ожидают улучшений микроархитектуры вычислительной части, способных сказаться на производительности. А тут-то новым процессорам поколения Ivy Bridge похвастать особенно нечем. Возможный прирост в быстродействии при работе Ivy Bridge и Sandy Bridge на одинаковой тактовой частоте, даже по самым оптимистичным официальным данным, не превосходит и 5 %. Дело в том, что вычислительные ядра в новых процессорах не перерабатывались, а место имеют лишь незначительные улучшения косметического характера. Так, в Ivy Bridge ускорена работа команд целочисленного и вещественного деления, с учётом использования регистрового файла оптимизировано исполнение инструкций пересылки данных между регистрами, кроме того, реализовано динамическое, а не статическое распределение ресурсов внутренних буферов между потоками при использовании технологии Hyper-Threading.

Чтобы оценить практический эффект этих изменений, мы воспользовались синтетическими бенчмарками из пакета SiSoft Sandra, которые реализуют простые алгоритмы, позволяющие оценить производительность процессоров при выполнении разнообразных операций. В рамках данного предварительного теста мы сравнили между собой скорость работы четырёхъядерных Sandy Bridge и Ivy Bridge, функционирующих на одинаковой частоте 4,0 ГГц без использования технологии Hyper-Threading.

	Sandy Bridge 4С/4T 4,0 ГГц	Ivy Bridge 4С/4T 4,0 ГГц	Преимущество новой микроархитектуры
Processor Arithmetic
Dhrystone SSE4.2	100,82	100,86	0,0%
Whetstone SSE3	58,2	59,92	+3,0%
Processor Multi-Media
Integer x16 AVX	195,13	195,82	+0,4%
Float x16 AVX	235,87	239,11	+1,4%
Double x8 AVX	135,07	136,07	+0,7%
Float/Double x8 AVX	178,49	180,38	+1,1%
Cryptography
AES-256-ECB AES	08,4	08,7	+0,4%
SHA2-256 AVX	01,1	1,24	+12,7%

Результаты и впрямь не слишком обнадёживающие. Улучшения микроархитектуры вычислительных ядер в Ivy Bridge выливаются в практически неуловимый прирост производительности.

Поэтому гораздо более интересными для пользователей настольных систем нам представляются те изменения, которые коснулись работы смежных внутрипроцессорных интерфейсов — памяти и шины PCI Express. Так, встроенный в Ivy Bridge контроллер PCI Express получил поддержку третьей версии этой спецификации, что автоматически (при условии применения совместимых оконечных устройств) означает увеличение пропускной способности шины по сравнению с PCI Express 2.0 почти вдвое — до 8 гигатранзакций в секунду.

При этом поддерживаемые Ivy Bridge шестнадцать линий PCI Express могут дробиться на две или на три части — по схеме 8x + 8x или 8x + 4x + 4x. Последний вариант может быть интересен для систем с тремя видеокартами, тем более что PCI Express 3.0 вполне способна обеспечить приемлемую для видеокарт пропускную способность даже в случае использования только четырёх линий.

Что же касается контроллера памяти Ivy Bridge, то его базовые характеристики по сравнению с тем, что мы видели в Sandy Bridge, не изменились. Он точно также может работать с двухканальной DDR3 SDRAM. Но в то же время интеловские инженеры сделали определенные шаги в сторону производителей оверклокерской памяти и добавили в процессор возможность более гибкой настройки частотного режима. Во-первых, максимальной поддерживаемой частотой теперь является DDR3-2800 SDRAM. Во-вторых, для изменения частоты работы памяти теперь можно использовать два режима тактования — с шагом 200 или 266 МГц.

Практическая скорость работы контроллера памяти при этом тоже немного изменилась. Это подтверждают в том числе и бенчмарки. Например, ниже мы приводим показатели AIDA64 Cache & Memory Benchmark, снятые в системе с процессорами Sandy Bridge и Ivy Bridge, работающими на частоте 4,0 ГГц.

Sandy Bridge 4,0 ГГц, DDR3-1867 (9-11-9-30-1T)

Ivy Bridge 4,0 ГГц, DDR3-1867 (9-11-9-30-1T)

Процессор поколения Ivy Bridge обеспечивает немного меньшую практическую латентность подсистемы памяти, но это преимущество минимально. При этом тест выявляет и другую интересную деталь: L3-кеш у новых процессоров якобы стал заметно быстрее. Однако вынуждены разочаровать — в данном случае различие в показателях AIDA64 Cache & Memory Benchmark вызвано не улучшением скоростных характеристик L3-кеша, а изменениями в темпе исполнения инструкций, фигурирующих в алгоритме теста. На самом же деле латентность L3-кеша Ivy Bridge составляет 24 цикла — и это на один цикл больше латентности кеша третьего уровня процессоров Sandy Bridge. Иными словами, кеш в новых процессорах стал работать даже чуть медленнее, чем раньше, но в практических задачах это незаметно.

⇡ Процессоры Ivy Bridge для десктопов, первый заход

Проблемы производственного характера, возникающие почти каждый раз, когда дело касается внедрения каких-либо принципиальных нововведений, пока не позволили Intel завалить рынок разномастными модификациями Ivy Bridge. Поэтому внедрение нового дизайна происходит поэтапно: сегодня анонсируются лишь четырёхъядерные модификации новых процессоров, относящиеся к семействам Core i7 и Core i5.

Моделей для настольных систем из них всего пять, следующая таблица раскрывает их спецификации.

Честно говоря, знакомство с приведёнными характеристиками особого оптимизма по поводу новых процессоров не добавляет. По сравнению с Sandy Bridge мы не видим прогресса ни в числе ядер, ни в тактовых частотах, ни в размерах кеш-памяти. А так как новая микроархитектура практически не увеличивает число обрабатываемых за такт инструкций, становится понятно: по традиционно-процессорным понятиям модельный ряд Ivy Bridge — это ординарное эволюционное обновление Sandy Bridge. Положительных моментов лишь два: привлекательное для отдельных категорий пользователей графическое ядро и снизившееся тепловыделение.

Кстати, с характеристикой TDP связан весьма забавный казус. Хотя в официальной документации типичное тепловыделение новых процессоров указывается как 77 Вт, на коробках с реальными продуктами Intel пишет «95 Вт». Такая нестыковка уже породила массу нелепых суждений, но на самом деле объяснение очень простое. Реально наблюдаемое тепловыделение не выходит за 77-ваттную границу, однако такая величина TDP в употреблении ранее не была, поэтому Intel решила не осложнять жизнь пользователям, производителям компонентов и сборщикам систем и будет указывать на коробках хорошо знакомое всем число. Кроме того, как нам удалось выяснить у представителей компании, в перспективе возможен выпуск более скоростных моделей Ivy Bridge, которые приведут реальное и формальное TDP к единому знаменателю.

Принципиальных изменений нет и в общей структуре предложений. Старшие LGA1155-процессоры новой формации нацеливаются на продвинутых пользователей и имеют литеру «K» в своём индексе. Такие предложения имеют свободный множитель и открыты для оверклокерских экспериментов. Прочие же модели Core i7 и Core i5, как и раньше, не дают повышать коэффициент умножения более чем на четыре единицы.

Отсутствие ярких революционных изменений в вычислительной производительности новых процессоров не удержало Intel от присвоения им номеров из трёхтысячной серии. Таким образом, в структуре интеловских предложений Ivy Bridge для LGA1155-систем становятся под процессоры Sandy Bridge-E для LGA 2011 и вытесняют собой двухтысячные Sandy Bridge. На это указывают и цены. Новинки не дороже Core годичной давности, так что привычное течение процессорной жизни, когда поколения интеловских CPU последовательно сменяют друг друга, не нарушатся и на этот раз.

Для проведения тестирования компания Intel предоставила нам образцы старших процессоров в обновлённых линейках Core третьего поколения: Core i7-3770K и Core i5-3570K.

Обратите внимание, 22-нм производственная технология хорошо проглядывается сквозь практические аспекты эксплуатации новинок. Их рабочее напряжение понизилось относительно Sandy Bridge примерно на 15-20 процентов и находится теперь в районе 1,0 В. Это — одна из основных причин более низкого тепловыделения.

Благодаря работе технологий энергосбережения Enhanced Intel SpeedStep и C1E в состоянии простоя напряжение Ivy Bridge падает до примерно 0,9 В, а частота снижается до 1,6 ГГц.

Компания Intel чётко следует своему известному “тик-так” принципу и 23 апреля 2012 представила новое поколение микропроцессоров. Для тех наших читателей, кому “часовая” метафора показалась не совсем понятной, раскроем её смысл. Intel в своём производственном процессе руководствуется чередующимся двухтактовым циклом: сначала отлаживает технологический процесс с передовыми нормами, а затем разрабатывает под него новую микроархитектуру. Каждый такт сопровождается выходом очередного семейства микропроцессоров.

Поколение Sandy Bridge привнесло существенные микроархитектурные изменения, подняло уровень производительности на новый уровень и завершило цикл разработки для норм 32 нм. Пришло время нового “тика”. И 23 апреля 2012 компания представила процессоры Ivy Bridge, в основе которых уже проверенная логика работы, перенесенная на более тонкий технологический процесс. Однако это не значит, что в процессорах нет ничего нового. Напротив, новинки содержат некоторые весьма существенные улучшения, которых многие ждали.

В нашу редакцию прислали тестовый экземпляр нового процессора Intel Core i7-3770K. Заблаговременный выход материнских плат на чипсетах седьмой серии, в том числе предназначенных для использования с Ivy Bridge, позволил нам подготовить передовую тестовую платформу. Мы рады представить вам сегодня обзор процессоров Ivy Bridge и результаты тестирования самого производительного из них.

Микроархитектура и особенности

Новинки получили несколько новых функций, которые, несмотря на отсутствие коренных изменений в архитектуре, являются важными и долгожданными. Но начать, на наш взгляд, стоит с базового и знакового — переход на новый технологический процесс. Каждый новый рубеж в уменьшении норм изготовления микроэлектроники даётся всё с большим трудом по объективным причинам. И тут надо отдать должное компании Intel, которая старается сохранить темпы внедрения все более “тонких” техпроцессов — примерно каждые два года происходит смена технологии.

Переход на 22-х нанометровые нормы потребовал внедрения нового типа транзисторов — так называемых 3D-транзисторов. Их особенности, наряду с общим стандартным снижением потерь при уменьшении норм, обеспечивают большую эффективность энергопотребления. Тепловой пакет (TDP) новых процессоров заявлен на ровне 77 Вт, даже у старших моделей. Правда по сети ходит слух о возможном повышении теплового пакета самой старшей модели, Core i7-3770K, до 95 Вт. Но подтверждение этой информации нам только предстоит получить.

Рассмотрим кристалл подробнее. Несмотря на внешнюю схожесть компоновки блоков с процессорами Sandy Bridge, общее количество транзисторов увеличилось более чем на 200 тысяч (1,16 млрд в SB и 1,4 млрд в IVB). При этом, площадь кристалла существенно уменьшилась — с 216 мм 2 до 160 мм 2 .

Кристалл Sandy Bridge

Кристалл Ivy Bridge

Слева направо: Core i7-3930K, Core i5-2500K, Core i7-3770K

и обратная сторона

На что же ушли дополнительные транзисторы? Основные изменения на кристалле коснулись встроенного графического ядра. Если в процессорах предыдущего поколения мы видели 12 вычислительных блоков (потоковых процессоров), то в новых их 16. Появилась аппаратная поддержка современного графического API — DX11, OpenCL 1.1, OpenGL 3.1. Вывод теперь возможен сразу на три монитора (в SB поддерживались лишь два). Компания также обещает существенный прирост производительности аппаратного декодера Quick Sync.

Наиболее важным с точки зрения перспектив является появление контроллера PCI Express 3.0. Процессоры в исполнении под сокет LGA 2011 им уже обзавелись, да и видеокарты уже вовсю продаются. Вот теперь и на платформах общего назначения этот передовой интерфейс стал доступен.

Контроллер оперативной памяти научился теперь в штатном режиме работать с памятью DDR3 1600 МГц. А для целей разгона в процессорах K-серии множители памяти позволяют получать внушительные 2667. Да и потолок множителя процессорных ядер был поднят до 63.

Что особенно должно порадовать потребителя, так это практически полная обратная совместимость на уровне процессоров и системной логики. То есть новые процессоры можно вставить в материнские платы с чипсетами шестой серии после обновления BIOS. Слово “практически” выражает исключение этой возможности для чипсетов Q65, Q67, B65.

Новый лидер производительности Core i7-3770K

Нам на тесты достался лакомый кусочек — топовый "камень" из новой линейки, Core i7-3770K. По большинству базовых характеристик модель идентична предыдущему топовому микропроцессору для платформы LGA 1155 — Core i7-2700K. Обратите внимание на данные в сравнительной таблице.

Характеристика	Core i7-3770K	Core i7-2700K
Количество ядер/потоков	4/8	4/8
Номинальная частота, ГГц	3,5	3,5
Частота в режиме Turbo, ГГц	3,9	3,9
Максимальный множитель	63	59
Объём кэш-памяти L3, Мбайт	8	8
Штатная частота работы оперативной памяти, МГц	1600	1333
Максимальная частота работы оперативной памяти (в режиме разгона), МГц	2667	2133
Линии PCI Express	rev. 3.0, 16	rev. 2.0, 16
Частоты работы графического ядра, МГц	650-1150	850-1350
Количество вычислительных блоков GPU	16	12
Поддержка графического API	DX 11, OpenGL 3.1, OpenCL 1.1	DX 10.1, OpenGL 3.0
Количество поддерживаемых дисплеев, шт.	3	2
Множитель графического ядра	57	60

Те же самые частоты, тот же объём кэш-памяти. Количественные показатели, касающиеся штатного режима работы, изменились лишь у графического ядра — 16 вычислительных блоков, вместо 12, чуть сниженные частоты работы.

В простое новый процессор снижает частоту до 1600 МГц

Кэш-память

Теперь посмотрим на новинку в деле.

Тестовый стенд

Наиболее интересным будет сравнение Core i7-3770K со своим младшим “братом” из второго поколения. На первый взгляд, прирост вычислительной производительности должен практически отсутствовать, ведь в основе новых процессоров всё та же микроархитектура Sandy Bridge. Разве что какие-нибудь косметические изменения могут принести несущественный прирост. Разница двух процессоров должна проявиться в графических бенчмарках, так как в Core i7-3770K больше вычислительных блоков.

Также к сравнению мы решили добавить младший процессор платформы LGA 2011, Core i7-3820. То, что эта модель будет проигрывать, — ясно. Однако нам важна разница: рациональность приобретения модели 3820 и раньше можно было подвергнуть сомнению, а сейчас это и вовсе может оказаться бессмысленным.

В таблице представлено оборудование, использованное нами в тестировании.

Наименование	Ivy Bridge	Sandy Bridge	Sandy Bridge-E
Материнская плата	Asus P8Z77-V Pro	ASRock Z68 Extreme 4	ASUS P9X79 Deluxe
Процессор	Core i7-3770K	Core i7-2700K	Core i7-3820
Память		ADATA XPG Gaming v2.0, 2000 МГц, 4 х 2 Гбайт	ADATA XPG Gaming v2.0, 2000 МГц, 4 х 2 Гбайт
SSD		Intel SSD 520 Series, 60 Гбайт	Intel SSD 520 Series, 60 Гбайт
Видеокарта	Intel HD Graphics 4000	Intel HD Graphics 3000	Palit GeForce GT430, 2 Гбайт
Кулер	NZXT Havik 120	NZXT Havik 120	NZXT Havik 120
БП	Huntkey Jumper 450B, 450 Вт	Huntkey Jumper 450B, 450 Вт	Huntkey Jumper 450B, 450 Вт

Ввиду того, что процессоры Sandy Bridge-E лишены встроенного видеоядра, мы использовали маломощное дискретное решение из закромов нашей лаборатории при тестировании платформы LGA 2011.

Разгон

На возможности разгона процессоров Ivy Bridge энтузиасты возлагали большие надежды. Да и возможности моделей с индексом “K” были несколько расширены: пороги множителей стали выше, улучшен контроль частот. Мы принялись за разгон с энтузиазмом и сразу стали нащупывать частоты в районе 5 ГГц. Но были разочарованы: даже при солидном повышении напряжения (20-25% к значениям по умолчанию) нам удалось лишь достичь 4,7 ГГц. Ито, при прогреве с помощью Prime через некоторое время система перезагрузилась.

Температура при этом оставалась в допустимых пределах и не превысила 80 градусов, поэтому перегрев вряд ли является причиной такого невысокого результата. С одной стороны, один процессор не показатель всей линейки. Разгон очень специфичен для каждого экземпляра. С другой — планку в 4,8 ГГц брали ну очень многие процессоры предыдущего поколения. Пока статистика по разгону новых камней не накопилась, можно предположить, что нам достался совсем неудачный экземпляр. Но к сведению этот результат, безусловно, нужно принять.

Успешно работа проходила при множителе 46 на частоте 4,6 ГГц.

Отдельно мы обратили внимание на разгон встроенного графического ядра. Частоты работы его снижены в сравнении с HD Graphics 3000 в процессорах Sandy Bridge. Сначала мы “задрали” максимальную частоту работы до 1600 МГц, но система отказывалась стабильно работать. На 1550 МГц сцены 3DMark 11 пестрили артефактами. Стабильной работы удалось достичь при максимальной частоте работы графического ядра 1500 МГц. Этот результат можно назвать очень неплохим.

Именно результаты производительности стабильного разгона мы представили ниже на графиках.

Результаты тестирования

Мы провели тестирование нового процессора в нескольких основных сценариях отражающих общий уровень производительности. По ходу нашего дальнейшего знакомства с Ivy Bridge мы планируем дополнять этот раздел новыми данными.

В вычислительных задачах общего назначения преимущество новых процессоров над предыдущим поколением небольшое. А вот в обработке графики Ivy Bridge получило существенное преимущество. Core i7-3770K практически везде по вычислительной способности обходит Core i7-3820. Конечно, стоимость процессоров подобрана соответствующим образом — модель Ivy Bridge стоит чуть дороже. Но материнские платы под LGA 2011 стоят, как правило, заметно дороже. И если принимать во внимание стоимость всей платформы, покупка 3820 становится сомнительной.

Заключение

Какой можно сделать вывод из полученных результатов. Ожидать какого-то солидного прироста общесистемной производительности были опрометчиво — всё-таки мы имеем дело всё с той же архитектурой Sandy Bridge. Небольшое преимущество у новых процессоров всё же есть. Положительным моментом в новинках является заметно подросшая графическая производительность и сниженное за счёт нового технологического процесса тепловыделение. Такие “плюшки” как поддержка PCI Express 3.0, более быстрой памяти конечно тоже приятны.

Есть и некоторый отрицательный осадок. Да, все мы хорошо понимаем, что судить о разгонном потенциале новых процессоров по одному экземпляру неправильно. Но долгое предвкушение, подогреваемое повсеместно в Сети, нетерпение сменилось чувством разочарования. И оно отнюдь не беспочвенное: 4,6 ГГц, “+700” МГц к турбо-режиму — это не тот результат, на который мы рассчитывали. Что ж, подождём статистику.

Пока вывод такой: если вы уже обладатель производительной платформы Sandy Bridge, то обновлять её особого смысла не имеет. Если же вы планируете покупку нового компьютера, Ivy Bridge заслуживает право на рассмотрение. И третий вариант, в котором новые процессоры Intel, вероятно, окажутся в самом выгодном положении: если вы планируете покупку ноутбука/ультрабука, стоит дождаться выхода моделей на обновлённой платформе. Именно в сегменте мобильных устройств Ivy Bridge кажется наиболее привлекательным решением за счёт повышенной энергоэффективности.

Отсутствие стоящего конкурента в сегменте настольных центральных процессоров не мешает и не демотивирует Intel следовать своим традициям. Первая традиция закон Гордона Мура. Вторая традиция — реализация концепции «тик-так». Казалось бы, только вчера мы охали и ахали, удивляясь тому уровню производительности, что могли предоставить нам «камни» архитектуры Intel Sandy Bridge. А уже сегодня просим любить и жаловать новый виток эволюции кремниевого оверлорда — Intel Ivy Bridge!

Вот новый поворот

Думаем, очередной раз про закон Мура рассказывать нет смысла. Лучше более детально остановимся на концепции «тик-так». Согласно ей. Intel сначала выпускает процессор на новом техпроцессе, но старой архитектуры («тик»), а затем, наоборот, выпускает процессор на базе все того же техпроцесса, но с новой архитектурой («так»). Например. 32-нанометровые «камни» архитектуры Westmere (Intel Core І7-990Х) «тик-процессоры». А 32-нанометровые Intel Sandy Bridge (Intel Core І7-2700К) — «так-процессоры». Наконец, новые Intel Ivy Bridge и Intel Core І7-3770 в частности — опять «тик-процессоры».

Насиженное место

Примечательно, что Intel продолжает еще одну свою старую традицию. Уже давно новое поколение процессоров «тик-так» совместимо со старой платформой: Intel Core (архитектура Nehalem. 45 нм) — LGA1156/1366; Intel Core I3/І5/І7 первого поколения (Westmere 32 нм) — LGA1156/1366; Intel Core І3/І5/І7 второго поколения процессоров (Sandy Bridge 32 нм) — LGA1155/2011; наконец. Intel Core І5/І7 третьего поколения (Ivy Bridge. 22 нм) — снова LGA1155. Что тут сказать? Всем нам очень приятно! Материнские платы как на основе новых чипсетов Intel H67/P67/Z68 Express, так и на базе Intel Z77/ Н77/В75 Express с радостью подружатся с новыми 22-нанометровыми «камнями». Следовательно, у всех обладателей вышеперечисленных плат есть маневры для дальнейшего апгрейда системы.

В формате 3D

Теперь перейдем к самому главному, к обзору новейшей архитектуры. Хотя в случае «тик-процессоров» все довольно-таки условно. Так. основные черты Intel Ivy Bridge не претерпели изменений в сравнении с Intel Sandy Bridge (Intel Sandy Bridge-E выносим за скобки. не забывая о том. что, возможно, со временем выйдут свои (условно) Intel Ivy Bridge-E для платформы LGA2011). Топовые «камни» по-прежнему имеют до 4 физических ядер, но за счет технологии HyperThreading пользователь может рассчитывать на все восемь потоков. Как обычно, 22-нанометровые Intel Core І5 поддержки данной технологии будут лишены. Непосредственное кристалл интегрированы двухканальный набор памяти DDR3 и 16 разделяемых линий PCI Express последнего, третьего поколения с пропускной способностью 128 Гбит/с в одну сторону.
За счет перехода на более тонкий техпроцесс (хотя куда уже тоньше?) Intel Core І7-3770 имеет в своем распоряжении 1.4 миллиарда транзисторов. Для сравнения. Intel Core І7-2700К насчитывает всего 995 миллионов кремниевых затворов.
Площадь кристалла составляет 160 квадратных миллиметров, что на 30% меньше, нежели у кристалла Intel Sandy Bridge. Подобный рост транзисторов Intel Ivy Bridge связан не только с –«липосэкцией», но и с нетрадиционным расположением кремниевых элементов. Есть что-то общее с технологией LTO Ultrium, которая применяется для надежности хранения больших объемов данных. Эта технология нашла сове применение в катриджах LTO Ultrium. Дешевые ленты LTO можно купить на сайте storusint.com. С помощью этих лент можно хранить объемы до 800 Гб. Конструкция Tri-Gate подразумевает установку на подложке специального кремниевого ребра, покрытого так называемым High-K диэлектриком, расположенного вертикально и проходящего непосредственно сквозь затвор.
Таким образом, в Intel добились улучшенного переключения транзисторов и заметного уменьшения потребляемой электрической энергии. TDP топового на сегодняшний день Intel Ivy Bridge составляет всего (sic!) 77 Вт! И уж точно, если Intel Core І7-3770 может похвастать такой энергоэффективностью, то легко представить, каким уровнем потребления энергии будут обладать мобильные процессоры на базе этой архитектуры! Похоже, ноутбучные 22-нанометровые «камни» обречены на успех, причем полный и безоговорочный.

Очередной апгрейд

При том росте транзисторов, что мы наблюдаем в Intel Ivy Bridge, объем всех трех уровней SRAM-памяти совершенно не изменился. Обычно с ростом физических характеристик увеличивается и емкость кэша. Здесь же мы наблюдаем привычные 32 Кбайт для инструкций и данных, привычные 256 Кбайт для L2. а также привычные 8 Мбайт для L3. У Intel Core І5 (на данный момент заявлены три модели) кэш-память 3 уровня «весит» всего 6 Мбайт. Большая часть транзисторов Intel Ivy Bridge была потрачена на новое граф. ядро — Intel HD Graphics 4000. Видеосоставляющая «камня» может похвастать сразу 16 исполнительными блоками вместо 12 у Intel Sandy Bridge (читай — Intel HD Graphics 3000). Появилась и поддержка DirectX 11 вместе с шейдерами версии 5.0 и DirectCompiJte. Правда, в современные игры на высоких разрешениях и с максимальным качеством графики поиграть все равно не получится. Маловато будет! Тем не менее. Intel HD Graphics вполне хватит для сборки достаточно производительного НТРС. Встроенная графика поддерживает подключение до трех мониторов. Отметим, ч ю младшие Intel Ivy Bridge будут оснащаться менее производительным видеоядром Intel HD Graphics 2500.

Дела оверклокерские

Как обычно, процессоры Intel Core делятся на модели с заблокированным и разблокированным множителем. О благородстве того или иного «камня» говорит литера «К» в названии устройства. Как ты уже догадался, к нам попал процессор без возможности самостоятельно управлять частотой кремниевого девайса за счет увеличения множителя. Обидно. Максимальный множитель Intel Ivy Bridge был увеличен до х63. В свою очередь, максимальный коэффициент умножения у Intel Sandy Bridge находился на отметке х59. Кстати, Intel Core І7-3770К еще и работает на частоте 3.5 ГГц, что ровно на 100 МГц выше, нежели у Intel Core І7-3770.
Отметим, что все Ivy Bridge оснащены большим количеством делителей памяти. Если Intel Sandy Bridge могут работать с «мозгами» на частоте 2400 МГц, то тот же Intel Core І7-3770 поддерживает киты с частотой 2666 МГц и 2800 МГц!
К моменту написания данной статьи на ресурсе hwbot.org уже появился целый ряд интереснейших результатов. Так. при помощи воздушной системы охлаждения чешский энтузиаст gzhir сумел разогнать Intel Core І7-3770К до 5127 МГц! Понимаем, что с «камнем» может повезти не всем, однако стабильные 4500 МГц у абсолютного большинства Intel Ivy Bridge достижимы. Российскому оверклокеру KENTAVR777 при помощи СВО удалось поднять частоту «корки» до 5300 МГц. Для этого наш соотечественник просто увеличил множитель CPU до х53. а напряжение — до 1.6 В. Наконец, на момент написания статьи мировой рекорд по разгону Intel Core І7-3770К принадлежал тайваньскому оверклокеру AndreYang. Житель Формозы при помощи жидкого азота смог снять валидацию на отметке 6936 МГц! Учитывая, что BIOS’ы материнских плат, а также непосредственно сам степпинг процессоров постоянно будут обновляться, мы гарантируем, что в самом ближайшем будущем топовые Intel Ivy Bridge покорят психологическую отметку в 7000 МГц!

Evolutio

По сути Intel Ivy Bridge не является чем-то революционным. Нет, скорее эволюционным. В новых «камнях» прогнозируемо увеличила свою производительность как х86составляющая, так и графическое ядро. Так как основная цель Intel была перенести имеющуюся архитектуру на плечи нового техпроцесса, то и залихватского прироста производительности мы не видим. Поэтому в сравнении хотя бы с Intel Core І7-2600К на штатных частотах смысла прямо сейчас бежать в магазин и менять свой Intel Sandy Bridge на Intel Ivy Bridge нет. Но если ты только-только планируешь собрать себе десктоп на базе платформы Intel, то «плющевые» процессоры подойдут как никогда кстати: они быстрее, холоднее, совместимы с любой LA1155-платой и имеют вполне адекватную стоимость.

Разгонный потенциал

В статье уже было сказано, что 99% процента Intel Ivy Bridge смогут стабильно работать на частоте 4500 МГц с применением воздушного охлаждения. Для этого необходимо увеличить напряжение «камня» с 0.9 В до 1.2 В. Но множество тестов со сторонних ресурсов показывают, что без применения экстремальных видов систем охлаждения новые 22-нанометровые «камни» гонятся хуже, нежели те же Intel Sandy Bridge. А вот с применением жидкого азота наоборот. Как только к нам в тестовую лабораторию доставят полноценный семпл Intel Core І7-3770К, мы обязательно уделим разгону этого «камня» самое что ни на есть пристальное внимание. Не пропусти!

И снова про разгонный потенциал

Стало известно, что тайваньский оверклокер HiCookie поставил очередной мировой рекорд по разгону процессор Intel Core І7-3770К. Азиатскоский энтузиаст в ходе отбора нескольких процессоров сумел найти тот неповторимый и единственный «камень», который под действием жидкого азота покорил психологическую отметку 7000! Если быть более точным, то HiCookie разогнал топовый Intel Ivy Bridge до 7032.7 МГц. При этом экстремал использовал отнюдь не самую топовую материнскую плату — GIGABYTE GA-Z77X-UD3H.
Буквально спустя несколько часов еще один тайваньский оверклокер — AndreYang — покорил результат своего соотечественника и разогнал Intel Core І7-3770К до 7074 МГц!
Наконец, громаднейший делитель памяти позволил установить мировой рекорд по разгону DDR3-памяти — 3280 МГц! И это с учетом того, что BCLK плат практически не гонится!

Результаты тестирования:

• wPrime 1.55 1024т: 191.024 с
• CINEBENCH R11.5 : 7.95 pts
• WinRAR : 3738 Ибзйг/с
• Super PI 1.5XS lm : 9.344 с
• 3DMark Vantage, performance (CPU): 30460 (73178) баллов
• 3DMark Vantage, performance, Intel HD Graphics 4000: 4037 баллов
• 3DMark’06 : 6648 баллов
• Battlefield 3 :61.92 FPS
• The Elder Scrolls V : Skyrim: 60.5 FPS

Технологические этапы развития процессоров Intel подвластны маятниковой системе «тик-так», которую компания разработала сама для себя. Следуя данному принципу совершенствования CPU, производитель с периодичностью в один год переводит производство кристаллов на более совершенные технологические нормы («тик») или же представляет принципиально новую архитектуру («так»). Такой невероятный темп позволяет Intel оставаться на гребне it-волны или даже ее создавать.

Инновации не терпят отлагательств. В столь конкурентной среде четкое планирование дает ощутимые преимущества. Особенно в том случае, если компании удается следовать ранее намеченным планам. Intel может себе это позволить, контролируя всю технологическую цепочку – от появления идеи, проектирования и разработки, до упаковки готовой продукции.

Согласно устоявшемуся летоисчислению, 2012 год – время для очередного «тика», т.е. перехода на новый техпроцесс изготовления. Первыми примерили на себя 22-нанометровые кристаллы процессоры для платформы LGA1155, получившие название Ivy Bridge. Однако в этот раз, помимо усовершенствования технологических норм производства, Intel также внедряет новую структуру полупроводников, вместо традиционной планарной используя трехмерную компоновку транзисторов.

С каждым последующим уменьшением размеров транзисторов, производители сталкиваются с необходимостью сокращать длину затвора и перехода исток/сток, что приводит к ухудшению эксплуатационных характеристик полупроводников. Модель Tri-Gate предполагает трехмерную конструкцию с несколькими затворами, размещенными на гранях миниатюрной кремниевой пластины, устанавливаемой перпендикулярно подложке.

Несмотря на значительные ресурсы, от начала разработки до практического использования технологии Tri-Gate, компании понабилось порядка 11 лет. Одно дело, когда речь идет о единичных лабораторных экспериментах и исследованиях, и совершенно иная ситуация в случае с массовым производством, где тиражи изготавливаемых устройств исчисляются миллионами.

Успешное внедрение подобной технологии – большой успех для разработчиков Intel. Применение трехмерных транзисторов позволит компании укрепить технологическое лидерство, получив весомое преимущество над конкурентами. Использование Tri-Gate позволяет Intel уже сейчас переводить в практическую плоскость эксперименты с чипами, выполненными по нормам 14 нм и даже 10 нм. Закон Мура остается в силе, а значит, кремниевые полупроводники еще повоюют.

Ivy Bridge

Так как процессоры Intel Core третьего поколения стали логичным продолжением чипов предыдущей линейки, то неудивительно, что они не претерпели серьезных структурных изменений.

Сравнивая топологию кристаллов Sandy Bridge и его преемника, нельзя не отметить значительно увеличившуюся область, отведенную для графического процессора. Если в 32-нанометровом чипе она занимала менее четверти кристалла, то теперь ей отведена практически третья часть кремниевой пластинки. В остальном визуально CPU довольно схожи, если учесть масштабирование. А вот технологические количественные показатели заметно отличаются. Так, чип Sandy Bridge содержит без малого 1 млрд. транзисторов, тогда как в Ivy Bridge их уже 1,4 млрд. Благодаря использованию технологии Tri-Gate производителю удалось существенно увеличить плотность размещения полупроводников. Но, несмотря на то, что их количество возросло на 40%, площадь нового кристалла, наоборот, уменьшилась с 216 до 160 мм2 (26%).

По части функционального оснащения изменения невелики. Процессор имеет четыре вычислительных блока, графическое ядро, интегрированные контроллеры памяти и шины PCI Express. Емкий общий кеш третьего уровня для своих нужд могут использовать все ядра, в том числе и графическое. Блоки между собой связывает скоростная кольцевая шина, а с чипсетом CPU общается по DMI 2.0.

Несмотря на то, что при выпуске Ivy Bridge основной задачей был успешный переход на новый техпроцесс, Intel, безусловно, внесла некоторые изменения и в функциональную часть процессора. От вычислительных блоков можно ожидать некоторого ускорения на операциях деления чисел и преобразования данных.

Двухканальный контроллер памяти официально получил поддержку DDR3-1600 (для Sandy Bridge – DDR3-1066/1333), а также модулей DDR3L со сниженным напряжением питания. Некоторый прирост производительности может принести чуть улучшенная латентность.

Ivy Bridge получил также достаточно производительный цифровой генератор случайных чисел (Digital Random Number Generator), возможности которого могут задействоваться в задачах шифрования данных. Данный блок используется для работы Intel Secure Key. В свою очередь технология Intel OS Guard позволит защитить данные при попытке несанкционированного использования привилегированного режима в операционной системе.

22-нанометровым процессорам достался контроллер PCI Express 3.0. Вдвое увеличенная пропускная способность может сослужить хорошую службу при создании конфигурации с несколькими видеокартами. Процессор имеет 16 линий PCI-E 3.0 и позволяет делить их на три устройства (х8+х4+х4). Впрочем, для того, чтобы интерфейсный круг замкнулся, нужно чтобы скоростную версию интерфейса, помимо процессора, поддерживала материнская плата и видеокарта.

Графическое ядро Intel HD Graphics 4000/2500

Одним из наиболее важных функциональных нововведений Ivy Bridge является усовершенствованное графическое ядро. Возможностям интегрированного GPU разработчик уделил максимум внимания, фактические потратив на его доработку и улучшение большую часть дополнительных транзисторов, которые получили 22-нанометровые чипы.

Новое графическое ядро получило две модификации – Intel HD Graphics 4000 и 2500. В старшей количество основных исполнительных блоков увеличено с 12 до 16, что уже сулит определенную прибавку производительности. Вариант попроще имеет всего 6 блоков, как и у предшественника (HD 2000).

GPU имеет полноценную поддержку DX11, OpenGL 3.1 и OpenCL 1.1, к тому же графическое ядро получило улучшенную версию инструмента для кодирования видео – Intel Quick Sync 2.0.

Отметим, что более скоростную версию ядра HD 4000 получат процессоры Core i7 и топовый Core i5, тогда как остальные модели будут довольствоваться HD 2500. На расширенную функциональность это никак не повлияет, но вот производительность, судя по всему, будет не слишком отличаться от таковой для HD 2000.

В тандеме с платой на чипсете 7-ой серии, процессоры Ivy Bridge могут выводить изображение на три независимых монитора, тогда как Sandy Bridge позволяет подключить только два дисплея.

Штатная частота графического ядра составляет 650 МГц, однако под нагрузкой она может динамически увеличиваться вплоть до 1100–1150 МГц, в зависимости от модели CPU.

Инструменты для разгона

Для любителей тюнинга системы, Intel приготовила некоторые полезные «плюшки». Так, у чипов с индексом «К» максимальный процессорный множитель увеличен до 63, тогда как у аналогичных моделей на Sandy Bridge он ограничен 59. Впрочем, подобные значения скорее интересны лишь для пользователей, владеющих искусством беспрерывного доливания жидкого азота в испарительный стакан. Для более щадящих условий разгона такие значения точно не пригодятся.

В ручном режиме ускорять можно и графический чип. Множитель для GPU также увеличен с 57 до 60. Более полезной на практике выглядит возможность увеличивать частоту памяти до 2666 МГц и выше, при этом шаг теперь может составлять 200 и 266 МГц (ранее только 266 МГц). Также отметим поддержку модулей с профилями XMP версии 1.3.

Что же касается возможности повышать частоту системной шины, то тут, увы, без изменений. BCLK без ущерба для стабильности системы можно варьировать в пределах +/- 7%. Никаких дополнительных множителей, аналогичных имеющимся на LGA2011, не появилось.

Совместимость

Процессоры Ivy Bridge без проблем будут работать на подавляющем большинстве плат с чипсетами 6-ой серии (H61/H67/P67/Z68). По крайней мере, технологических трудностей здесь никаких нет. Многое зависит от производителя материнской платы, который должен своевременно обеспечить прошивкой, позволяющей распознать 22-нанометровые CPU.

Конечно, в комплекте с Ivy Bridge рекомендует использовать на новых чипсетах , предлагая для такой связки ряд дополнительных функций. Наиболее весомая из них – родная поддержка USB 3.0. Опция, бесспорно, приятная, но, если вам удастся найти модель на чипсете 6-ой серии схожей функциональности, которая обойдется заметно дешевле, то это неплохая возможность сэкономить. Разве что в поисках самых выгодных вариантов стоит оставлять без внимания модели на Q65, Q67 и B65. Бывалый «корпоратив» в этот раз остался без поддержки прогрессивных CPU.

Модельный ряд

Традиционно, процессоры нового поколения будут появляться на рынке поэтапно. На момент анонса, производитель сразу представил девять четырехъядерных моделей, предназначенных для настольных систем.

Отличить чипы второго и третьего поколений довольно просто по нумерации модели. Core i5/i7 серии 2000 являются носителями архитектуры Sandy Bridge, а процессоры линейки 3000 являются представителями новой волны – устройства, выполненные по 22-нанометровой технологии и получившие кодовое имя Ivy Bridge. Как и прежде, важным отличием Core i7 от чипов Core i5 является поддержка технологии Hyper-Threading, а также больший объем кеш-памяти третьего уровня (8 МБ vs. 6 МБ).

Модель	Базовая частота	Режим Turbo	Ядра/потоки	Графика	Частота GPU	Кеш L3	TDP	Цена
Core i7-3770K	3,5 ГГц	до 3,9 ГГц	4/8	HD 4000	650/1150 МГц	8 МБ	77 Вт	$313
Core i7-3770	3,4 ГГц	до 3,9 ГГц	4/8	HD 4000	650/1150 МГц	8 МБ	77 Вт	$278
Core i5-3570K	3,4 ГГц	до 3,8 ГГц	4/4	HD 4000	650/1150 МГц	6 МБ	77 Вт	$212
Core i5-3550	3,3 ГГц	до 3,7 ГГц	4/4	HD 2500	650/1150 МГц	6 МБ	77 Вт	$194
Core i5-3450	3,1 ГГц	до 3,5 ГГц	4/4	HD 2500	650/1100 МГц	6 МБ	77 Вт	$174
Core i7-3770S	3,1 ГГц	до 3,9 ГГц	4/8	HD 4000	650/1150 МГц	8 МБ	65 Вт	$278
Core i7-3770T	2,5 ГГц	до 3,7 ГГц	4/8	HD 4000	650/1150 МГц	8 МБ	45 Вт	$278
Core i5-3550S	3,0 ГГц	до 3,7 ГГц	4/4	HD 2500	650/1150 МГц	6 МБ	65 Вт	$194
Core i5-3450S	2,8 ГГц	до 3,5 ГГц	4/4	HD 2500	650/1100 МГц	6 МБ	65 Вт	$174

Взглянув на основные технические характеристики, сразу можно отметить, что принципиальных изменений в отношении количества вычислительных ядер, объемов кеш-памяти и даже рабочих частот, фактически нет. Топовый четырехъядерник Core i7-3770K имеет номинальные 3,5 ГГц и даже при максимальном автоматическом разгоне не выходит за пределы 3,9 ГГц. В аналогичных частотных рамках работал и его предшественник – Core i7-2700K.

Что же сразу обращает на себя внимание в перечне основных ТТХ – изменившиеся значения TDP. Ранее для классических четырехъядерных чипов Core i5/i7 заявленный уровень энергопотребления укладывался в 95 Вт, теперь же это значение составляет всего 77 Вт. Разница составляет практически 20%.

Производительность CPU

Возможности Ivy Bridge мы изучали на примере Core i7-3770K , использовав для сравнения сопоставимый по цене Core i7-2600K . Частотная формула новинки – 3,5/3,9 ГГц, тогда как у модели на Sandy Bridge – 3,4/3,8 ГГц. К тому же у i7-3770K более активно работает Turbo Boost. Даже при максимальной нагрузке частота его вычислительных блоков повышается на 200 МГц от номинальной (до 3,7 ГГц), тогда как i7-2600К в таком же режиме ускоряется только на 100 МГц – до 3,5 ГГц. Фактически, условия заведомо неравноценны, но ведь это схожие по цене процессоры. Спустя год соотношение цена/производительность должна улучшаться – это нормально, это правильно. Впрочем, чтобы восстановить справедливость и, конечно же, удовлетворить собственное любопытство, мы также проверили возможности обоих процессоров, стабильно работающих на 4 ГГц, повысив множитель до 40 и отключив все технологии сохранения энергии. Результаты представлены на диаграммах.

Вычислительные тесты регистрируют преимущество i7-3770К над i7-2600К на уровне 6–12% при работе этих процессоров в штатных режимах и порядка 3–5,5% во время функционирования на одинаковой частоте и прочих равных условиях.

В тестовых играх лишь Hard Reset чутко отреагировал на более агрессивную работу i7-3770К, продемонстрировав почти 10% разницу в производительности, в остальных случаях преимущество Ivy Bridge были минимальным – 1,5–2%. К тому же в режимах с максимальным качеством графики, привычным для владельцев топовых видеокарт, разница и вовсе будет исчезающе малой.

Энергопотребление

Существенно сниженный TDP в новых процессорах, признаться, заинтриговал. 77 Вт для четырехъядерного процессора, обрабатывающего одновременно восемь потоков – достаточно смелая заявка на фоне 95 Вт для предшественника с фактически такими же тактовыми частотами, но выполненного по 32-нанометровой технологии.

Практические замеры расставляют все по своим местам. В режиме покоя энергопотребление систем с чипами разных поколений находится примерно на одном уровне. В этом случае фактически нечего уже улучшать – благодаря работе средств CPU работают на 1,6 ГГц и напряжения питания менее 1 В оба процессора по части энергоэффективности очень схожи. А вот под серьезной нагрузкой Core i7-3770К оказывается на 21–22 ватта экономичнее Core i7-2600К, причем, как в штатном режиме, в котором последний работает с меньшей тактовой частотой, так и после разгона обоих процессоров.

Разгон

Переход на более тонкий техпроцесс изготовления кристаллов, как правило, позволял расширить частотные горизонты процессоров. Помня об очень хорошем потенциале Sandy Bridge, наверняка многие искатели предельных мегагерц рассчитывали на беспроблемную работу Ivy Bridge на 5–5,5 ГГц. Однако, в случае с новыми 22-нанометровыми чипами ситуация с разгоном не столь однозначна.

Во время тестирования новинки, максимум, чего удалось достичь от рассматриваемого экземпляра Core i7-3770К – 4,8 ГГц. При этом, чтобы добиться стабильной работы CPU, напряжение питания понадобилось поднять с 1 В до 1,3 В. Для Ivy Bridge это скорее экспериментальный режим, слабо пригодный для использования в режиме 24/7. Дело в том, что новые CPU весьма чувствительны к повышению вольтажа, реагируя на это быстрым нагревом вычислительных ядер. При этом может возникать, на первый взгляд, парадоксальная ситуация, когда радиатор кулера еще едва теплый, а температура ядер уже повысилась до 80–90 градусов или даже выше. Использование качественной термопасты в данном случае не решает вопрос. Очевидно, сказываются уменьшенные физические размеры кристалла и быстро распределить и отвести тепло довольно сложно.

Однако еще раз сделаем акцент на то, что подобные вопросы возникают после значительного (25–30%) повышения напряжения питания. Например, уже при 1,2 В хороший воздушный кулер без проблем справляется с отводом тепла, однако в этом режиме процессор работал «лишь» на 4,6 ГГц. Чипы Sandy Bridge, как правило, на воздухе позволяют добиться немного лучших результатов (~4,8–4,9 ГГц).

А вот для экстремальных оверклокеров анонс Ivy Bridge – прекрасный повод наполнить сосуды Дьюара жидким азотом и вписать свои имена в мировые рейтинги. В условиях тотальной заморозки, когда рабочая температура кристалла ощутимо ниже нуля, 22-нанометровые чипы демонстрируют частотные чудеса. Самым удачливым и квалифицированным оверклокерам покоряются значения 6,5– 7 ГГц. Сейчас пошла волна обновления рекордов в классических тестовых приложениях, и Ivy Bridge являются обязательными компонентами самых производительных систем.

Вот, такая получается неоднозначная ситуация с разгоном новых CPU. С одной стороны – мировые рекорды с азотом, с другой – несколько худшие показатели, чем у Sandy Bridge с воздушными СО. Intel только начал использовать 22-нанометровый техпроцесс, и, вполне вероятно, что с новыми степпингами ядра улучшится и частотный потенциал процессоров в условиях охлаждения привычными кулерами.

Производительность GPU

Очевидно, что чем выше производительность и функциональность интегрированного GPU, тем шире круг потенциальных пользователей, для которых возможностей встроенного ядра будет вполне достаточно для работы и развлечений. Intel серьезно потратилась в плане количества транзисторов, пущенных на то, чтобы подтянуть быстродействие и функциональность своего решения. Посмотрим, не прошли ли даром труды разработчиков.

Реальные игры подтверждают убедительное превосходство HD Graphics 4000 над предшественником – HD Graphics 3000. Если даже опустить предельно позитивную реакцию синтетического теста, который на HD 4000 ускорился едва ли не вдвое, прирост производительности 45–65% в реальных играх можно считать очень достойным результатом, который виден даже невооруженным взглядом.

При этом отметим, что новое графическое ядро имеет не просто большую производительность, чем у HD 3000. В ряде случаев оно позволяет с достаточным уровнем комфорта играть в тех режимах, где предыдущий GPU уже явно не справлялся. Например, разница в ощущениях от игры со средними 27 и 40 кадрами/c принципиальна. В первом случае проседания производительности при сложных сценах наверняка будут ощутимы, а во втором такие ситуации если и возникнут, то лишь эпизодически.

Итоги

Очевидно, что при разработке процессоров Ivy Bridge , приоритетной задачей для Intel было дальнейшее улучшение энергоэффективности чипов. Переход на 22-нанометровый техпроцесс и трехмерную структуру транзисторов позволило добиться очень хороших результатов. Что касается вычислительной производительности, то по этому параметру вряд ли можно было предъявить претензии даже к предшественнику, однако компании, пусть и не столь значительно, но все же удалось улучшить свои чипы и по этому показателю (+5–10%).

Кроме того Intel серьезно увеличила быстродействие интегрированного видеоядра, при этом не только улучшив скоростные показатели, но и расширив их функциональность. В целом, Intel еще есть к чему стремиться на пути к совершенствованию своего GPU, но прогресс здесь очевиден. Конечно, речь о том, что подобные решения готовы стать частью серьезной игровой системы, еще не идет, но AMD и NVIDIA пора начинать волноваться о судьбе своих доступных дискретных видеокарт для ноутбуков.

Тех, кого возможности интегрированного видео не слишком волнуют, в случае с Ivy Bridge получат несколько более производительные и экономичные чипы по цене предшественников. Это тоже довольно убедительный аргумент в пользу 22-нанометровых чипов. К тому же новинки могут работать с платами на чипсетах 6-ой серии, не требуя модернизации платформы.

По заявлению производителя, распространение чипов Ivy Bridge будет заметно более интенсивным, чем это было в случае с Sandy Bridge. Конечно, здесь многое будет зависеть от рыночной ситуации, но Intel не заинтересована в том, чтобы затягивать с анонсом новых моделей, и намерена в максимально сжатые сроки расширить ассортимент 22-нанометровых CPU.

Владельцы старших моделей Core i5/i7 с архитектурой Sandy Bridge могут спокойно перевести дух. Эти процессоры еще более, чем актуальны, и менять их на новые особого резона нет. Для тех же, кто планировал обновить собственную систему, переходя с платформ предыдущих поколений, 22-нанометровые чипы Ivy Bridge станут отличным решением.

Если выбор стоит между процессорами Ivy Bridge и Sandy Bridge с разблокированными множителями, то здесь нужно определиться со своими приоритетами. На одной чаше весов – сниженный уровень TDP, поддержка PCI Express 3.0, возможность использовать очень быструю память и ряд мелких полезных улучшений, на другой – дополнительные 100–200 МГц тактовой частоты при максимальном разгоне с воздушным кулером. Каким бы ни было решение, оно будет вполне оправданным для каждого отдельно взятого случая.

Если же говорить о процессорах с заблокированным множителем, то здесь все достаточно прозрачно. По сравнению с Sandy Bridge чипы Core третьего поколения имеют расширенную функциональность, чуть большую производительность и будут гарантированно экономичнее предшественников. При равной стоимости моделей со схожими тактовыми частотами, выбор кажется достаточно очевидным.