Несмотря на лидирующие позиции на рынке процессоров с архитектурой х86 и в условиях, когда единственный конкурент не спешит предлагать решения с достойным уровнем быстродействия, компания Intel ни на мгновение не останавливается на достигнутом, а продолжает регулярно радовать компьютерное сообщество новинками.
При этом чипмейкер старается придерживаться стратегии «Тик-так», ставшей своеобразным кредо силиконового гиганта из Санта-Клары, где на каждый «тик» производство полупроводниковых кристаллов переводится на очередной более тонкий технологический процесс, а на «так» внедряется новый дизайн процессорных ядер.
Нынешний 2015 год выдался для Intel богатым на анонсы: в начале лета вендор представил 14-нм процессоры Broadwell-H, пришедшие на смену 22-нм Haswell. Это событие можно считать итерацией «тик», поскольку микроархитектура CPU не претерпела заметных изменений, но произошел переход на новый, более тонкий технологический процесс.
Впрочем, Broadwell-H в исполнении LGA1150 являются не преемниками Haswell, а, скорее, позиционируется как отдельные нишевые решения, для которых ценится сочетание высокого быстродействия графической подсистемы и небольшого энергопотребления.
Их жизненный цикл вряд ли будет долгим, поскольку уже в этом году Intel запускает производство целой продуктовой линейки Skylake, а прямо сегодня у нас с вами есть возможность познакомиться с флагманской моделью нового поколения — Core i7-6700K.
Intel Skylake. Платформа Sunrise Point
На данный момент публике представлены только две модели процессоров Intel Skylake: четырехъядерные Core i5-6600K и Core i7-6700K с разблокированными коэффициентами умножения, но начиная с 3-го кв. 2015 года производитель обещает насытить рынок разнообразными моделями, в том числе недорогими Core i3, Pentium и Celeron на базе новейшей микроархитектуры.
На самом деле полупроводниковые кристаллы Skylake, изготовленные с соблюдением 14-нм норм производства, получили столько изменений, что пришлось внедрять новый разъем LGA1151, естественно, не совместимый ни с одним из существующих сокетов.
Что характерно, чипмейкер пока не раскрывает подробностей об особенностях нового дизайна, но обещает поделиться информацией на форуме Intel Developers, который пройдет 18 августа 2015 года в Сан-Франциско. Впрочем, основные характеристики пары флагманских Skylake известны, они указаны в следующей таблице вместе со спецификациями Broadwell-H и старших Haswell.
| Процессор | Core i7-6700K | Core i5-6600K | Core i7-5775C | Core i5-5675C | Core i7-4790K | Core i5-4690K |
| Ядро | Skylake | Skylake | Broadwell-H | Broadwell-H | Haswell | Haswell |
| Разъем | LGA1151 | LGA1151 | LGA1150 | LGA1150 | LGA1150 | LGA1150 |
| Техпроцесс, нм | 14 | 14 | 14 | 14 | 22 | 22 |
| Число ядер (потоков) | 4 (8) | 4 | 4 (8) | 4 | 4 (8) | 4 |
| Номинальная частота, МГц | 4000 | 3500 | 3300 | 3100 | 4000 | 3500 |
| Частота Turbo boost, МГц | 4200 | 3900 | 3700 | 3600 | 4400 | 3900 |
| L1-кэш, Кбайт | 32 x 4 + 32 x 4 | 32 x 4 + 32 x 4 | 32 x 4 + 32 x 4 | 32 x 4 + 32 x 4 | 32 x 4 + 32 x 4 | 32 x 4 + 32 x 4 |
| L2-кэш, Кбайт | 256 x 4 | 256 x 4 | 256 x 4 | 256 x 4 | 256 x 4 | 256 x 4 |
| L3-кэш, Мбайт | 8 | 6 | 6 | 4 | 8 | 6 |
| L4-кэш, Мбайт | – | – | 128 | 128 | – | – |
| Графическое ядро | Intel HD Graphics 530 | Intel HD Graphics 530 | Iris Pro Graphics 6200 | Iris Pro Graphics 6200 | Intel HD Graphics 4600 | Intel HD Graphics 4600 |
| Частота графического ядра, МГц | 1150 | 1100 | 1150 | 1100 | 1250 | 1200 |
| Число унифицированных шейдерных процессоров | 24 | 24 | 48 | 48 | 20 | 20 |
| Поддерживаемый тип памяти | DDR3L-1600DDR4-2333 | DDR3L-1600DDR4-2333 | DDR3L-1600DDR3L-1333 | DDR3L-1600DDR3L-1333 | DDR3-1600DDR3-1333 | DDR3-1600DDR3-1333 |
| TDP, Вт | 91 | 91 | 65 | 65 | 88 | 88 |
| Рекомендованная стоимость, $ | 350 | 243 | 377 | 277 | 350 | 243 |
Что касается использования нового процессорного разъема LGA1151, то его можно объяснить очередным редизайном подсистемы питания. Да-да, интегрированный регулятор напряжения, которым оснащаются CPU Broadwell и Haswell, остался в прошлом, а его место занял классический VRM, расположенный на материнской плате. Очевидно, размещение преобразователя питания внутри полупроводникового кристалла показало свою невысокую эффективность, во всяком случае, такой «возврат к истокам» должны положительно оценить любители оверклокинга со стажем. Второй ключевой момент — долгожданное внедрение поддержки ОЗУ стандарта DDR4, эффективные тактовые частоты которой стартуют с 2133 МГц, но с сохранением обратной совместимости с модулями оперативной памяти DDR3L-1600. Впрочем, как показало недавнее тестирование Core i5-5675C процессоры Broadwell-H успешно функционируют c «планками» ОЗУ, напряжение питания которых составляет 1,5 В и выше, в том числе с оверклокерскими комплектами, рассчитанными для работы на повышенных частотах. Будем надеяться, что Skylake окажется не менее дружелюбным в плане работы с модулями ОЗУ.Если говорить о различиях между Core i5-6600K и Core i7-6700K, то младшая модель не поддерживает технологию Hyper-Threading и функционирует на меньших частотах, а размер кэша L3 уменьшен на 25%. В отличие от Broadwell-H новинки лишены кэша L4, и, судя по всему, оснащаются менее мощным графическим ядром Intel HD Graphics 530, которое насчитывает 24 исполнительных модулей. Впрочем, есть сведения, что мобильные версии Skylake могут иметь в составе видеоподсистемы до 72 исполнительных блоков. К слову, на фоне уменьшения детализации технологического процесса для новейших процессоров определен тепловой пакет 91 Вт, это даже больше, чем у старших 22-нм Haswell, и сейчас сложно дать этому факту разумное объяснение. Что касается уровня быстродействия, то совокупность улучшений должна обеспечивать не менее 10% прироста относительно моделей предыдущего поколения.Как уже было сказано, процессоры Skylake предназначены для работы в составе новой платформы, известной под кодовым именем Sunrise Point, основой для которой служат чипсеты Intel 100-й серии. На сегодняшний день производителем представлена флагманская модель системной логики Intel Z170, но уже в скором времени должны появиться «материнки» на базе чипсетов H110, B150, H170, Q150 и Q170. Платформа Sunrise Point имеет одночиповую компоновку, в которой микросхема системной логики играет роль «южного моста», отвечая за реализацию возможностей расширения, тогда как контроллеры ОЗУ и шины PCI Express 3.0 находятся в составе центрального процессора. Последний обеспечивает работу 16 линий, которые могут разделяться по схемам «x16+х0+х0, «х8+x8+х0» или «х8+x4+x4», тем самым обеспечивая работу технологий AMD CrossFireX и NVIDIA SLI.
Если вспомнить про флагманский чипсет Intel Z97 для платформы LGA1150, то в сравнении с ним спецификации Intel Z170 выглядят следующим образом:
| Модель | Intel Z170 | Intel Z97 |
| Поддержка процессоров серии K | + | + |
| Поддержка CrossFireX/SLI | + | + |
| Конфигурация PCI-Express 3.0 | x168+x88+x4+x4 | x168+x88+x4+x4 |
| Количество линий PCI-Express | 20 (максимум) | 8 |
| Версия PCI Express | 3.0 | 2.0 |
| Поддержка PCI | – | – |
| Порты USB | 10х USB3.0 (максимум)14x USB2.0 | 6х USB3.010x USB2.0 |
| Serial ATA | 6x SATA 6Gb/s | 6x SATA 6Gb/s |
| SATA Express | + | + |
| AHCI | + | + |
| RAID 0/1/5/10 | + | + |
| Smart Response | + | + |
Несложно заметить, что системная логика Intel Z170 так же как и ее предшественница позволяет строить конфигурации AMD CrossFireX и NVIDIA SLI и поддерживает аналогичное количество портов SATA 6 ГБ/с, но предлагает до 20 линий PCI Express, причем, версии 3.0, тогда как Intel Z97 оснащена всего восемью каналами PCI Express 2.0. Кроме того, до 10 увеличено максимальное количество интерфейсов USB 3.0. Здесь следует понимать, что, очевидно, новый чипсет поддерживает технологию Flexible IO, впервые появившуюся в системной логике Intel 9-го поколения, которая позволяет увеличивать количество портов одного типа за счет сокращения числа других интерфейсов, так что производители материнских плат получат некую гибкость в реализации возможностей расширения. Но одним из главных преимуществ платформы Sunrise Point, которое наверняка придется по вкусу любителям разгона, является возможность плавного изменения базовой частоты, тогда как Intel Z97 позволял повысить BCLK со штатных 100 до 125, 167 или 250 МГц. Правда, пока не понятно, будет ли работать данная функция для Skylake без литеры «К» в наименовании модели, а также будут ли остальные чипсеты Intel 100-й серии поддерживать такую возможность.Что касается нового процессорного разъема LGA1151, то внешне он ничем не отличается от сокетов LGA1155 и LGA1150, используется такое же отработанное годами конструктивное исполнение, и, что самое главное, не поменялись требования к системе охлаждения, поэтому, для отвода тепла от Skylake можно использовать кулеры, рассчитанные на крепление с расстоянием между отверстиями 75 мм.
Очевидно, что в новый разъем не удастся установить процессоры Intel Ivy Bridge или Haswell, как не выйдет эксплуатировать новейшие Skylake на системных платах с разъемами LGA1150 или LGA1155. Так что, в случае приобретения CPU в исполнении LGA1151 обязательно придется покупать новую системную плату, и в этом, пожалуй, заключается один из немногих негативных моментов новейшей платформы.
Intel Core i7-6700K
Предоставленный на тесты процессор Intel Core i7-6700K, как водится, оказался инженерным экземпляром, так что с его помощью оценить комплект поставки розничных образцов не получится.
Внешне отличить Skylake от Haswell, а тем более Broadwell-H, сможет только очень опытный глаз: у всех трех устройств полупроводниковый кристалл закрывает металлическая крышка, которая кроме защитных функций играет роль теплораспределителя, однако, новинка выделяется расположением вырезов в текстолитовой подложке, служащих для правильной ориентации процессоров в разъеме.
Слева направо: Core i7-6700K, Core i5-5675C и Core i7-4790K
С обратной стороны CPU отличаются количеством и расположением вспомогательных навесных компонентов, а также иной конфигурацией контактных площадок.
Слева направо: Core i7-6700K, Core i5-5675C, Core i7-4790K
Диагностические утилиты очень точно определяют спецификации новейшего Intel Core i7-6700K. В его составе трудятся четыре вычислительных ядра, но, благодаря работе Hyper Threading процессор способен обрабатывать одновременно восемь потоков вычисления. Каждое из ядер оснащено по 32 КБ кэша L1 для инструкций и данных, а также массивом кэш-памяти второго уровня объемом 256 КБ. Кроме того, старший Skylake оснащен массивом кэша L3, размер которого составляет 8 МБ при 16-канальной ассоциативности. Что касается набора SIMD-инструкций, то здесь никаких отличий от Intel Haswell и Broadwell-H не наблюдается: процессор поддерживает инструкции SSE4.1, SSE4.2, AVX, AVX2.0, FMA3, а также ускорение шифрования AES. В штатном режиме тактовая частота Core i7-6700K составляет 4000 МГц при напряжении 1,187 В, но за счет технологии Intel Turbo Boost при запуске приложений, не оптимизированных для многопоточного вычисления, процессор автоматически разгоняется до 4200 МГц с одновременным повышением Vcore до 1,231 В. Что касается Uncore-части и кэш-памяти 3-го уровня, то они функционируют в режиме 4000 МГц и могут тактоваться асинхронно с вычислительными ядрами. Следует заметить, что напряжения питания достаточно высоки как для 14-нм чипа, так что TDP 91 Вт удивления не вызывает. Зато, в моменты простоя функции энергосбережения сбрасывают частоту и напряжение на центральном процессоре до 800 МГц и 0,8 В соответственно.
Видеоподсистема Core i7-6700K состоит из графического ускорителя Intel HD Graphics 530, который, судя по мнению популярной диагностической утилиты GPU-Z 0.8.5, содержит 48 EU (Executive Units – исполнительных устройств). Впрочем, реальное количество EU равняется 24, что ровно на 20% больше, чем у процессоров Haswell, и они относятся к 9-му поколению Intel HD Graphics. Помимо увеличения вычислительной мощности улучшения коснулись блока Intel Quick Sync, который теперь на аппаратном уровне поддерживает не только декодирование, но и кодирование видеопотоков HVEC и VP-9. Графический акселератор под нагрузкой функционирует на частоте 1150 МГц, которая в 2D-режиме снижается до 350 МГц. Встроенная видеокарта поддерживает API DirectX 11.2, ускорение неграфических вычислений OpenCL и обеспечивает вывод изображения в разрешении до 4К на три независимых цифровых выхода.
Что касается оверклокинга, то процессоры Skylake предлагают два способа для разгона: увеличением базовой частоты или поднятием коэффициента умножения. Поскольку Core i7-6700K имеет незаблокированный множитель, был выбран второй способ, который впоследствии дал очень хорошие результаты. При использовании мощного воздушного кулера тестовый экземпляр заработал на частоте 4700 МГц, для обеспечения стабильности на которой Vcore было поднято до 1,35 В. В таком режиме наш Skylake проходил длительный стресс-тест в программе LinX 0.6.5, а температура самого горячего ядра хоть и достигла 97° С, но не вызвала активацию режима пропуска тактов. Тем временим кэш L3 работал в режиме 4500 МГц, а модули памяти функционировали на частоте 3100 МГц с таймингами 15-16-16-31-1Т при напряжении 1,4 В.
Конечно, судить о разгонном потенциале всех процессоров Skylake по результатам тестирования инженерного образца Core i7-6700K нельзя, тем не менее, частотный потенциал, который продемонстрировал новичок, недвусмысленно намекает, что производитель повысил эффективность термоинтерфейса между полупроводниковым кристаллом и крышкой теплораспределителя. Будем надеяться, что проблемы с перегревом, присущие процессорам Intel Ivy Bridge и Haswell остались в далеком прошлом. Вот на такой позитивной ноте предлагаю перейти к изучению тестовых стендов, после чего мы с вами сравним уровень быстродействия Skylake с представителем предыдущего поколения, а также оценим прирост от разгона.Тестовый стендДля измерения быстродействия и оценки частотного потенциала центрального процессора Intel Core i7-6700K был собран тестовый стенд следующей конфигурации:
- операционная система: Windows 8.1 64 bit;
- драйвер чипсета: Intel Management Engine 11.0.0.1141, Intel INF Update Utility 10.1.1.7;
Intel Core 11th Gen (Rocket Lake-S): обзор. Оцениваем архитектуру Cypress Cove на примере Core i9-11900T, i7-11700К, i5-11600КF, i5-11400F
Релиз процессоров Intel Core 11th Gen aka Rocket Lake-S получился максимально нетипичным. Очень-очень многие сведения утекли в Сети за месяцы до их появления в официальной продаже, что в общем-то не редкость.
Но количество этих утечек на редкость велико, поскольку некоторые модели даже в продаже появились за несколько недель до положенного срока. Важно отметить, что это были не дремучие инженерники, а розничные образцы.
Не просто аналогичные по характеристикам, а конкретно такие, какие с сегодняшнего для поступили уже в официальную продажу. Купив образцы, «железячные» ресурсы не были связаны по рукам условиями о неразглашении, и опубликовали полноценные обзоры заранее.
Падкие на инфоповод новостники растиражировали их по Сети, конечно же предупредив, что окончательные выводы делать рано, но выглядели Rocket Lake-S в тех тестах слишком по-разному. Преимущественно не очень сладко.
Производительность процессоров зависима от версии микрокода BIOS, а за последние два месяца вышло по меньшей мере 16 версий BIOS, сказывающихся на количестве «попугаев» в бенчмарках на процентик-другой.
Странное позиционирование некоторых моделей, выход из «гонки ядер» и даже деградация в этом плане, с техпроцессом откровенно говоря снова кинули (заруинив заголовок обзора Core i9-10900K), да ещё и много утечек с демонстрацией прихрамывающей производительности – эти факторы создали вокруг Core 11th Gen негативный фон. Но по справедливости ли?
Несмотря на вышесказанное, Core 11-го поколения в кои-то веки действительно можно назвать шагом вперёд, при чём сразу по нескольким пунктам. Во-первых, наконец архитектура x86-ядер Skylake, используемая 5 поколений процессоров с 2015 года, ушла на заслуженный покой, уступив место Cypress Cove.
Отполированная аки голубой топаз Skylake изначально не рассчитывалась под много ядер и частоты работы за 5-гигагерцовым барьером, что вылилось в неоптимальное соотношение потребление/производительность. Справедливости ради, не топовые Core 10 выглядели очень даже.
Во-вторых, так кстати к буму майнинга подоспело новое интегрированное видеоядро, не претерпевавшее изменений с 2017. А по-хорошему с 2014, ведь между UHD Graphics 630 и 530 разницы почти нет. В-третьих, с запозданием, но появилась поддержка интерфейса PCI-Express 4.0.
Кроме того, они могут похвастаться поддержкой инструкций AVX-512 и ряда других, обновленным контроллером памяти DDR4-3200. И всё это великолепие работает с нынешними платами на чипсетах 400-ой серии! Intel-Style прямо не узнаётся.
Этот материал посвящен не какому-то одному Intel Core 11th Gen, а сразу четырём моделям: наверняка популярному Core i7-11700К (8 ядер/16 потоков, 3,6-5 ГГц, $400); не менее популярному Core i5-11600КF с деактивированным видеоядром (6/12, 3,9-4,9 ГГц, $237); Core i5-11400F (6/12, 2,6-4,4 ГГц, $157), прямой предшественник которого на мой взгляд был лучшим «камнем» предыдущего поколения, а также энергоэффективному Core i9-11900T (8/16, 1,5-4,9 ГГц, $440).
Наливайте чаю, да побольше, поскольку до тестов ещё предстоит разбор архитектуры, нового видеоядра, чипсета Intel Z590 и прочего. Кому подобная полемика не интересна – на 4 страницу обзора.
Архитектура Cypress Cove, графика Xe
5 лет и 5 поколений процессоров Intel полировала архитектуру Skylake, пришедшую ещё Core 6th Gen. Skylake в отношении CPU Intel стала практически константой, наряду с 14-нм техпроцессом и неизменным видеоядром.
Заложенная в бородатом 2006 стратегия «тик-так», предполагающая на «тик» переход на новый техпроцесс, а на «так» новую архитектуру, к 2016 номинально преобразилась в «тик-так-так» (техпроцесс, архитектура, оптимизация).
Номинально – слово подходящее, поскольку после этого кроме «так-ов», подразумевающих оптимизацию, ничего не происходило.
Между тем, в 2019 было объявлено о возвращении к изначальной двухшаговой стратегии. Было объявлено, ну и на этом всё, поскольку будущие планы чипмейкера ну никак в это не вписываются.
Core 11-го поколения получили новую архитектуру, и, казалось бы, Core 12th Gen будут на новом, пресловутом 10-нм техпроцессе. Да, 10-нм таки будут, однако и архитектура будет новая, при чём в корне иная с поддержкой DDR5 и гибридной топологией.
Что самое удивительное, их чипмейкер планирует выпустить через полгода.
Говоря о делах техпроцессных, Core 11th Gen базируются на старом добром избитом 14-нм техпроцессе, который получил уже такое количество оптимизаций, что можно в плюсах запутаться. На этот раз чипмейкер не упоминает о каких-то минорных улучшениях. Скорее всего, они банально отсутствуют.
Непосредственно про архитектуру Cypress Cove Intel рассказывает преступно мало, ограничиваясь формулировкой +19% показателя IPC (инструкций за такт) относительно Skylake. Какое удивительно точное совпадение! Ровно столько же AMD обещала при переходе с Zen 2 на Zen 3.
Но Cypress Cove нельзя в полной мере назвать новой архитектурой. По сути, это Sunny Cove, испробованная на 10-нм мобильных процессорах Ice Lake 2019. Поскольку они базируются на разных техпроцессах и есть незначительные конструктивные изменения, Intel назвала её Cypress Cove. Но в целом Cypress Cove = Sunny Cove.
Прежде всего инженеры поработали над улучшением параллелизма инструкций. Применяется 5-wide конвейер с внеочередным выполнением против 4-wide ранее. Во-вторых, количество станций Unified Reservation Stations было увеличено с 3 до 4.
Также для закрытия уязвимости Spectre для AGU (Address Generation Unit) теперь выделяется 4 порта – по паре на каждый блок чтения и записи. Была переработана точность предсказания ветвлений, чем закрылась ещё одна уязвимость Skylake.
Для вычислений VEC и INT добавились дополнительные вычислительные блоки.
Весомо преобразилась иерархия кэшей. Кэш данных L1 увеличился вполовину с 32 КБ до 48 КБ на ядро. Кэш L2 увеличился сразу вдвое – до 512 КБ на ядро. Увеличился кэш больших таблиц адресов (TLB) и микроопераций (µOP). А вот кэш-память третьего уровня изменений не претерпела – по 2 МБ на ядро. Этими мерами Intel b добилась улучшения местного «КПД» на 19%.
Intel Core 11th Gen должны намного лучше себя показывать в алгоритмах шифрования и дешифровки за счет новых команд ISA, а именно Vector-AES и SHA-NI. Также появилась поддержка инструкций AVX512, ускорения DL Boost, с которым обещается в 2,5 раза большая производительность в ИИ-приложениях. Всё это впервые в сегменте десктопных процессоров.
Архитектура Sunny Cove может похвастаться поддержкой просто огромного количества оперативной памяти – до 4 ТБ на сокет. Этого удалось добиться за счет увеличения линейного адресного пространства до 57 бит и физического пространства до 52 бит. Однако, по-прежнему десктопные процессоры ограничены поддержкой 128 ГБ ОЗУ.
Наконец, появилась поддержка интерфейса PCI-Express 4.0. Все модели процессоров получили по 20 линий PCI-E 4.0, из которых 16 зарезервированы под основной слот PCI-E для видеокарты, оставшиеся – для M.
2-накопителя. Как и на актуальной платформе AMD, полноценно можно подключить лишь один накопитель. Что любопытно, Intel заявляет, что их реализация лучше, и накопители PCI-E 4.0 работают до 11% быстрее.
Отдельно стоит выделить новое видеоядро Xe-LP, представленное в двух вариантах: UHD Graphics 730 c 24 вычислительными блоками (EU), которым пока оснащаются только два самых младших i5, и UHD Graphics 750 для всех остальных моделей c 32 EU-блоками.
Старшая версия работает при частоте 350-1300 МГц. По заявлениям Intel, UHD 750 на 50% производительнее предшествующего решения. Тесты это подтверждают, но всё же на какой-то приемлемый фреймрейт в играх рассчитывать не стоит.
Производительность на уровне самых слабых дискретных видеокарт вроде NVIDIA GeForce GT 1030.
Что касается физического исполнения, уже есть возможность взглянуть на Rocket Lake-S неглиже. Непонятно, все ли i5-i9 базируются на одинаковом кристалле, но все представители серий Core i7 и Core i9 под крышкой идентичны.
Несмотря на неизменный техпроцесс и даже отсечение двух ядер у старших моделей, площадь ядра только выросла. 8-ядерный кристалл Core i7-11700K имеет площадь ~260-270 мм2, что на 28% больше, чем 10-ядерник Core i9-10900K (206 мм2).
Весомую часть транзисторного бюджета «отъела» встроенная графика, а также дополнительная аппаратные блоки, кэш-память, 4 дополнительные линии PCI-E.
Увеличенная площадь теоретически снизит плотность теплового потока и обеспечит чуть-чуть лучшие температуры работы. В завершение не лишним будет упомянуть, что между крышкой и кристаллом благородный припой.
Модельный ряд
Процессоры Intel Core 12-го поколения. Обзор архитектуры Intel Alder Lake
Приветствую тебя дорогой читатель. Свершилось, Intel выпустила новейшие процессоры 12-го поколения и стала отгружать их своим партнерам. Мы стали одними из первых, кто предоставляет возможности для сборки игровых компьютеров и рабочих станций на основе процессоров Intel Core i9 и Intel Core i7 двенадцатого поколения и материнских плат с чипсетами B660 и Z660.
В серии обзоров мы с вами рассмотрим архитектуру процессоров и ее возможности. Уделим внимание материнским платам, оперативной памяти и SSD накопителям, обеспечивающим высокую производительность в играх и профессиональных приложениях.
Архитектура Alder Lake
Новое поколение процессоров Intel мы ждали давно, возможности предоставляемые процессорами нового поколения, давно ожидаемы потребителями и производителями компьютерного оборудования. Важной задачей, которую решали разработчики, является повышение энергоэффективности процессоров. Это особенно важно в решениях для мобильных компьютеров и для компьютеров в корпусах типа SFF или UCFF.
Для реализации оптимального решения, инженеры в Intel объединили два типа ядер в одном чипе.
Рис. 1. Общая схема процессора на архитектуре Alder Lake
Новая архитектура предоставляет до 8 производительных ядер и до 8 эффективных ядер. Intel назвала производительные ядра P-cores, а эффективные E-cores. Каждое производительное ядро поддерживает технологию Intel Hyper Threading. Итоговое количество потоков, является суммой потоков P-cores и E-cores.
Задачи, которые требовательны к производительности, в первую очередь будут выполняться на P-cores, а когда компьютер используется не активно, или задачи нетребовательны к производительности CPU, будут использованы ядра E-cores.Также, задачи приложения работающего на фоне, будут перенесены переведены на энергоэффективные E-cores.
По сравнению с ядрами архитектуры “Skylake”, P-cores на основе микроархитектуры “Golden Cove” обеспечивают значительное увеличение IPC на 28%. На микроархитектуре “Skylake” работают пять поколений процессоров Core (с 6-го по 10-е). Ядра “Golden Cove” дают впечатляющий прирост на 19% в сравнении с ядрами “Cypress Cove” 11-го поколения, архитектуры “Rocket Lake”.
Энергоэффективные E-cores на основе микроархитектуры “Gracemont” при правильной частоте и мощности могут соответствовать производительности ядер на основе архитектуры “Skylake”, занимая при этом четверть площади кристалла и долю мощности P-cores.
Именно благодаря комбинации этих двух факторов, Intel подкралась к 16-ядерному процессору Ryzen 9 5950X на основе архитектуры “Zen 3” в своих маркетинговых материалах. Intel Thread Director — это встроенное промежуточное программное обеспечение, которое работает на низком уровне с операционной системой, чтобы обеспечить распределение рабочей нагрузки между ядрами процессора нужного типа.
Процессоры на архитектуре Alder Lake используют кэш L3 на основе Intel Smart Cache объемом до 30 Мб. Объем кэша L2 в зависимости от модели процессора доходит до 14 Мб.
Кэш L3 большого объема, очень важен для ускорения вычислений и хранения данных поступающих из оперативной памяти в процессор.
В играх, это важно для задач выполняемых на CPU, например, вычислений трансформаций или обработки геометрии и последовательных алгоритмов, а также для модулей/компонентов активно использующих CPU.
Также, больший объем данных будет передан GPU для визуализации и вывода изображения на дисплей.Все процессоры Intel Core 12-го поколения для настольных компьютеров (серия Alder Lake-S) используют сокет LGA1700.
Рис. 2. Сокет LGA1700 на материнской плате
Инженеры специально разработали новый сокет для реализации всех ожидаемых возможностей в новом поколении процессоров. Сокет приобрел прямоугольную форму и больше контактов.
Но стоит обратить внимание на тот факт, что переход на новый сокет потребует смены материнской платы.Практически все производители материнских плат пополнили линейки своих продуктов материнскими платами с сокетом LGA1700.
Наши специалисты помогу вам подобрать оптимальную модель материнской платы для выбранного вами процессора и других компонентов системы.
Самым важным нововведением архитектуры Alder Lake является поддержка двух стандартов PCI-Express. Новые процессоры Intel поддерживают как PCI-Express 4.0, так и PCI-Express 5.0. Реализация двух стандартов PCI-Express “поражает двух зайцев сразу”. Можно использовать комплектующие основанные как на стандарте 4.0, так и комплектующие на основе стандарта 5.0.
Шина PCI-Express 4.0 предоставляет пропускную способность в 16 GT/s, что в два раза выше чем у PCI-Express 3.0. Шина PCI-Express 5.0 уже обеспечивает пропускную способность в 32 GT/s, что обеспечивает скорость в 63 GB/s в каждом из направлений в конфигурации шины с 16 линиями.
Применение шины PCI-Express 5.0 дает возможность плавно перейти на будущие модели графических ускорителей и систем хранения данных, а также специализированных комплектующих, например плат захвата видео или звуковые карты.
Процессоры Intel Core 12-го поколения как и их предшественники, позволяют установить до 128 Гб оперативной памяти без поддержки коррекции ошибок. Но новое поколение прцоессоров предоставляет поддержку памяти стандартов DDR4 и DDR5. Память работает в двуканальном режиме, и поддерживает память стандартов DDR4-3200 и DDR5-4800.
Важно помнить, что оба типа памяти не могут сосуществовать на одной материнской плате, поэтому заранее планируйте выбор оперативной памяти перед покупкой компьютера на базе новых процессоров Core.
По умолчанию, память использует стандартное напряжение в 1.2 Вольта.
Новое поколение процессоров предоставляет поддержку основных наборов инструкций процессоров Intel, а также предоставляет ряд новых возможностей и исключение ряда устаревших технологий.
Скорость обмена данными между ядрами доходит до 1 TB/s.
Технология Intel Thread Director (Scalable Hybrid Arch Scheduling) помогает планировщику потоков операционной системы более эффективно распределять нагрузку меж гетерогенных ядер CPU.
Применение этой новой возможности требует поддержки от операционных систем. О чем вы сможете узнать из технической документации к ним. Напирмер, Windows 11 от Microsoft, поддерживает технологию Intel Thread Director.
Поддерживаемые наборы инструкций
Новые процессоры линейки Intel Core поддерживают все основные наборы инструкций, используемые в современных процессорах, а также специально разработанные Intel для своих решений, которые могут поддерживаться определенными приложениями и возможностями операционных систем.
Процессоры с интегрированной графикой Intel UHD 770/730 Graphics, поддерживают API Microsoft DirectX 12 (Direct3D 2015, Direct3D 12, Direct3D 11.2, Direct3D 11.1, Direct3D 9, Direct3D 10, Direct2D), OpenGL 4.5 и OpenCL 2.1, OpenCL 2.0, OpenCL 1.2.
Архитектура 12-го поколения обеспечивает аппаратное ускорение конвейера рендеринга в DirectX 12, состоящего из следующих этапов: выборка вершин, вершинные шейдеры, шейдеры оболочки, тесселяция, доменный шейдер, геометрический шейдер, растеризатор, пиксельный шейдер и вывод пикселей.
Графические сопроцессоры Intel обладают базовой поддержкой всех ключевых API и хорошо себя демонстрируют в работе с офисными приложениями и не требовательными к интенсивным графическим вычислениям задачами.
Устаревшие и исключенные технологии
Процессоры на архитектуре Alder Lake больше не поддерживают ряд технологий. Это может вызвать трудности в работе ряда приложений и инструментов.
- Intel Memory Protection Extensions (Intel MPX)
- Branch Monitoring Counters
- Hardware Lock Elision (HLE), part of Intel TSX-NI
- Intel Software Guard Extensions (Intel SGX)
- Intel TSX-NI
- Power Aware Interrupt Routing (PAIR)
С технологией шифрования Intel Software Guard Extensions (Intel SGX) уже известны случаи, когда пользователи не могли воспроизвести Blu-Ray диски из-за технологий шифрования данных, использующей Intel SGX.
Процессоры нового поколения, c высокопроизводительной гибридной архитектурой Intel, не поддерживают набор инструкций Intel Advanced Vector Extensions 512 Bit.
Результаты первых тестов
В качестве примера мы взяли результаты тестов в наборе тестов Geekbench 5. Этот популярный набор тестов позволяет хорошо оценить производительность процессора в различных нагрузках.
Для сравнения были выбраны процессор Intel Core i9-12900 (8 E-cores/8 P-cores (16 threads (24 threads total)) и процессор Intel Core i7-12700 (4 E-cores/8 P-cores (16 threads (20 threads total)).
Оба тестовых стенда были созданы с использованием материнских плат GIGABYTE и 32 Гб оперативной памяти DDR4-3200.
Оба процессора практически идентичны по характеристикам, за тем исключением, что у процессора Intel Core i7-12700 меньше энергоэффективных ядер (E-cores).
Знакомство с результатами тестов, мы начнем с однопоточных тестов Geekbench. Они показывают производительность одного ядра процессора.
Рис. 3. Результаты тестов Geekbench 5 Single-Core
В однопоточных алгоритмах, процессоры 12-го поколения показывают очень близкие друг к другу результаты. Процессор Intel Core i7-12700 незначительно уступил своему старшему собрату, но в криптографическом тесте Crypto показал немного лучший результат.
В многопоточных вычислениях картина иная, и различие в 4 дополнительных энергоэффективных ядрах уже заметно отчетливей.
Рис. 4. Результаты тестов Geekbench 5 Multi-Core
В многопоточных вычислениях различия в большем количестве потоков и повышенная частота, положительно сказываются на производительности. В данном наборе тестов, также удивил криптографический тест, так как он показал стабильно в два раза меньшую производительность процессора Intel Core i7-12700 в сравнении со старшей моделью процессора.
В целочисленных операциях и операциях с плавающей запятой, лидером является процессор Intel Core i9-12900.
Тесты наглядно показывают производительность CPU нового поколения. Отдельным условием может служить выбор материнской платы, ее конфигурация и выбор поддерживаемых функций. Что также дает возможности для широких экспериментов с различными типами ядер и поиском оптимизаций.
Итоги
Новое поколение процессоров Intel дает возможности для создания комплексных систем с поддержкой всех современных комплектующих, опирающихся и созданных с применением последних редакций стандартов и спецификаций.
Поддержка пока еще редкой памяти DDR5 дает потенциал для обновления комплектующих в будущем, когда данный тип памяти станет доступнее и получит широкое распространение на рынке. Поддержка шины PCI-Express 5.
0 предоставляет возможности для перехода на GPU следующего поколения и высокой производительности в вычислениях, интерактивных приложениях и играх.
Процессоры Intel Core 12-го поколения предоставляют пользователям возможность использовать гетерогенные вычисления и распределять задачи с различными нагрузками между ядрами разных типов.
Энергоэффективность важна не только в мобильных компьютерах и ноутбуках, но также и в высокопроизводительных настольных компьютерах, когда параллельно выполняется несколько разнотипных нагрузок, которые могут выполняться как на всех ядрах/потоках, так и могут быть распределены между энергоэффективными и производительными ядрами.
Мои коллеги уже разработали несколько систем на базе Core i7 и Core i9 12-го поколения и материнских плат на новейших чипсетах Intel Z690. Обзоры этих систем и результаты тестов, вы увидите в моих будущих статьях.
Загрузка...
