Линейка мобильных процессоров Intel Haswell. Intel Haswell - обзор платформы

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Давайте рассмотрим эту архитектуру повнимательнее, начиная с CPU.

Шире, больше, быстрее.

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

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

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

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

GPU Haswell усиливает давление на Nvidia, AMD.

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

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

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

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

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

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

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

Интеграция

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

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

Энергоэффективная память и новый сокет

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

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

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

Заключение

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

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

ВведениеТак уж повелось, что каждый год компания Intel обновляет микроархитектуру своих процессоров, нацеленных на использование в общеупотребительных персональных компьютерах. Этот график стал уже настолько привычен, что воспринимается как что-то само собой разумеющееся. Sandy Bridge были выпущены в начале 2011 года, Ivу Bridge появились в апреле 2012, а актуальные на данный момент Haswell были представлены 4 июня прошлого года. Учитывая сложившийся распорядок, рынок уже вовсю ожидает процессоры нового поколения – Broadwell. Однако с ними всё сложилось не слишком удачно. Внедрение нового 14-нм техпроцесса, который Intel должна использовать для производства Broadwell, натолкнулось на сложности производственного характера. Поэтому изначальный план, предполагавший появление нового поколения процессорного дизайна в середине этого года, пришлось пересмотреть. Согласно имеющимся актуальным данным, анонс мобильных энергоэффективных вариантов Broadwell произойдёт накануне Нового года, а основанные на этом дизайне процессоры для массовых настольных и мобильных компьютеров станут доступны лишь в следующем году.

В сложившейся ситуации Intel решила как-то скрасить незапланированное затянувшееся ожидание новинок и придумала акцию, получившую кодовое название Haswell Refresh. Её суть заключается в том, что вместо выхода новых процессоров Broadwell компания предлагает усовершенствованные модели старых, производительность которых улучшена не новой микроархитектурой, а увеличенными тактовыми частотами. Официальный анонс CPU, входящих во множество Haswell Refresh, был назначен на 11 мая, и он уже состоялся. В интеловском прайс-листе появилось 42 новые позиции, 24 из которых нацеливаются на настольные системы различных классов. В этом обзоре мы познакомимся с теми из обновлённых Haswell, которые предназначаются для ординарных десктопов и относятся к семействам Core i7, Core i5 и Core i3.

Подробнее о Haswell Refresh для десктопов

Итак, говоря о Haswell Refresh, Intel фактически имеет в виду простое повышение частот своих LGA 1150 процессоров семейства Haswell. В выходе таких обновлённых продуктов нет ничего необычного – компания постепенно повышала частоты своих процессоров между анонсами новых микроархитектур и раньше, просто до этого такие события были разрознены, и им не уделялось столько внимания. Отличительная же особенность Haswell Refresh в том, что рост частот происходит не у отдельных моделей, а у всей линейки целиком, снизу доверху.

Причём, столько внимания Haswell Refresh уделяется не из-за их какой-то новизны или заметного увеличения производительности. Вся шумиха – искусственна, её специально генерирует сама Intel, пытаясь создать впечатление непрекращающихся инноваций даже несмотря на перенос анонса Broadwell на более поздний срок. Другими словами, выход Haswell Refresh – вполне ординарное обновление, а свежие процессоры отличаются от старых, присутствующих на рынке уже почти год Haswell, только возросшей на смешные 100 МГц частотой. То есть, речь идёт о незначительном приросте в производительности, составляющем порядка 2-3 процентов, и не более того.

К счастью, за этот небольшой прирост быстродействия покупатели не должны ничего платить. Новые процессоры Haswell Refresh заняли старые позиции в прайс-листе, вытеснив оттуда Haswell образца прошлого года. Если говорить конкретно о предложениях для настольных компьютеров, то происходящая замена выглядит следующим образом:

Необходимо подчеркнуть, что рост тактовой частоты происходит в рамках установленных ранее тепловых пакетов: 84 Вт для Core i7 и Core i5 и 54 Вт – для Core i3. Однако при этом в основе Haswell Refresh остаются точно такие же полупроводниковые кристаллы, как и использовались ранее. Улучшение частотного потенциала обеспечивается исключительно совершенствованием интеловского 22-нм технологического процесса, ревизия же ядра в новинках не меняется и сохраняет номер C0. А это означает, что принципиальных улучшений в тепловых и электрических характеристиках, как и в каких-то иных нюансах работы новых процессоров, ожидать не следует.

Процессоры Haswell Refresh для настольных систем

Абсолютно также как предшественники выглядят процессоры Haswell Refresh и внешне.

Слева – обычный Haswell, справа – Haswell Refresh

Единственное связанное с выходом Haswell Refresh интересное и принципиально важное изменение коснётся оверклокерских процессоров K-серии, полной информации о которых пока нет в силу того, что они будут представлены несколько позже, предположительно 2 июня. Пока Intel продолжит предлагать для оверклокеров старые модели Core i7-4770K и Core i5-4670K, но те процессоры, которые придут им на смену, заслуживают отдельного рассказа.

Дело в том, что в разновидностях Haswell Refresh со свободными множителями, имеющих собственное собирательное кодовое имя Devil’s Canyon, мы увидим не только возросшие паспортные частоты. Intel собирается сделать эти процессоры более привлекательными для разгона, для чего планирует внести серьёзные изменения в их упаковку. Теплопроводящий материал, расположенный между процессорным кристаллом и крышкой-теплораспределителем будет заменён на более эффективный, а сама крышка будет изготавливаться из другого сплава с лучшей теплопроводностью. По предварительным данным, семейство Devil’s Canyon будет состоять из двух разблокированных LGA 1150 процессоров: Core i7-4790K и Core i5-4690K. Причём, они получат более высокий, чем у обычных Haswell Refresh, тепловой пакет и заметно повышенные тактовые частоты даже в номинальном режиме.

К сожалению, это пока всё, что известно о Devil’s Canyon, но когда образцы этих CPU появятся в нашей лаборатории, мы непременно поделимся исчерпывающей информацией о них в наших обзорах. Сегодня же речь будет идти только об обычных десктопных Haswell Refresh со стандартным уровнем тепловыделения, которые уже можно купить в магазинах.

В серии Core i7 новинка пока только одна:

Core i7-4790 повышает тактовую частоту старшей линейки процессоров для платформы LGA 1150 на 100 МГц, обгоняя, таким образом, и оверклокерский Core i7-4770K, и обычный Core i7-4771. В остальном, это типичный Core i7 поколения Haswell: он имеет четыре ядра, поддерживает Hyper-Threading, располагает вместительным кэшем третьего уровня объёмом 8 Мбайт. Графическое ядро, как и у предшественников, относится к классу GT2, то есть располагает 20 исполнительными устройствами. Следует отметить, что благодаря технологии Turbo Boost 2.0 типичной частотой работы для Core i7-4790 является 3.8 ГГц.

Core i7-4790

Полный набор технологий обеспечения безопасности, включая vPro, TXT и VT-d, этим процессором также поддерживается в полном объёме. Иными словами, Core i7-4790 – это новый флагман для платформы LGA 1150, но без поддержки разгона.

В серии Core i5 появилась три новых процессора Haswell Refresh:

У этих процессоров частоты по сравнению с предшественниками повысились тоже всего на 100 МГц. Но этого оказалось достаточно для того, чтобы старший Core i5-4690 стал быстрее Core i5-4670K и перехватил лидерство в этой линейке. Остальные же процессоры органично разместились в свободных ранее частотных слотах. Прочие их характеристики не поменялись. Hyper-Threading в серии Core i5 не поддерживается, L3-кэш сокращён до 6 Мбайт, используемое графическое ядро – GT2.

Core i5-4690



Core i5-4590



Core i5-4460

Младший процессор Core i5-4460 занимает в серии особое место: в нём отключены технологии обеспечения безопасности vPro и TXT, а также не поддерживаются инструкции для работы с транзакционной памятью. Технология Turbo Boost 2.0 делает типичной рабочей частотой для Core i5-4690 – 3,7 ГГц, для Core i5-4590 – 3,5 ГГц и для Core i5-4460 – 3,2 ГГц.

Серия Core i3 с выходом Haswell Refresh приросла ещё тремя модификациями:

Здесь также произошло 100-мегагерцовое увеличение тактовых частот при сохранении всех остальных характеристик. Процессоры Core i3, в отличие от старших моделей, двухъядерные, но они поддерживают технологию виртуальной многопоточности Hyper-Threading. За счёт этого они обладают меньшим расчётным тепловыделением на уровне 54, а не 84 Вт. Следует отметить, что в линейке Core i3 на момент анонса Haswell Refresh уже не было свободных частотных слотов, поэтому вышло так, что модель Core i3-4350 полностью совпала по характеристикам с Core i3-4340. Единственное отличие новой модификации – более низкая цена.

Core i3-4360



Core i3-4350



Core i3-4150

В процессорах Core i3-4360 и Core i3-4350 размер кэш-памяти третьего уровня составляет 4 Мбайт, а у Core i3-4150 кэш уменьшен до 3 Мбайт. Хуже во младшей модели и графическое ядро. Хотя формально все Core i3 снабжены графикой GT2, в Core i3-4150 количество исполнительных устройств GPU уменьшено с 20 до 16.

Любые LGA 1150 процессоры Haswell Refresh никаких дополнительных условий на материнские платы не накладывают. Несмотря на то, что к их появлению приурочено и обновление платформы с её переводом на новые наборы логики девятой серии (Z97 и H97), все новые CPU без проблем работают в старых LGA 1150-материнках с чипсетами восьмой серии. Для их правильного определения платами, выпущенными в прошлом году, требуется только обновление BIOS.

Что касается разгонных возможностей, то у Haswell Refresh, вышедших к настоящему моменту, их вообще нет ни в каком объёме. Увеличение частот выше номинальных сменой множителя невозможно, разгон же по шине крайне ограничен. Фактически, предел, до которого можно разогнать базовый тактовый генератор, составляет порядка 105-110 МГц. То есть, приобретение Haswell Refresh с целью эксплуатации их в нештатных режимах какого бы то ни было смысла лишено. Впрочем, разгон памяти до уровня DDR3-2400 неоверклокерские процессоры для платформы LGA 1150 всё же позволяют.

Как мы тестировали

Новые процессоры, относящиеся к множеству Haswell Refresh, мы сравнили с их предшественниками, ординарными Haswell, которые уже почти год доступны в продаже. В результате, список задействованных в тестировании аппаратных компонентов выглядит следующим образом:

Процессоры:

Intel Core i7-4790 (Haswell, 4 ядра + HT, 3,6-4,0 ГГц, 4x256 Кбайт L2, 8 Мбайт L3);
Intel Core i7-4770K (Haswell, 4 ядра + HT, 3,5-3,9 ГГц, 4x256 Кбайт L2, 8 Мбайт L3);
Intel Core i5-4690 (Haswell, 4 ядра, 3,5-3,9 ГГц, 4x256 Кбайт L2, 6 Мбайт L3);
Intel Core i5-4670K (Haswell, 4 ядра, 3,4-3,8 ГГц, 4x256 Кбайт L2, 6 Мбайт L3);
Intel Core i5-4590 (Haswell, 4 ядра, 3,3-3,7 ГГц, 4x256 Кбайт L2, 6 Мбайт L3);
Intel Core i5-4570 (Haswell, 4 ядра, 3,2-3,6 ГГц, 4x256 Кбайт L2, 6 Мбайт L3);
Intel Core i5-4460 (Haswell, 4 ядра, 3,2-3,4 ГГц, 4x256 Кбайт L2, 6 Мбайт L3);
Intel Core i5-4440 (Haswell, 4 ядра, 3,1-3,3 ГГц, 4x256 Кбайт L2, 6 Мбайт L3);
Intel Core i3-4360 (Haswell, 2 ядра + HT, 3,7 ГГц, 2x256 Кбайт L2, 4 Мбайт L3);
Intel Core i3-4350 (Haswell, 2 ядра + HT, 3,6 ГГц, 2x256 Кбайт L2, 4 Мбайт L3);
Intel Core i3-4340 (Haswell, 2 ядра + HT, 3,6 ГГц, 2x256 Кбайт L2, 4 Мбайт L3);
Intel Core i3-4150 (Haswell, 2 ядра + HT, 3,5 ГГц, 2x256 Кбайт L2, 3 Мбайт L3);
Intel Core i3-4130 (Haswell, 2 ядра + HT, 3,4 ГГц, 2x256 Кбайт L2, 3 Мбайт L3).

Процессорный кулер: Noctua NH-U14S.
Материнская плата: Gigabyte Z87X-UD3H (LGA1150, Intel Z87 Express).
Память: 2x8 Гбайт DDR3-2133 SDRAM, 9-11-11-31 (G.Skill F3-2133C9D-16GTX).
Видеокарта: NVIDIA GeForce GTX 780 Ti (3 Гбайт/384-бит GDDR5, 876-928/7000 МГц).
Дисковая подсистема: Intel SSD 520 240 GB (SSDSC2CW240A3K5).
Блок питания: Corsair AX760i (80 Plus Platinum, 760 Вт).

Тестирование выполнялось в операционной системе Microsoft Windows 8 Enterprise x64 с использованием следующего комплекта драйверов:

Intel Chipset Driver 10.0.13;
Intel Management Engine Driver 10.0.0.1204;
Intel Rapid Storage Technology 13.0.3.1001;
NVIDIA GeForce Driver 335.23.

Производительность

Общая производительность

Для оценки производительности процессоров в общеупотребительных задачах мы традиционно используем тестовый пакет Bapco SYSmark, моделирующий работу пользователя в реальных распространённых современных офисных программах и приложениях для создания и обработки цифрового контента. Идея теста очень проста: он выдаёт единственную метрику, характеризующую средневзвешенную скорость компьютера при повседневном использовании. Недавно этот бенчмарк в очередной раз обновился, и теперь мы задействуем самую последнюю версию – SYSmark 2014.

Результаты, отображённые на диаграмме, вполне ожидаемы. Учитывая, что в процессорах Haswell Refresh нет никаких усовершенствований и оптимизаций на уровне микроархитектуры, всё решает тактовая частота. А, поскольку в новых CPU она возросла всего на 100 МГц, отличия в показателях производительности старых Haswell и представителей множества Haswell Refresh, приходящих им на смену, составляет в среднем 2,5 процента. Конкретнее: Core i7-4790 обгоняет Core i7-4771 (он же Core i7-4770K) на 1,8 процента; Core i5-4690 превосходит Core i5-4670 на 2,3 процента; Core i5-4590 опережает Core i5-4570 на 2,3 процента, Core i5-4460 быстрее Core i5-4440 на 2,7 процента, Core i3-4360 превосходит Core i3-4340 на 3,1 процента, а Core i3-4150 обгоняет Core i3-4130 на 2,3 процента.

Более глубокое понимание результатов SYSmark 2014 способно дать знакомство с оценками производительности, получаемое в различных сценариях использования системы. Сценарий Office Productivity моделирует типичную офисную работу: подготовку текстов, обработку электронных таблиц, работу с электронной почтой и посещение Интернет-сайтов. Сценарий задействует следующий набор приложений: Adobe Acrobat XI Pro, Google Chrome 32, Microsoft Excel 2013, Microsoft OneNote 2013, Microsoft Outlook 2013, Microsoft PowerPoint 2013, Microsoft Word 2013, WinZip Pro 17.5 Pro.

В сценарии Media Creation моделируется создание рекламного ролика с использованием предварительно отснятых цифровых изображений и видео. Для этой цели применяются популярные пакеты Adobe Photoshop CS6 Extended, Adobe Premiere Pro CS6 и Trimble SketchUp Pro 2013.

Сценарий Data/Financial Analysis посвящён статистическому анализу и прогнозированию инвестиций на основе некой финансовой модели. В сценарии используются большие объёмы численных данных и два приложения Microsoft Excel 2013 и WinZip Pro 17.5 Pro.

Игровая производительность

Как известно, производительность платформ, оснащенных высокопроизводительными процессорами, в подавляющем большинстве современных игр определяется мощностью графической подсистемы. Именно поэтому при тестировании процессоров мы выбираем наиболее процессорозависимые игры, а измерение количества кадров выполняем дважды. Первым проходом тесты проводятся без включения сглаживания и с установкой далеко не самых высоких разрешений. Такие настройки позволяют оценить, насколько хорошо проявляют себя процессоры с игровой нагрузкой в принципе, а значит, позволяют строить догадки о том, как будут вести себя тестируемые вычислительные платформы в будущем, когда на рынке появятся более быстрые варианты графических ускорителей. Второй проход выполняется с реалистичными установками – при выборе FullHD-разрешения и максимального уровня полноэкранного сглаживания. На наш взгляд такие результаты не менее интересны, так как они отвечают на часто задаваемый вопрос о том, какой уровень игровой производительности могут обеспечить процессоры прямо сейчас – в современных условиях.

Мы не стали загружать обзор большим количеством игровых тестов, так как прирост производительности, который обеспечивают процессоры семейства Haswell Refresh, не слишком заметен. Тем не менее, на приведённых графиках можно отметить несколько разнообразных вариантов того, как складывается игровая производительность.

Так, Batman: Arkham Origin – игра, в которой производительности любых интеловских процессоров оказывается достаточно для того, чтобы полностью загрузить флагманскую графическую карту NVIDIA GeForce GTX 780 Ti. В результате, в ней мы видим крайне незначительное влияние выбора CPU на результат, а новые Haswell Refresh вообще ничем не выделяются на фоне предшественников.

Civilization V: Brave New World – стратегическая игра, где выполняются активные расчёты на CPU, однако и здесь слишком мощные процессоры оказываются ни к чему. Начиная с Core i5-4570 и выше прирост производительности почти незаметный. Однако и ниже этой своеобразной границы преимущество Haswell Refresh над равноценными предшественниками составляет в районе 3 процентов.

Metro: Last Light – весьма процессорозависимый шутера, но при максимальных настройках качества (в первую очередь, из-за тесселяции), частота кадров всё равно упирается в мощность видеокарты. Зато при уменьшении разрешения можно увидеть небольшой эффект от увеличения частоты в свежеанонсированных Haswell Refresh. Его масштаб стандартен – около 2 процентов.

В Thief всё выглядит ещё интереснее. Эта – одна из немногих игр, отрицательно относящихся к технологии Hyper-Threading в четырёхъядерных процессорах. Она оптимизирована под четыре потока, и дополнительные виртуальные ядра в Core i7 только снижают производительность. Если же говорить об эффекте, который даёт подмена Haswell на Haswell Refresh, то он вновь незначителен: не более 3 процентов при пониженном разрешении и не более 1 процента при максимальных настройках графики.

Тесты в приложениях

В Autodesk 3ds max 2014 мы измеряем скорость рендеринга в mental ray специально подготовленной сложной сцены.

Производительность в новом Adobe Premiere Pro CC тестируется измерением времени рендеринга в формат H.264 Blu-Ray проекта, содержащего HDV 1080p25 видеоряд с наложением различных эффектов.

Измерение производительности в новом Adobe Photoshop CC мы проводим с использованием собственного теста, представляющего собой творчески переработанный Retouch Artists Photoshop Speed Test, включающий типичную обработку четырёх 24-мегапиксельных изображений, сделанных цифровой камерой.

Для измерения быстродействия процессоров при компрессии информации мы пользуемся архиватором WinRAR 5.0, при помощи которого с максимальной степенью сжатия архивируем папку с различными файлами общим объёмом 1,7 Гбайт.

Для оценки скорости перекодирования видео в формат H.264 использовался тест x264 FHD Benchmark 1.0.1 (64bit), основанный на измерении времени кодирования кодером x264 исходного видео в формат MPEG-4/AVC с разрешением 1920x1080@50fps и настройками по умолчанию. Следует отметить, что результаты этого бенчмарка имеют огромное практическое значение, так как кодер x264 лежит в основе многочисленных популярных утилит для перекодирования, например, HandBrake, MeGUI, VirtualDub и проч. Мы периодически обновляем кодер, используемый для измерений производительности, и в данном тестировании приняла участие версия r2431, в которой реализована поддержка всех современных наборов инструкций, включая и AVX2.

Никакие приложения не позволяют выявить заметные преимущества процессоров Haswell Rafresh над их предшественниками. Это вполне естественно. Единственное изменение в новых CPU – повышенная частота. Так что заметному приросту быстродействия взяться просто неоткуда. Результаты новых Core i7-4790, Core i5-4690, Core i5-4590, Core i5-4460, Core i3-4360, Core i3-4350 и Core i3-4150 лучше, чем у давно присутствующих на рынке предложений того же класса и той же стоимости максимум на 3 процента.

Энергопотребление

Изменения в производительности, преподнесённые Haswell Refresh, совершенно не впечатляют. Никаких же других улучшений в новых модификациях процессоров, исходя из того, что они основываются на полупроводниковом кристалле старой ревизии, быть не должно. Тем не менее, остаётся небольшая надежда на какие-то улучшения в тепловых и энергетических характеристиках, которые могли произойти за счёт совершенствования производственного технологического процесса. Проверим.

На следующих ниже графиках, если иное не оговаривается отдельно, приводится полное потребление систем (без монитора), измеренное на выходе из розетки, в которую подключен блок питания тестовой системы, и представляющее собой сумму энергопотребления всех задействованных в системе компонентов. В суммарный показатель автоматически включается и КПД самого блока питания, однако учитывая, что используемая нами модель БП, Corsair AX760i, имеет сертификат 80 Plus Platinum, его влияние должно быть минимально. Для правильной оценки энергопотребления мы активировали турбо-режим и все имеющиеся энергосберегающие технологии: C1E, C6 и Enhanced Intel SpeedStep.

В первую очередь измерению подверглось потребление в состоянии простоя.

Здесь все процессоры проявили редкостное единодушие. Оно и понятно: в простое Haswell переходят в энергосберегающие состояния и снижают своё энергопотребление практически до нулевых величин. Поэтому те числа, которые приведены на диаграмме, больше характеризуют потребление остальной части тестовой платформы.

Затем мы измерили максимальное потребление при нагрузке, создаваемой 64-битной версией утилиты LinX 0.6.5 с поддержкой набора инструкций AVX2, базирующейся на пакете Linpack.

Приведённая диаграмма очень явно демонстрирует отсутствие каких-либо улучшений в энергопотреблении у процессоров Haswell Refresh. Новые и более быстрые модели требуют электроэнергии больше, чем их предшественники. При этом проведённый в новых модификациях CPU 100-мегагерцовый разгон выливается примерно в 5-процентный рост энергопотребления. Заметим, что, несмотря на это, Intel не сочла нужным увеличивать для Haswell границы теплового пакета. Иными словами, тепловыделение любых Core i7 и Core i5 должно вписываться в 84-ваттные рамки, а Core i3 – в 54-ваттные.

Учитывая, что энергопотребление, инициируемое базирующейся на пакете Linpack утилитой LinX, сильно превышает средний реалистичный уровень, мы измерили потребление и при более «приземлённой» нагрузке – перекодировании видеоролика при помощи 64-битной версии кодека x264 версии r2431.

В целом, картина здесь точно такая же, как и при нагрузке, создаваемой LinX. Меньше лишь абсолютные значения энергопотребления. Тем не менее, процессоры Haswell Refresh потребляют больше своих предшественников одного класса на те же 5 процентов. Всё это означает лишь одно: никаких улучшений в потреблении новых моделей Haswell не сделано.

Нет никаких явных изменений и в температурном режиме новинок. Очевидно, что в обычных Haswell Refresh теплопроводящий материал под крышкой остался таким же неудачным, что и раньше. Температура ядер при возникновении нагрузки у новых процессоров возрастает практически моментально и держится на высоком уровне даже в том случае, если в системе установлен эффективный кулер. Например, в нашем случае, при использовании кулера Noctua NH-U14S, старший из Haswell Refresh, Core i7-4790 при работе утилиты LinX очень быстро нагревался до 84 градусов. И это без всякого разгона, в номинальном режиме!

Напомним, предельная температура, при которой процессоры семейства Haswell включают троттлинг, – 100 градусов.

Выводы

Подводя итог, мы вынуждены констатировать, что громкое название Haswell Refresh получили совершенно ординарные процессоры, которые своим выходом не привносят практически ничего нового. Для их выпуска Intel не стала проделывать никакой инженерной работы. Поэтому, потребительские качества свежих CPU для платформы LGA 1150 практически не отличаются от того, что предлагалось раньше. Количество ядер, объём кэш-памяти, тип встроенного графического ядра, набор поддерживаемых технологий – всё осталось неизменным. Не было сделано никаких оптимизаций и на уровне полупроводникового кристалла, поэтому тепловыделение и энергопотребление Haswell Refresh осталось на типичном для Haswell уровне.

Единственное, где можно увидеть хоть какое-то движение вперёд – это тактовые частоты. Однако, учитывая, что рост частот не подкрепляется никакими технологическими или инженерными улучшениями, а носит характер лишь простого разгона старых моделей, их увеличение оказалось крайне слабым. Фактически, в рамках Haswell Refresh Intel нарастила скорость работы своих процессоров на минимально возможную дельту – на 100 МГц. Соответственно точно такой же, минимальный, прирост в производительности мы увидели и в процессе тестирования. Новые процессоры Haswell Refresh оказались быстрее старых Haswell на 2-3 процента и не более того.

Всё это означает, что выход Haswell Refresh может быть интересен только в том случае, если вы ещё не мигрировали на платформу LGA 1150. Учитывая, что стоимость новых моделей не выше, чем у старых, при покупке нового компьютера теперь вполне естественно спрашивать в магазинах именно новые модификации процессоров. А если у вашего любимого поставщика Haswell Refresh в прайс-листе пока отсутствуют, лучше немного повременить с покупкой, но впоследствии получить чуть более высокую производительность за те же деньги.

И, кроме того, не забывайте, что примерно через три недели нас ожидает выход ещё пары процессоров, формально относящихся к числу обновлённых Haswell, Core i7-4790K и Core i5-4690K. Эти CPU, имеющие собственное кодовое имя Devil’s Canyon, в отличие от рассмотренных сегодня моделей, обещают стать отличным подарком для энтузиастов. В них появятся и заметно улучшенные тактовые частоты, и понизившиеся рабочие температуры, и лучший разгон. Но не будем забегать вперёд: полный обзор Core i7-4790K и Core i5-4690K вы сможете прочитать на нашем сайте несколько позднее.

Итак, свершилось. После месяцев ожидания энтузиасты, оверклокеры и требовательные пользователи смогут получить в своё распоряжение новейшие процессоры Haswell-E, представленные сегодня корпорацией Intel.

Как уже неоднократно сообщалось, чипы Haswell-E рассчитаны на настольные компьютеры класса high-end. Линейка включает три изделия: это модели Core i7-5960X, Core i7-5930K и Core i7-5820K. Все они производятся по 22-нанометровой технологии с применением транзисторов с объёмной структурой. Поддерживается функция Hyper-Threading, позволяющая каждому ядру обрабатывать одновременно два потока инструкций, и система динамического повышения производительности Turbo Boost.

Старший процессор в семействе Haswell-E — чип Core i7-5960X. Это первое изделие Intel с восемью вычислительными ядрами, нацеленное специально на десктопы высшего уровня. Процессор работает на номинальной частоте в 3,0 ГГц с возможностью динамического повышения до 3,5 ГГц. Восьмиядерный кристалл Haswell-E имеет площадь в 356 мм 2 , а число содержащихся в нём транзисторов достигло 2,6 млрд. Объём кеша третьего уровня равен 20 Мбайт. Чип позволяет задействовать до 40 линий PCI Express.

Модель Core i7-5930K располагает шестью ядрами. Но по сравнению со старшим собратом номинальная и форсированная частоты выше — 3,5 и 3,7 ГГц соответственно. Размер кеша L3 равен 15 Мбайт; поддерживается 40 линий PCI Express.

Наконец, процессор Core i7-5820K имеет шесть ядер с частотой 3,3/3,6 ГГц и 15 Мбайт кеша третьего уровня. Однако поддерживается только 28 линий PCI Express, а поэтому в системах с несколькими графическими ускорителями будут ощущаться определённые ограничения.

Все представители Haswell-E характеризуются разблокированным множителем. Важно отметить, что процессорная крышка припаивается к полупроводниковому кристаллу с применением специального припоя на основе индия с высокой теплопроводностью (в обычных Haswell-изделиях между кристаллом и крышкой проложена термопаста с достаточно посредственными характеристиками). Применение припоя должно повысить разгонный потенциал. Кстати, в дополнение к разгону путём изменения коэффициента умножения допускается разгон и частотой шины: процессорами поддерживаются её базовые значения в 100, 125, 167 и 250 МГц.

Чипы обладают максимальным значением рассеиваемой тепловой энергии (TDP) в 140 Вт.

Ещё одна особенность Haswell-E — четырёхканальный контроллер оперативной памяти DDR4-2133. Это означает, что память нового поколения с пониженным напряжением питания и увеличенным быстродействием, наконец, приходит в сегмент настольных компьютеров.

Процессоры рассчитаны на работу с материнскими платами на наборе логики Intel X99 Express, оснащёнными разъёмом LGA 2011-3. Платформа обеспечивает поддержку десяти портов SATA 3.0 (6 Гбит/с), интерфейсов SATA Express и M.2. В наборе логики присутствует высокоскоростной контроллер шины USB: из 14 доступных портов шесть могут работать не только в режиме USB 2.0, но и в режиме USB 3.0, обеспечивая пропускную способность до 5 Гбит/с. Кроме того, в чипсете есть встроенный генератор тактовой частоты, что избавляет производителей системных плат от необходимости использования дополнительных электронных компонентов и упрощает дизайн платформы. Материнские платы на основе Intel X99 подготовили все ведущие производители.

И о ценах. Модель Core i7-5960X обойдётся в $999, в то время как за модификации Core i7-5930K и Core i7-5820K придётся заплатить соответственно $583 и $389.

Ознакомиться со всеми особенностями новинок можно из нашего подробного материала за авторством Ильи Гавриченкова.

Одним из самых значимых событий этого года в сегменте настольных ПК безусловно можно считать выпуск нового семейства процессоров Intel Core четвертого поколения, известных под кодовым наименованием Haswell. В этой статье мы вкратце рассмотрим микроархитектуру Haswell и сравним производительность процессора Intel Core i7-4770 на базе этой микроархитектуры с производительностью процессора Intel Core i7-3770 на базе микроархитектуры предыдущего поколения Sandy Bridgе.

Напомним, что уже в течение многих лет выход новых поколений процессоров Intel подчиняется эмпирическому правилу TICK-TOCK («тик­так»), суть которого заключается в том, что перевод производства на новый технологический процесс (TICK) и внедрение новой процессорной микроархитектуры (TOCK) происходит поочередно, с периодичностью примерно в два года. То есть если в первый год происходит переход на новый техпроцесс производства, то на второй год на этом же техпроцессе внедряется новая процессорная микроархитектура. На следующий год происходит перенос микроархитектуры на новый техпроцесс производства и т.д.

В частности, в 2012 году компания Intel выпустила 22-нм версию процессоров на базе микроархитектуры Sandy Bridge, которые известны под кодовым наименованием Ivy Bridge (цикл TICK), а теперь настал черед выпуска 22-нм процессоров на базе новой процессорной микроархитектуры Haswell.

Подробно об особенностях новой микроархитектуры Haswell мы уже писали в КомпьютерПресс № 10’2012. Однако с тех пор прошло много времени, а самое главное - стали известны новые подробности этой микроархитектуры. А потому позволим себе в чем­то повториться и сделать краткий обзор микроархитектуры Haswell, акцентируясь на тех деталях, которые в нашем предыдущем обзоре были опущены.

Вычислительное ядро Haswell

Haswell - это кодовое название новой процессорной микроархитектуры, но по традиции этим же именем называются все базирующиеся на ней процессоры. Кроме того, Haswell - это кодовое название ядра процессора Haswell, что вполне логично, поскольку микроархитектура и ядро процессора - это две стороны одной медали.

Итак, рассмотрим вкратце микроархитектуру Haswell (или вычислительное ядро Haswell, что в принципе одно и то же).

Вычислительное ядро Haswell не претерпело кардинальных изменений в сравнении с вычислительным ядром Ivy Bridge/Sandy Bridge - были улучшены лишь отдельные блоки ядра процессора. А потому уместным будет напомнить в общих чертах микроархитектуру Sandy Bridge и остановиться на внесенных в нее изменениях.

Блок предпроцессора

Традиционно описание микроархитектуры ядра процессора начинается с блока предпроцессора (front-end), который отвечает за выборку инструкций x86 из кэша инструкций и их декодирование (рис. 1). В микроархитектуре Haswell блок предпроцессора претерпел минимальные изменения.

Рис. 1. Предпроцессор в микроархитектурах Haswell и Sandy Bridge

Инструкции x86 выбираются из кэша инструкций L1I (Instruction Сache), который не изменился в микроархитектуре Haswell. Он имеет размер 32 Кбайт, является 8-канальным и динамически разделяем между двумя потоками инструкций (поддержка технологии Hyper-Threading).

Из кэша L1I команды загружаются 16-байтными блоками в 16-байтный буфер предкодирования (Fetch Buffer).

Поскольку инструкции x86 имеют переменную длину (от 1 до 16 байт), а длина блоков, которыми команды загружаются из кэша, фиксированная, при декодировании команд определяются границы между отдельными командами (информация о размерах команд хранится в кэше инструкций L1I в специальных полях). Процедура выделения команд из выбранного блока называется предварительным декодированием (PreDecode).

После операции выборки команды организуются в очередь (Instruction Queue). В микроархитектуре Sandy Bridge и Haswell буфер очереди команд рассчитан на 20 команд в каждом из двух потоков, причем из буфера предкодирования за каждый такт в буфер очереди команд могут загружаться до шести выделенных команд.

После этого выделенные команды (x86-инструкции) передаются в декодер, где они преобразуются в машинные микрооперации (обозначаются как micro-ops или uOps).

Декодер ядра процессора Haswell остался без изменений. Он по-прежнему является четырехканальным и может декодировать в каждом такте до четырех инструкций x86. Как уже отмечалось, длина одной команды может достигать 16 байт, однако средняя длина команд составляет 4 байта. В среднем в каждом 16-байтном блоке загружаются четыре команды, которые при использовании четырехканального декодера одновременно декодируются за один такт.

Четырехканальный декодер состоит из трех простых декодеров, декодирующих простые инструкции в одну микрооперацию, и одного сложного, который способен декодировать одну инструкцию не более чем в четыре микрооперации (декодер типа 4-1-1-1). Для еще более сложных инструкций, декодирующихся более чем в четыре микрооперации, сложный декодер соединен с блоком uCode Sequenser, который и применяется для декодирования подобных инструкций.

При декодировании инструкций используются технологии Macro-Fusion и Micro-Fusion.

Macro-Fusion - это слияние двух x86-инструкций в одну сложную микрооперацию micro-ops, которая в дальнейшем будет выполняться как одна микрооперация. Естественно, такому слиянию могут подвергаться не любые инструкции, а только некоторые пары инструкций (например, инструкция сравнения и условного перехода). Без применения технологии Macro-Fusion за каждый такт процессора могут декодироваться только четыре инструкции (в четырехканальном декодере), а при использовании технологии Macro-Fusion в каждом такте могут считываться пять инструкций, которые за счет слияния преобразуются в четыре и подвергаются декодированию.

Отметим, что для эффективного поддержания технологии Macro-Fusion применяются расширенные блоки ALU (Arithmetical Logic Unit), способные поддержать выполнение слитых микроопераций.

Micro-Fusion - это слияние двух микроопераций (не x86-инструкций, а именно микроопераций) в одну, содержащую два элементарных действия. В дальнейшем две такие слитые микрооперации обрабатываются как одна, что позволяет снизить количество обрабатываемых микроопераций, а следовательно, увеличить общее количество исполняемых процессором инструкций за один такт.

Кроме того, в микроархитектуре Haswell и Sandy Bridge применяется кэш декодированных микроопераций (Uop Cache), в который поступают все декодированные микрооперации. Этот кэш рассчитан приблизительно на 1500 микроопераций средней длины. Кэш декодированных микроопераций представляет собой восемь банков (то есть данный кэш является 8-канальным), каждый из которых состоит из 32 кэш­строк, а каждая кэш­строка вмещает до шести декодированных микроопераций (uop). Отсюда и получается, что кэш может содержать примерно 1500 микроопераций.

Концепция кэша декодированных микроопераций заключается в том, чтобы сохранять в нем уже декодированные последовательности микроопераций. В результате, если нужно выполнить некую x86-инструкцию повторно, а соответствующая ей последовательность декодированных микроопераций все еще находится в кэше декодированных микроопераций, не требуется вторично выбирать эту инструкцию из кэша L1 и декодировать ее - из кэша на дальнейшую обработку поступают уже декодированные микрооперации.

После процесса декодирования x86-инструкций они, по четыре штуки за такт, поступают в буфер очереди декодированных инструкций (Decode Queue). В микроархитектуре Sandy Bridge этот буфер очереди декодированных инструкций был рассчитан на два потока команд по 28 микроопераций на каждый поток. В микроархитектурах Ivy Bridge и Haswell он не делится на два потока команд и рассчитан на 56 микроопераций. Такой подход оказывается более предпочтительным при выполнении однопоточного приложения (с одним потоком команд). В этом случае одному потоку команд доступен буфер емкостью на 56 микроопераций, а в микроархитектуре Sandy Bridge - только на 28 микроопераций.

Казалось бы, если сравнивать ядра процессоров Haswell и Ivy Bridge, то разницы в их предпроцессорах нет вообще, а предпроцессоры ядер Haswell и Sandy Bridge различаются лишь структурой буфера очереди декодированных инструкций.

Тем не менее, как заявляет компания Intel, некоторые улучшения в предпроцессор Haswell все же были внесены и касались усовершенствования блока предсказания ветвлений (Branch Predictors). Однако, какие именно улучшения были реализованы, компания Intel не раскрывает.

Заканчивая описание предпроцессора в микроархитектуре Haswell, нужно также упомянуть и о TLB-буфере.

Буфер TLB (Translation Look-aside Buffers) - это специальный кэш процессора, в котором сохраняются адреса декодированных инструкций и данных, что позволяет значительно сократить время доступа к ним. Этот кэш предназначен для сокращения времени преобразования виртуального адреса данных или инструкций в физический. Дело в том, что процессор использует виртуальную адресацию, а для доступа к данным в кэше или оперативной памяти нужны реальные физические адреса. Преобразование виртуального адреса в физический занимает приблизительно три такта процессора. TLB-кэш хранит результаты предыдущих преобразований, благодаря чему преобразование адреса возможно осуществлять за один такт.

В процессорах c микроархитектурой Haswell и Sandy Bridge (как и в процессорах Intel на базе других микроархитектур) используется двухуровневый кэш TLB, причем если кэш L2 TLB является унифицированным, то L1 TLB-кэш разделен на буфер данных (DTLB) и буфер инструкций (ITLB).

L1 TLB-кэши инструкций и данных в микроархитектуре Haswell не претерпели изменений - они точно такие же, как и в микроархитектуре Sandy Bridge. L1 ITLB-кэш инструкций рассчитан на 128 записей, в случае если каждая запись адресует страницу памяти емкостью 4 Кбайт. Таким образом, при применении 4 Кбайт страниц памяти L1 ITLB-кэш может адресовать 512 Кбайт памяти. В случае страниц емкостью 4 Кбайт ITLB-кэш является 4-канальным и статически разделен между двумя потоками команд. Кроме того, L1 ITLB-кэш может адресовать 2 Мбайт страниц памяти. В этом случае кэш содержит восемь записей на каждый поток и является полностью ассоциативным.

Блок внеочередного исполнения команд

После процесса декодирования x86-инструкций начинается этап их внеочередного исполнения (Out-of-Order).

На первом этапе происходит переименование и распределение дополнительных регистров процессора, которые не определены архитектурой набора команд. Техника переименования регистров будет бессмысленной без переупорядочения команд. Поэтому из буфера очереди декодированных инструкций (Decode Queue) микрооперации по четыре штуки за такт поступают в буфер переупорядочения (ReOrder Buffer), где происходит переупорядочение микроопераций не в порядке их поступления (Out-of-Order).

В микроархитектуре Sandy Bridge размер буфера переупорядочения рассчитан на 168 микроопераций, а в микроархитектуре Haswell - на 192 микрооперации.

Отметим, что буфер переупорядочения (ReOrder Buffer) и блок отставки (Retirement Unit) совмещены в едином блоке процессора, но первоначально производится переупорядочение инструкций, а блок Retirement Unit включается в работу позже, когда надо выдать исполненные инструкции в заданном программой порядке.

Далее происходит распределение микроопераций по исполнительным блокам. В блоке процессора Unified Scheduler формируются очереди микроопераций, в результате чего микрооперации попадают на один из портов функциональных устройств (Dispatch ports). Этот процесс называется диспетчеризацией (Dispatch), а сами порты выполняют функцию шлюза к функциональным устройствам.

В микроархитектурах Sandy Bridge и Haswell кластеры внеочередного выполнения команд (Out-of-Order Cluster) используют так называемые физические регистровые файлы (Physical Register File, PRF), в которых хранятся операнды микроопераций.

Напомним, что, когда в ядрах процессоров не применялись физические регистровые файлы (например, в микроархитектуре Nehalem), каждая микрооперация имела копию необходимого ей операнда (или операндов). Фактически это означало, что блоки кластера внеочередного выполнения команд должны были обладать достаточно большим размером, чтобы иметь возможность вмещать микрооперации вместе с требуемыми им операндами.

Использование PRF позволяет самим микрооперациям сохранять лишь указатели на операнды, но не сами операнды. С одной стороны, такой подход обеспечивает снижение энергопотребления процессора, поскольку перемещение по конвейеру микроопераций вместе с их операндами требует существенных затрат по энергопотреблению. С другой - применение физического регистрового файла позволяет сэкономить размер кристалла, а высвободившееся пространство использовать для увеличения размеров буферов кластера внеочередного выполнения команд.

Рис. 2. Блоки внеочередного выполнения команд

в микроархитектурах Haswell и Sandy Bridge

В микроархитектуре Sandy Bridge физический регистровый файл для целочисленных операндов (Integer Registers) рассчитан на 160 записей, а для операндов с плавающей запятой (AVX Registers) - на 144 записи.

В микроархитектуре Haswell физические регистровые файлы Integer Registers и AVX Registers рассчитаны на 168 записей.

Буферы чтения (Load) и записи (Store), которые используются для доступа к памяти, также увеличились. Например, если в микроархитектуре Sandy Bridge буферы Load и Store были рассчитаны на 64 и 36 записей соответственно, то в микроархитектуре Haswell они рассчитаны соответственно на 72 и 42 записи.

Размер буфера Unified Scheduler, в котором формируются очереди микроопераций к портам функциональных устройств, также изменился в микроархитектуре Haswell. Если в Sandy Bridge он был рассчитан на 54 микрооперации, то в Haswell - на 60.

Итак, если сравнивать архитектуры Haswell и Sandy Bridge, то в блоке внеочередного исполнения команд микроархитектура Haswell имеет не структурные, а лишь качественные изменения, касающиеся увеличения размеров буферов. Но никаких принципиальных изменений в блоке внеочередного исполнения команд в микроархитектуре Haswell нет.

Исполнительные блоки ядра процессора

Что касается исполнительных блоков ядра процессора, то в микроархитектуре Haswell они претерпели существенные изменения по сравнению с микроархитектурой Sandy Bridge. Так, в Sandy Bridge насчитывается шесть портов функциональных устройств (портов диспетчеризации): три вычислительных и три для работы с памятью (на рис. 3 показаны только вычислительные порты).

Рис. 3. Исполнительные блоки в микроархитектурах Sandy Bridge

и Haswell (порты для работы с памятью не показаны)

В микроархитектуре Haswell количество портов функциональных устройств увеличено до восьми. К тому, что было в микроархитектуре Sandy Bridge, добавили еще один порт для записи адреса (Store address) и вычислительный порт для операций с целыми числами и операций сдвига (Integer ALU & Shift). Таким образом, процессоры Haswell могут за один такт выполнять до восьми микроопераций, в то время как в микроархитектуре Sandy Bridge максимальное количество выполняемых за такт микроопераций равно шести.

Кроме того, в микроархитектуре Haswell немного изменены и сами исполнительные устройства. Связано это с тем, что в микроархитектуре Haswell появились дополнительные наборы инструкций: AVX2, FMA3 и BMI.

Набор инструкций AVX2 (Advanced Vector Instructions) является расширением набора инструкций AVX, который присутствует в микроархитектуре Sandy Bridge. Вообще, набор инструкций AVX является логическим продолжением наборов инструкций SSE, SSE2, SSE3 и SSE4. Для обработки данных в инструкциях AVX используется 16 векторных регистров разрядностью по 256 бит, благодаря чему можно во много раз ускорить многие операции. К примеру, умножение четырех 64-разрядных чисел с использованием AVX-команды возможно всего за один такт, в то время как без AVX-инструкции для этого потребуется четыре такта.

Главное отличие нового набора инструкций AVX2 от прежней версии AVX заключается в том, что если ранее 256-битные операции с AVX-регистрами были доступны только для операнда с плавающей запятой, а для целочисленных операндов были доступны лишь 128-битные операции, то в AVX2 256-битные операции стали доступны и для целочисленных операндов. Фактически, при использовании AVX за один такт можно реализовать 16 операций с числами одинарной точности и восемь операций с числами двойной точности. А при использовании AVX2 за один такт можно реализовать 32 операции с числами одинарной точности и 16 операций с числами двойной точности.

Кроме того, в AVX2 появилась улучшенная поддержка сдвигов и перестановок в векторных операциях. Есть и новые инструкции, используемые для сборки нескольких (четырех или восьми) несвязанных элементов в один векторный элемент, благодаря чему есть возможность более полно загружать 256-битные AVX-регистры.

Новый набор инструкций FMA3 (Fused Multiply Add) предназначен для проведения операций совмещенного умножения и сложения над тремя операндами.

Использование операций FMA3 позволяет более эффективно реализовать операции деления, извлечения квадратного корня, умножение векторов и матриц и т.д. Набор FMA3 включает 36 инструкций с плавающей точкой для выполнения 256-битных вычислений и 60 инструкций для 128-битных векторов.

В набор команд BMI (Bit Manipulation Instructions) входят 15 скалярных инструкций для битовых операций, которые работают с целочисленными регистрами общего назначения. Эти инструкции разбиты на три группы: манипуляции над отдельными битами, такие как вставка, сдвиг и извлечение бит, подсчет битов, например подсчет ведущих нулей в записи чисел, и целочисленное умножение произвольной точности. Данный набор инструкций позволяет ускорять ряд специфических операций, используемых, например, при шифровании.

Подсистема памяти в микроархитектуре Haswell

Одно из наиболее значимых изменений в микроархитектуре Haswell в сравнении с Sandy Bridge было сделано в подсистеме памяти. И дело не только в том, что увеличен размер буферов чтения (Load) и записи (Store), которые используются для доступа к памяти (72 и 42 записи соответственно). Главное, был добавлен еще один порт для записи адреса (Store address), кэш данных L1 стал более производительным, а пропускная способность между кэшами L1 и L2 увеличена. Рассмотрим эти изменения более подробно.

Доступ к подсистеме памяти начинается с того, что соответствующие микрооперации поступают в буферы чтения (Load) и записи (Store), которые в совокупности могут накапливать более ста микроопераций. В микроархитектуре Sandy Bridge порты функциональных устройств, которые маркируются на схемах как 2, 3 и 4, отвечали именно за доступ к памяти (рис. 4). Порты 2 и 3 связаны с функциональными устройствами генерации адреса (Address Generation Unit, AGU) для записи или чтения данных, а порт 4 связан с функциональным устройством для записи данных из ядра процессора в кэш данных L1 (DL1). Процедура генерации адреса занимает один или два такта процессора.

Рис. 4. Подсистема памяти в микроархитектурах Sandy Bridge и Haswell

В микроархитектуре Haswell к портам 1, 2 и 3 добавлен еще порт 7, который связан с функциональным устройством генерации адреса для записи данных (Store AGU). В результате ядро Haswell может поддерживать две операции загрузки данных и одну операцию записи данных за такт.

Выделенное функциональное устройство генерации адреса для записи данных немного проще в исполнении в сравнении с функциональными устройствами генерации адреса общего назначения (для записи и загрузки данных). Дело в том, что микрооперация записи данных просто записывает адрес (и, в конечном счете, сами данные) в буфер записи (store buffer). А микрооперация загрузки данных должна записывать в буфер чтения и также отслеживать содержимое буфера записи, для того чтобы исключить возможные конфликты.

Как только сгенерирован нужный виртуальный адрес, начинается просмотр кэша L1 DTLB на предмет соответствия этого виртуального адреса физическому. Сам кэш данных L1 DTLB в микроархитектуре Haswell не претерпел изменений. Он поддерживает 64, 32 и 4 записи для страниц памяти размером 4 Кбайт, 2 Мбайт и 1 Гбайт соответственно и является 4-канальным.

При промахе в кэше L1 DTLB начинается просмотр соответствующих записей в унифицированном кэше L2 TLB, который имеет ряд улучшений в микроархитектуре Haswell. Этот кэш поддерживает страницу размером 4 Кбайт и 2 Мбайт, является 8-канальным и рассчитан на 1024 записи. А в микроархитектуре Sandy Bridge L2 TLB кэш был рассчитан на 512 записей (то есть был вдвое меньше), поддерживал только страницы памяти размером 4 Кбайт и был 4-канальным.

Сам кэш данных L1 остался размером 32 Кбайт и 8-канальным (как и в микроархитектуре Sandy Bridge). При этом доступ в TLB-кэш и проверка тэгов кэша данных L1 может производиться параллельно.

Однако в микроархитектуре Haswell кэш данных L1 имеет более высокую пропускную способность. Он поддерживает одновременно одну 256-битную операцию чтения и две 256-битные операции записи, что в совокупности дает агрегированную полосу пропускания в 96 байт за такт. В микроархитектуре Sandy Bridge кэш данных L1 поддерживает одновременно одну 128-битную операцию чтения и две 128-битные операции записи, то есть имеет теоретическую полосу пропускания в два раза ниже. При этом реальная полоса пропускания кэша данных L1 в микроархитектуре Sandy Bridge более чем вдвое ниже полосы пропускания в микроархитектуре Haswell по причине того, что в Sandy Bridge только два функциональных блока AGU.

Кроме того, в микроархитектуре Haswell увеличена и пропускная способность между кэшами L1 и L2. Так, если в Sandy Bridge пропускная способность между кэшем L2 и L1 составляла 32 байта за цикл, то в Haswell она повышена до 64 байтов за цикл. И при этом кэш L2 в Haswell имеет ту же латентность, что и в Sandy Bridge. В заключение отметим, что, как и в микроархитектуре Sandy Bridge, в Haswell кэш L2 не эксклюзивен и не инклюзивен по отношению к кэшу L1.

Новые режимы энергосбережения в процессоре Haswell

Одно из нововведений в процессоре Haswell - это позволяющие снизить совокупное энергопотребление процессора новые состояния энергопотребления, которые называются S0ix и позаимствованы у процессоров Intel Atom (такие режимы энергопотребления были реализованы еще в процессорах Moorestown).

Напомним, что традиционно система может находиться либо в активном состоянии S0 (обычный рабочий режим), либо в одном из четырех состояний «сна» S1-S4.

В состоянии S1 все процессорные кэши сброшены и процессор прекратил выполнение инструкций. Однако поддерживается питание процессора и оперативной памяти, а устройства, которые не обозначены как включенные, могут быть отключены. Состояние S2 - это еще более глубокое состояние «сна», когда процессор отключен.

Состояние S3 (другое название - Suspend to RAM (STR) или режим ожидания - Standby) - это состояние, в котором на оперативную память (ОЗУ) продолжает подаваться питание и она остается практически единственным компонентом, потребляющим энергию.

Состояние S4 известно как гибернация (Hibernation). В этом состоянии всё содержимое оперативной памяти сохраняется в энергонезависимой памяти (например, на жестком диске или SSD).

Состояния S0ix (S0i1, S0i2, S0i3, S0i4) аналогичны состояниям S1, S2, S3 и S4 в смысле энергопотребления, но отличаются от них тем, что для перехода системы в активное состояние S0 требуется гораздо меньше времени. К примеру, для перехода из состояния S0 в состояние S0i3 требуется 450 мкс, а для обратного перехода - 3,1 мс.

Графическое ядро в микроархитектуре Haswell

Одно из основных нововведений в микроархитектуре Haswell - это новое графическое ядро c поддержкой DirectX 11.1, OpenCL 1.2 и OpenGL 4.0.

Но самое главное, что графическое ядро в микроархитектуре Haswell масштабируемое. Существуют варианты графического ядра с кодовыми названиями GT3, GT2 и GT1 (рис. 5).

Рис. 5. Блок-схема графического ядра Haswell

Ядро GT1 будет иметь минимальную производительность, а GT3 - максимальную.

В графическом ядре GT3 появится второй вычислительный блок, за счет чего удвоится количество блоков растеризации, пиксельных конвейеров, вычислительных ядер и сэмплеров. Ожидается, что GT3 будет вдвое производительнее GT2.

Ядро GT3 содержит 40 исполнительных блоков, 160 вычислительных ядер и четыре текстурных блока. Для сравнения напомним, что в графическом ядре Intel HD Graphics 4000 процессоров Ivy Bridge содержится 16 исполнительных устройств, 64 вычислительных ядра и два текстурных блока. Поэтому, несмотря на приблизительно одинаковые тактовые частоты их работы, графическое ядро Intel GT3 превосходит своего предшественника по уровню производительности. Кроме того, ядро GT3 имеет более высокую производительность благодаря интеграции памяти EDRAM (в ядре GT3e) в упаковку процессора.

Ядро GT2 содержит 20 исполнительных блоков, 80 вычислительных ядер и два текстурных модуля, а ядро GT1 - только 10 исполнительных блоков, 40 вычислительных ядер и один текстурный модуль.

Сами исполнительные блоки имеют по четыре вычислительных ядра наподобие тех, что используются в архитектуре AMD VLIW4.

Еще одно нововведение заключается в том, что при работе с памятью применятся технология Instant Access, которая позволяет вычислительным ядрам процессора и графическому ядру напрямую обращаться к оперативной памяти. В предыдущих версиях графического ядра вычислительные ядра процессора и графическое ядро тоже работали с общей оперативной памятью, но при этом память делилась на две области с динамически изменяемыми размерами. Одна из них отводилась для графического ядра, а другая - для вычислительных ядер процессора. Однако получить одновременный доступ к одному и тому же участку памяти графическое ядро и вычислительные ядра процессора не могли. И в случае, если графическому процессору требовались те же данные, что использовались вычислительным ядром процессора, ему приходилось копировать этот участок памяти. Это приводило к росту задержек, а кроме того, возникала проблема отслеживания когерентности данных.

Технология InstantAccess позволяет драйверу графического ядра ставить указатель на положение определенного участка в области памяти графического ядра, к которой вычислительному ядру процессора необходимо напрямую получить доступ. При этом вычислительное ядро процессора будет работать с этой областью памяти напрямую, без создания копии, а после выполнения необходимых действий область памяти будет возвращена в распоряжение графического ядра.

Семейство новых графических ядер GT1, GT2 и GT3 обладает улучшенными возможностями по кодированию-декодированию видеоданных. Поддерживается аппаратное декодирование форматов H.264/MPEG-4 AVC, VC-1, MPEG-2, MPEG-2 HD, Motion JPEG, DivX с разрешением вплоть до 4096×2304 пикселов. Заявляется, что графическое ядро способно одновременно декодировать несколько видеопотоков 1080p и воспроизводить видео 2160p без подтормаживания и пропуска кадров.

Появился и специальный блок улучшения качества видео, который называется Video Quality Engine и отвечает за шумоподавление, цветокоррекцию, деинтерлейсинг, адаптивное изменение контраста и т.д. Также новые графические ядра будут поддерживать функции стабилизации изображения, преобразования частоты кадров и расширенной гаммы.

Кроме того, графическое ядро в процессоре Haswell обеспечивает подключение до трех мониторов одновременно. Поддерживаются порты Display Port 1.2 с разрешениями до 3840×2160 и частотой 60 Гц, HDMI c разрешением до 4096×2304 и частотой 24 Гц (при максимальном разрешении), а также порт DVI.

Модельный ряд процессоров Haswell

Пока еще преждевременно говорить о модельном ряде процессоров Haswell. Естественно, в Интернете можно найти разнообразную и порой противоречивую информацию относительно планов компании Intel по выпуску процессоров Haswell. Однако официально эту информацию компания не подтверждает, поэтому неизвестно, какие именно модели процессоров будут объявлены в первую очередь.

Достоверно известно лишь, что процессоры Haswell будут официально называться Intel Core четвертого поколения и составят три серии: Core i7, Core i5 и Core i3. Как и предыдущие поколения процессоров Intel, модели процессоров Haswell маркируются четырехзначным числом, которое начинается с цифры 4 (первая цифра обозначает номер поколения процессоров).

Первоначально компания Intel объявит о выпуске процессоров для настольных ПК и ноутбуков серий Core i7 и Core i5, а более слабые и дешевые процессоры серии Core i3 появятся позже.

Процессоры для настольных ПК будут наделяться графическим ядром GT2 с официальным названием Intel HD Graphics 4600, однако это лишь слухи, поэтому вполне возможно, что в семействе процессоров для настольных ПК окажется модель с графическим ядром GT3 (официальное название Intel HD Graphics 5200).

Мобильные версии процессоров Haswell будут оснащаться графическим ядром либо GT3 (топовые модели), либо GT2.

Опять же по слухам, все версии мобильных процессоров будут четырехъядерными с поддержкой технологии Hyper-Threading (речь идет о семействе мобильных процессоров Core i7). Процессоры для настольных ПК семейств Core i7 и Core i5 также будут преимущественно (за исключением одной модели в семействе Core i5) четырехъядерными, однако технологию Hyper-Threading будут поддерживать только топовые модели семейства Core i7 и двухъядерная модель процессора семейства Core i5.

Все процессоры семейств Core i5 и Core i7 будут поддерживать технологию Turbo Boost.

Размер кэша L3 у процессоров семейств Core i7 и Core i5 может составлять 8, 6 и 4 Мбайт, ну а TDP этих процессоров варьируется от 35 до 84 Вт.

Процессоры для настольных ПК имеют разъем LGA 1150 и совместимы только с материнскими платами на базе новых чипсетов Intel 8-й серии.

Процессор Intel Core i7-4770

Если обо всем модельном ряде процессоров Haswell и их характеристиках на момент написания этой статьи официальной информации мы не имели, то о процессоре Intel Core i7-4770, который был у нас на тестировании, мы знали все. Этот процессор не самый топовый в семействе Intel Core i7 четвертого поколения и уступает лишь модели Intel Core i7-4770K, которая отличается от него тем, что имеет полностью разблокированный коэффициент умножения и на 100 МГц более высокую базовую тактовую частоту. Во всем остальном эти процессоры одинаковы.

Итак, процессор Intel Core i7-4770 является четырехъядерным, поддерживает технологию Hyper-Threading, а его базовая частота составляет 3,4 ГГц. В режиме Turbo Boost максимальная тактовая частота может достигать 3,9 ГГц. Процессор наделен кэшем L3 размером 8 Мбайт и графическим ядром GT2 (официальное название Intel HD Graphics 4600), которое работает на тактовой частоте 1,2 ГГц. Контроллер памяти в процессоре, как и прежде, двухканальный, а официальная максимальная частота поддерживаемой памяти DDR3 составляет 1600 МГц (можно, конечно, использовать и более скоростную память).

Опять же, как и ранее, процессор Intel Core i7-4770 имеет встроенный контроллер PCI Express 3.0 на 16 линий. Ну и последнее немаловажное обстоятельство - TDP этого процессора составляет 84 Вт.

Для сравнения напомним, что процессор Intel Core i7-3770 (кодовое наименование Ivy Bridge) предыдущего поколения имеет очень похожие характеристики. Он также является четырехъядерным, поддерживает Hyper-Threading и имеет кэш L3 размером 8 Мбайт. Немного отличаются базовые тактовые частоты этих процессоров: для модели Intel Core i7-4770 она составляет 3,4 ГГц, а для Intel Core i7-3770К - 3,5 ГГц. Однако в режиме Turbo Boost тактовые частоты этих процессоров совпадают: если загружено одно или два ядра процессора, то максимальная тактовая частота может составлять 3,9 ГГц (при условии, что не превышено максимальное энергопотребление и максимальный ток). В случае если загружены три ядра процессора, максимальная тактовая частота может составлять 3,8 ГГц, а при загрузке всех четырех ядер - 3,7 ГГц.

Отличаются в этих процессорах графические ядра и, конечно же, сама микроархитектура вычислительных ядер. А теперь маленькая деталь: процессор Intel Core i7-3770 имеет TDP 77 Вт, то есть меньше, чем Intel Core i7-4770. Что ж, видимо увеличение размеров буферов и количества регистров, дополнительные порты функциональных устройств и увеличение пропускной подсистемы памяти процессора даром не прошли. Всё это привело и к увеличению энергопотребления процессора. С этим, однако, вполне можно примириться, если за счет небольшого увеличения энергопотребления достигнут адекватный прирост производительности процессора. Что ж, осталось проверить, так ли это на самом деле.

Производительность в неигровых приложениях

Для тестирования процессора Intel Core i7-4770 мы использовали нашу утилиту ComputerPress Benchmark Script v.12.0, подробное описание которой можно найти в мартовском номере журнала. Напомним, что данная тестовая утилита основана на следующих реальных приложениях:

• Xilisoft Video Converter Ultimate 7.7.2;
• Wondershare Video Converter Ultimate 6.0.3.2;
• Movavi Video Converter 10.2.1;
• Adobe Premier Pro CS 6.0;
• Photodex ProShow Gold 5.0.3276;
• Adobe Audition CS 6.0;
• Adobe Photoshop CS 6.0;
• ABBYY FineReader 11;
• WinRAR 4.20;
• WinZip 17.0.

В качестве показателя производительности используется время выполнения тестовых заданий.

Понятно, что само по себе время выполнения тестовых заданий еще не позволяет оценить производительность процессора. Подобные результаты имеют смысл только в сравнении с некоторыми результатами, принимаемыми за референсные. Такое сопоставление результатов позволяет оценить, во сколько раз (или на сколько процентов) тестируемый процессор более производителен (а может, и менее) референсного при выполнении определенной задачи.

Мы сравнивали процессор Intel Core i7-4770 с процессором Intel Core i7-3770. Для наглядности представления результатов также рассчитывались общий интегральный показатель производительности процессора и интегральные оценки по отдельным группам тестов (видеоконвертирование, создание видеоконтента, аудиообработка, обработка цифровых фотографий, распознавание текста, архивирование и разархивирование данных).

Для расчета интегральной оценки производительности результаты тестирования процессора Intel Core i7-4770 нормировались относительно результатов процессора Intel Core i7-3770K. Нормированные результаты тестов разбивались на шесть логических групп (видеоконвертирование, аудиообработка, создание видеоконтента, обработка цифровых фотографий, распознавание текста, архивирование и разархивирование данных), и в каждой группе рассчитывался интегральный результат как среднегеометрическое от нормированных результатов. Для удобства представления результатов полученное значение умножалось на 1000. После этого рассчитывалось среднегеометрическое от полученных интегральных результатов, которое и представляет собой результирующий интегральный показатель производительности. Для процессора Intel Core i7-3770K интегральный результат производительности, а также интегральные результаты по каждой отдельной группе тестов составляют 1000 баллов.

Для тестирования процессора Intel Core i7-3770K использовалась следующая конфигурация ПК:

• материнская плата - Gigabyte GA-Z77X-UD5H;
• чипсет системной платы - Intel Z77 Express;
• память - DDR3-1600;
• видеокарта - процессорное графическое ядро Intel HD 4000;
• Тестирование процессора Intel Core i7-4770 проводилось на следующем стенде:
• материнская плата - Intel DH87MC;
• чипсет системной платы - Intel H87 Express;
• память - DDR3-1600;
• объем памяти - 16 Гбайт (два модуля GEIL по 8 Гбайт);
• режим работы памяти - двухканальный;
• видеокарта - процессорное графическое ядро Intel HD 4600;
• накопитель - Intel SSD 520 (240 Гбайт).

В обоих случаях применялась операционная система Microsoft Windows 8 Enterprise (64-bit).

Отметим, что материнская плата Intel DH87MC, которую мы использовали для тестирования процессора Intel Core i7-4770, - это инженерный сэмпл. Компания Intel отказалась от производства материнских плат под своим брендом и теперь занимается лишь референсным дизайном, то есть производит платы в качестве образца для своих партнеров. Поэтому плата Intel DH87MC никогда не поступит в продажу.

Как для процессора Intel Core i7-3770K, так и для процессора Intel Core i7-4770 тестирование проводилось с настройками BIOS по умолчанию, то есть режим Intel Turbo Boost был активирован, но никакого разгона процессоров не производилось.

Для обеспечения высокой точности результатов все тесты прогонялись по пять раз.

Результаты тестирования представлены в табл. 1 и на рис. 6.

Рис. 6. Интегральные результаты тестирования процессоров утилитой

ComputerPress Benchmark Script v.12.0

Как видите, интегральная производительность процессора Intel Core i7-4770 почти на 10% превосходит производительность процессора Core i7-3770K, причем наибольший прирост в производительности наблюдается в таких приложениях, как Adobe Photoshop CS6 (15%) и Adobe Premier Pro CS 6.0 (18%) и Photodex ProShow Gold 5.0.3276 (13%).

При этом нужно учесть, что процессоры Intel Core i7-4770 и Core i7-3770K работают на одной и той же тактовой частоте и наблюдаемая разница в производительности объясняется исключительно изменениями в микроархитектуре процессора Intel Core i7-4770. В неигровых приложениях новая микроархитектура процессора Haswell позволяет получить выигрыш в производительности в среднем на 10%.

Производительность в играх

Утилита ComputerPress Benchmark Script v.12.0 позволяет оценить производительность процессора лишь при работе с неигровыми приложениями, в которых возможности интегрированного графического ядра практически не используются.

Поэтому мы также оценили производительность графического ядра процессора Intel Core i7-4770 в 3D-играх с использованием бенчмаков 3DMark Professional и 3DMark 11 Advanced Edition.

Бенчмарк 3DMark Professional - это новый тест, который поддерживает как Windows-, так и Android-платформы. В состав этого бенчмарка входят три теста: Ice Storm, Cloud Gate и Fire Strike. Первый из них ориентирован на мобильные устройства типа смартфонов, планшетов или нетбуков, второй - на ноутбуки/ультрабуки и универсальные компьютеры среднего уровня; а третий - на производительные игровые ПК с мощной графикой.

Результаты тестирования процессоров с применением бенчмарков 3DMark Professional и 3DMark 11 Advanced Edition представлены в табл. 2 и табл.3 и на рис. 7 и 8.

Рис. 7. Результаты тестирования процессоров

Рис. 8. Результаты тестирования процессоров

Как видно из результатов тестов 3DMark Professional и 3DMark 11 Advanced Edition, графическое ядро Intel HD 4600 (процессор Core i7-4770) действительно имеет бо льшую производительность, чем ядро Intel HD 4000 (процессор Core i7-3770K). Однако разница по производительности в этих тестах не в два раза, как об этом заявляла компания Intel в своих презентационных материалах, а немного меньше. Тем не менее прогресс в производительности графической подсистемы налицо.

Открытым, однако, остался еще один вопрос. Да, производительность графической подсистемы в процессоре Core i7-4770 увеличилась почти вдвое по сравнению с процессором Core i7-3770K. Но достаточно ли этой производительности, чтобы на компьютере можно было играть без использования дискретной графической видеокарты? Если посмотреть на детальный результат в тестах 3DMark Professional и 3DMark 11 Advanced Edition (значение FPS в графических тестах), то можно сделать вывод, что для игр графическое ядро Intel HD 4600 не годится. Однако всё же бенчмарки 3DMark Professional и 3DMark 11 Advanced Edition - это специфические программы. А потому, чтобы дать объективный ответ на этот вопрос, обратимся к результатам тестирования процессора Core i7-4770 и в других игровых бенчмарках. В данном случае нет необходимости сравнивать результаты тестирования графических ядер процессоров Core i7-4770 и Core i7-3770K, поскольку нас интересует лишь абсолютный результат процессора Core i7-4770 в FPS.

• Для этого тестирования мы использовали следующие бенчмарки:
• Unigine Heaven Benchmark 4.0;
• Unigine Valley 1.0;
• Bioshock Infinite (встроенный бенчмарк);
• Metro 2033 (встроенный бенчмарк).

Тестирование проводилось при разрешении экрана 1920×1080 (меньшее разрешение просто неактуально) и в двух режимах: максимальной производительности и максимального качества. Эти крайние настройки определяют своеобразную вилку, за пределы которой FPS выйти уже не может при любых настройках игры.

Настройки каждого бенчмарка на режимы максимальной производительности и качества представлены в табл. 4 , табл. 5 , табл. 6 и табл. 7 , а результаты тестирования - на рис. 9.

Рис 9. Результаты тестирования процессора Intel Core i7-4770 в играх

и игровых бенчмарках

Из результатов тестирования видно, что даже при настройке на минимальное качество (максимальную производительность) встроенное в процессор Intel Core i7-4770 графическое ядро не позволит играть в современные 3D-игры. Ни в одном из используемых нами бенчмарков среднее значение FPS не поднимется выше 30 FPS, что, конечно же, нельзя признать удовлетворительным результатом. А посему, вывод такой: действительно, новое графическое ядро Intel HD 4600 более производительное в сравнении с ядром Intel HD 4000, но это обстоятельство не означает, что встроенная графика позволит вам обходиться без дискретной графической карты. Для компьютера, на котором будут запускаться игры, встроенная графика явно не годится.

Заключение

В заключение нашего обзора процессора Intel Core i7-4770 подведем краткий итог.

В сравнении с процессором Intel Core i7-3770K производительность процессора Intel Core i7-4770 выросла примерно на 10% в неигровых приложениях. Однако, говоря о росте производительности процессоров Haswell, нужно иметь в виду очень важное обстоятельство.

Одно из главных достоинств процессоров Intel Core второго (Sandy Bridge) и третьего (Ivy Bridge) поколений заключалось в том, что они были хорошо разгоняемы и понятие базовой тактовой частоты было в какой­то мере виртуальным. Эти процессоры делились на полностью разблокированные (процессоры К-серии) и частично разблокированные (все остальные процессоры). Процессоры K-серии можно было разгонять путем изменения коэффициента умножения (максимальное значение для коэффициента умножения хоть и существует, но оно достаточно высокое).

Для частично разгоняемых процессоров можно было установить коэффициент умножения на четыре ступени выше, чем максимальное значение в режиме Turbo Boost. К примеру, процессор Intel Core i7-3770 c базовой тактовой частотой 3,4 ГГц можно разогнать до частоты 4,3 ГГц (коэффициент умножения 43), поскольку максимальная тактовая частота этого процессора в режиме Turbo Boost составляет 3,9 ГГц (коэффициент умножения 39).

Однако в процессорах Haswell, не относящихся к K-серии, такой частичный разгон заблокирован вообще, а значит разогнать их невозможно.

Казалось бы, кроме манипуляций с коэффициентом умножения процессор можно также разгонять путем увеличения частоты системной шины. Формально, действительно, можно. Но, как показывает практика, процессоры Intel Core второго, третьего и четвертого поколений практически невозможно разогнать за счет увеличения частоты системной шины. В частности, наши эксперименты с процессором Intel Core i7-4770 показали, что после увеличения частоты системной шины всего на 3 МГц система уже не загружается.

Зачем Intel заблокировала возможность частичного разгона - абсолютно непонятно. Скорее всего, этот недружественный шаг компании по отношению к пользователям и партнерам, занимающимся производством материнских плат, можно расценить как очередную маркетинговую ошибку компании.

Невозможность разгона процессоров Haswell, не относящихся к К-серии, приводит к следующему печальному выводу. С точки зрения стоимости и производительности выгоднее купить частично разблокированный процессор Intel Core i7-3770, чем абсолютно заблокированный процессор Intel Core i7-4770. Разогнав его до частоты 4,3 ГГц (до такой частоты он разгоняется без проблем), вы получите более высокую производительность в сравнении с процессором Intel Core i7-4770.

ВведениеТак уж повелось, что каждый год компания Intel обновляет микроархитектуру своих процессоров, нацеленных на использование в общеупотребительных персональных компьютерах. Этот график стал уже настолько привычен, что воспринимается как что-то само собой разумеющееся. Sandy Bridge были выпущены в начале 2011 года, Ivу Bridge появились в апреле 2012, а актуальные на данный момент Haswell были представлены 4 июня прошлого года. Учитывая сложившийся распорядок, рынок уже вовсю ожидает процессоры нового поколения – Broadwell. Однако с ними всё сложилось не слишком удачно. Внедрение нового 14-нм техпроцесса, который Intel должна использовать для производства Broadwell, натолкнулось на сложности производственного характера. Поэтому изначальный план, предполагавший появление нового поколения процессорного дизайна в середине этого года, пришлось пересмотреть. Согласно имеющимся актуальным данным, анонс мобильных энергоэффективных вариантов Broadwell произойдёт накануне Нового года, а основанные на этом дизайне процессоры для массовых настольных и мобильных компьютеров станут доступны лишь в следующем году.

В сложившейся ситуации Intel решила как-то скрасить незапланированное затянувшееся ожидание новинок и придумала акцию, получившую кодовое название Haswell Refresh. Её суть заключается в том, что вместо выхода новых процессоров Broadwell компания предлагает усовершенствованные модели старых, производительность которых улучшена не новой микроархитектурой, а увеличенными тактовыми частотами. Официальный анонс CPU, входящих во множество Haswell Refresh, был назначен на 11 мая, и он уже состоялся. В интеловском прайс-листе появилось 42 новые позиции, 24 из которых нацеливаются на настольные системы различных классов. В этом обзоре мы познакомимся с теми из обновлённых Haswell, которые предназначаются для ординарных десктопов и относятся к семействам Core i7, Core i5 и Core i3.

Подробнее о Haswell Refresh для десктопов

Итак, говоря о Haswell Refresh, Intel фактически имеет в виду простое повышение частот своих LGA 1150 процессоров семейства Haswell. В выходе таких обновлённых продуктов нет ничего необычного – компания постепенно повышала частоты своих процессоров между анонсами новых микроархитектур и раньше, просто до этого такие события были разрознены, и им не уделялось столько внимания. Отличительная же особенность Haswell Refresh в том, что рост частот происходит не у отдельных моделей, а у всей линейки целиком, снизу доверху.

Причём, столько внимания Haswell Refresh уделяется не из-за их какой-то новизны или заметного увеличения производительности. Вся шумиха – искусственна, её специально генерирует сама Intel, пытаясь создать впечатление непрекращающихся инноваций даже несмотря на перенос анонса Broadwell на более поздний срок. Другими словами, выход Haswell Refresh – вполне ординарное обновление, а свежие процессоры отличаются от старых, присутствующих на рынке уже почти год Haswell, только возросшей на смешные 100 МГц частотой. То есть, речь идёт о незначительном приросте в производительности, составляющем порядка 2-3 процентов, и не более того.

К счастью, за этот небольшой прирост быстродействия покупатели не должны ничего платить. Новые процессоры Haswell Refresh заняли старые позиции в прайс-листе, вытеснив оттуда Haswell образца прошлого года. Если говорить конкретно о предложениях для настольных компьютеров, то происходящая замена выглядит следующим образом:

Необходимо подчеркнуть, что рост тактовой частоты происходит в рамках установленных ранее тепловых пакетов: 84 Вт для Core i7 и Core i5 и 54 Вт – для Core i3. Однако при этом в основе Haswell Refresh остаются точно такие же полупроводниковые кристаллы, как и использовались ранее. Улучшение частотного потенциала обеспечивается исключительно совершенствованием интеловского 22-нм технологического процесса, ревизия же ядра в новинках не меняется и сохраняет номер C0. А это означает, что принципиальных улучшений в тепловых и электрических характеристиках, как и в каких-то иных нюансах работы новых процессоров, ожидать не следует.

Процессоры Haswell Refresh для настольных систем

Абсолютно также как предшественники выглядят процессоры Haswell Refresh и внешне.

Слева – обычный Haswell, справа – Haswell Refresh

Единственное связанное с выходом Haswell Refresh интересное и принципиально важное изменение коснётся оверклокерских процессоров K-серии, полной информации о которых пока нет в силу того, что они будут представлены несколько позже, предположительно 2 июня. Пока Intel продолжит предлагать для оверклокеров старые модели Core i7-4770K и Core i5-4670K, но те процессоры, которые придут им на смену, заслуживают отдельного рассказа.

Дело в том, что в разновидностях Haswell Refresh со свободными множителями, имеющих собственное собирательное кодовое имя Devil’s Canyon, мы увидим не только возросшие паспортные частоты. Intel собирается сделать эти процессоры более привлекательными для разгона, для чего планирует внести серьёзные изменения в их упаковку. Теплопроводящий материал, расположенный между процессорным кристаллом и крышкой-теплораспределителем будет заменён на более эффективный, а сама крышка будет изготавливаться из другого сплава с лучшей теплопроводностью. По предварительным данным, семейство Devil’s Canyon будет состоять из двух разблокированных LGA 1150 процессоров: Core i7-4790K и Core i5-4690K. Причём, они получат более высокий, чем у обычных Haswell Refresh, тепловой пакет и заметно повышенные тактовые частоты даже в номинальном режиме.

К сожалению, это пока всё, что известно о Devil’s Canyon, но когда образцы этих CPU появятся в нашей лаборатории, мы непременно поделимся исчерпывающей информацией о них в наших обзорах. Сегодня же речь будет идти только об обычных десктопных Haswell Refresh со стандартным уровнем тепловыделения, которые уже можно купить в магазинах.

В серии Core i7 новинка пока только одна:

Core i7-4790 повышает тактовую частоту старшей линейки процессоров для платформы LGA 1150 на 100 МГц, обгоняя, таким образом, и оверклокерский Core i7-4770K, и обычный Core i7-4771. В остальном, это типичный Core i7 поколения Haswell: он имеет четыре ядра, поддерживает Hyper-Threading, располагает вместительным кэшем третьего уровня объёмом 8 Мбайт. Графическое ядро, как и у предшественников, относится к классу GT2, то есть располагает 20 исполнительными устройствами. Следует отметить, что благодаря технологии Turbo Boost 2.0 типичной частотой работы для Core i7-4790 является 3.8 ГГц.

Core i7-4790

Полный набор технологий обеспечения безопасности, включая vPro, TXT и VT-d, этим процессором также поддерживается в полном объёме. Иными словами, Core i7-4790 – это новый флагман для платформы LGA 1150, но без поддержки разгона.

В серии Core i5 появилась три новых процессора Haswell Refresh:

У этих процессоров частоты по сравнению с предшественниками повысились тоже всего на 100 МГц. Но этого оказалось достаточно для того, чтобы старший Core i5-4690 стал быстрее Core i5-4670K и перехватил лидерство в этой линейке. Остальные же процессоры органично разместились в свободных ранее частотных слотах. Прочие их характеристики не поменялись. Hyper-Threading в серии Core i5 не поддерживается, L3-кэш сокращён до 6 Мбайт, используемое графическое ядро – GT2.

Core i5-4690



Core i5-4590



Core i5-4460

Младший процессор Core i5-4460 занимает в серии особое место: в нём отключены технологии обеспечения безопасности vPro и TXT, а также не поддерживаются инструкции для работы с транзакционной памятью. Технология Turbo Boost 2.0 делает типичной рабочей частотой для Core i5-4690 – 3,7 ГГц, для Core i5-4590 – 3,5 ГГц и для Core i5-4460 – 3,2 ГГц.

Серия Core i3 с выходом Haswell Refresh приросла ещё тремя модификациями:

Здесь также произошло 100-мегагерцовое увеличение тактовых частот при сохранении всех остальных характеристик. Процессоры Core i3, в отличие от старших моделей, двухъядерные, но они поддерживают технологию виртуальной многопоточности Hyper-Threading. За счёт этого они обладают меньшим расчётным тепловыделением на уровне 54, а не 84 Вт. Следует отметить, что в линейке Core i3 на момент анонса Haswell Refresh уже не было свободных частотных слотов, поэтому вышло так, что модель Core i3-4350 полностью совпала по характеристикам с Core i3-4340. Единственное отличие новой модификации – более низкая цена.

Core i3-4360



Core i3-4350



Core i3-4150

В процессорах Core i3-4360 и Core i3-4350 размер кэш-памяти третьего уровня составляет 4 Мбайт, а у Core i3-4150 кэш уменьшен до 3 Мбайт. Хуже во младшей модели и графическое ядро. Хотя формально все Core i3 снабжены графикой GT2, в Core i3-4150 количество исполнительных устройств GPU уменьшено с 20 до 16.

Любые LGA 1150 процессоры Haswell Refresh никаких дополнительных условий на материнские платы не накладывают. Несмотря на то, что к их появлению приурочено и обновление платформы с её переводом на новые наборы логики девятой серии (Z97 и H97), все новые CPU без проблем работают в старых LGA 1150-материнках с чипсетами восьмой серии. Для их правильного определения платами, выпущенными в прошлом году, требуется только обновление BIOS.

Что касается разгонных возможностей, то у Haswell Refresh, вышедших к настоящему моменту, их вообще нет ни в каком объёме. Увеличение частот выше номинальных сменой множителя невозможно, разгон же по шине крайне ограничен. Фактически, предел, до которого можно разогнать базовый тактовый генератор, составляет порядка 105-110 МГц. То есть, приобретение Haswell Refresh с целью эксплуатации их в нештатных режимах какого бы то ни было смысла лишено. Впрочем, разгон памяти до уровня DDR3-2400 неоверклокерские процессоры для платформы LGA 1150 всё же позволяют.

Как мы тестировали

Новые процессоры, относящиеся к множеству Haswell Refresh, мы сравнили с их предшественниками, ординарными Haswell, которые уже почти год доступны в продаже. В результате, список задействованных в тестировании аппаратных компонентов выглядит следующим образом:

Процессоры:

Intel Core i7-4790 (Haswell, 4 ядра + HT, 3,6-4,0 ГГц, 4x256 Кбайт L2, 8 Мбайт L3);
Intel Core i7-4770K (Haswell, 4 ядра + HT, 3,5-3,9 ГГц, 4x256 Кбайт L2, 8 Мбайт L3);
Intel Core i5-4690 (Haswell, 4 ядра, 3,5-3,9 ГГц, 4x256 Кбайт L2, 6 Мбайт L3);
Intel Core i5-4670K (Haswell, 4 ядра, 3,4-3,8 ГГц, 4x256 Кбайт L2, 6 Мбайт L3);
Intel Core i5-4590 (Haswell, 4 ядра, 3,3-3,7 ГГц, 4x256 Кбайт L2, 6 Мбайт L3);
Intel Core i5-4570 (Haswell, 4 ядра, 3,2-3,6 ГГц, 4x256 Кбайт L2, 6 Мбайт L3);
Intel Core i5-4460 (Haswell, 4 ядра, 3,2-3,4 ГГц, 4x256 Кбайт L2, 6 Мбайт L3);
Intel Core i5-4440 (Haswell, 4 ядра, 3,1-3,3 ГГц, 4x256 Кбайт L2, 6 Мбайт L3);
Intel Core i3-4360 (Haswell, 2 ядра + HT, 3,7 ГГц, 2x256 Кбайт L2, 4 Мбайт L3);
Intel Core i3-4350 (Haswell, 2 ядра + HT, 3,6 ГГц, 2x256 Кбайт L2, 4 Мбайт L3);
Intel Core i3-4340 (Haswell, 2 ядра + HT, 3,6 ГГц, 2x256 Кбайт L2, 4 Мбайт L3);
Intel Core i3-4150 (Haswell, 2 ядра + HT, 3,5 ГГц, 2x256 Кбайт L2, 3 Мбайт L3);
Intel Core i3-4130 (Haswell, 2 ядра + HT, 3,4 ГГц, 2x256 Кбайт L2, 3 Мбайт L3).

Процессорный кулер: Noctua NH-U14S.
Материнская плата: Gigabyte Z87X-UD3H (LGA1150, Intel Z87 Express).
Память: 2x8 Гбайт DDR3-2133 SDRAM, 9-11-11-31 (G.Skill F3-2133C9D-16GTX).
Видеокарта: NVIDIA GeForce GTX 780 Ti (3 Гбайт/384-бит GDDR5, 876-928/7000 МГц).
Дисковая подсистема: Intel SSD 520 240 GB (SSDSC2CW240A3K5).
Блок питания: Corsair AX760i (80 Plus Platinum, 760 Вт).

Тестирование выполнялось в операционной системе Microsoft Windows 8 Enterprise x64 с использованием следующего комплекта драйверов:

Intel Chipset Driver 10.0.13;
Intel Management Engine Driver 10.0.0.1204;
Intel Rapid Storage Technology 13.0.3.1001;
NVIDIA GeForce Driver 335.23.

Производительность

Общая производительность

Для оценки производительности процессоров в общеупотребительных задачах мы традиционно используем тестовый пакет Bapco SYSmark, моделирующий работу пользователя в реальных распространённых современных офисных программах и приложениях для создания и обработки цифрового контента. Идея теста очень проста: он выдаёт единственную метрику, характеризующую средневзвешенную скорость компьютера при повседневном использовании. Недавно этот бенчмарк в очередной раз обновился, и теперь мы задействуем самую последнюю версию – SYSmark 2014.

Результаты, отображённые на диаграмме, вполне ожидаемы. Учитывая, что в процессорах Haswell Refresh нет никаких усовершенствований и оптимизаций на уровне микроархитектуры, всё решает тактовая частота. А, поскольку в новых CPU она возросла всего на 100 МГц, отличия в показателях производительности старых Haswell и представителей множества Haswell Refresh, приходящих им на смену, составляет в среднем 2,5 процента. Конкретнее: Core i7-4790 обгоняет Core i7-4771 (он же Core i7-4770K) на 1,8 процента; Core i5-4690 превосходит Core i5-4670 на 2,3 процента; Core i5-4590 опережает Core i5-4570 на 2,3 процента, Core i5-4460 быстрее Core i5-4440 на 2,7 процента, Core i3-4360 превосходит Core i3-4340 на 3,1 процента, а Core i3-4150 обгоняет Core i3-4130 на 2,3 процента.

Более глубокое понимание результатов SYSmark 2014 способно дать знакомство с оценками производительности, получаемое в различных сценариях использования системы. Сценарий Office Productivity моделирует типичную офисную работу: подготовку текстов, обработку электронных таблиц, работу с электронной почтой и посещение Интернет-сайтов. Сценарий задействует следующий набор приложений: Adobe Acrobat XI Pro, Google Chrome 32, Microsoft Excel 2013, Microsoft OneNote 2013, Microsoft Outlook 2013, Microsoft PowerPoint 2013, Microsoft Word 2013, WinZip Pro 17.5 Pro.

В сценарии Media Creation моделируется создание рекламного ролика с использованием предварительно отснятых цифровых изображений и видео. Для этой цели применяются популярные пакеты Adobe Photoshop CS6 Extended, Adobe Premiere Pro CS6 и Trimble SketchUp Pro 2013.

Сценарий Data/Financial Analysis посвящён статистическому анализу и прогнозированию инвестиций на основе некой финансовой модели. В сценарии используются большие объёмы численных данных и два приложения Microsoft Excel 2013 и WinZip Pro 17.5 Pro.

Игровая производительность

Как известно, производительность платформ, оснащенных высокопроизводительными процессорами, в подавляющем большинстве современных игр определяется мощностью графической подсистемы. Именно поэтому при тестировании процессоров мы выбираем наиболее процессорозависимые игры, а измерение количества кадров выполняем дважды. Первым проходом тесты проводятся без включения сглаживания и с установкой далеко не самых высоких разрешений. Такие настройки позволяют оценить, насколько хорошо проявляют себя процессоры с игровой нагрузкой в принципе, а значит, позволяют строить догадки о том, как будут вести себя тестируемые вычислительные платформы в будущем, когда на рынке появятся более быстрые варианты графических ускорителей. Второй проход выполняется с реалистичными установками – при выборе FullHD-разрешения и максимального уровня полноэкранного сглаживания. На наш взгляд такие результаты не менее интересны, так как они отвечают на часто задаваемый вопрос о том, какой уровень игровой производительности могут обеспечить процессоры прямо сейчас – в современных условиях.

Мы не стали загружать обзор большим количеством игровых тестов, так как прирост производительности, который обеспечивают процессоры семейства Haswell Refresh, не слишком заметен. Тем не менее, на приведённых графиках можно отметить несколько разнообразных вариантов того, как складывается игровая производительность.

Так, Batman: Arkham Origin – игра, в которой производительности любых интеловских процессоров оказывается достаточно для того, чтобы полностью загрузить флагманскую графическую карту NVIDIA GeForce GTX 780 Ti. В результате, в ней мы видим крайне незначительное влияние выбора CPU на результат, а новые Haswell Refresh вообще ничем не выделяются на фоне предшественников.

Civilization V: Brave New World – стратегическая игра, где выполняются активные расчёты на CPU, однако и здесь слишком мощные процессоры оказываются ни к чему. Начиная с Core i5-4570 и выше прирост производительности почти незаметный. Однако и ниже этой своеобразной границы преимущество Haswell Refresh над равноценными предшественниками составляет в районе 3 процентов.

Metro: Last Light – весьма процессорозависимый шутера, но при максимальных настройках качества (в первую очередь, из-за тесселяции), частота кадров всё равно упирается в мощность видеокарты. Зато при уменьшении разрешения можно увидеть небольшой эффект от увеличения частоты в свежеанонсированных Haswell Refresh. Его масштаб стандартен – около 2 процентов.

В Thief всё выглядит ещё интереснее. Эта – одна из немногих игр, отрицательно относящихся к технологии Hyper-Threading в четырёхъядерных процессорах. Она оптимизирована под четыре потока, и дополнительные виртуальные ядра в Core i7 только снижают производительность. Если же говорить об эффекте, который даёт подмена Haswell на Haswell Refresh, то он вновь незначителен: не более 3 процентов при пониженном разрешении и не более 1 процента при максимальных настройках графики.

Тесты в приложениях

В Autodesk 3ds max 2014 мы измеряем скорость рендеринга в mental ray специально подготовленной сложной сцены.

Производительность в новом Adobe Premiere Pro CC тестируется измерением времени рендеринга в формат H.264 Blu-Ray проекта, содержащего HDV 1080p25 видеоряд с наложением различных эффектов.

Измерение производительности в новом Adobe Photoshop CC мы проводим с использованием собственного теста, представляющего собой творчески переработанный Retouch Artists Photoshop Speed Test, включающий типичную обработку четырёх 24-мегапиксельных изображений, сделанных цифровой камерой.

Для измерения быстродействия процессоров при компрессии информации мы пользуемся архиватором WinRAR 5.0, при помощи которого с максимальной степенью сжатия архивируем папку с различными файлами общим объёмом 1,7 Гбайт.

Для оценки скорости перекодирования видео в формат H.264 использовался тест x264 FHD Benchmark 1.0.1 (64bit), основанный на измерении времени кодирования кодером x264 исходного видео в формат MPEG-4/AVC с разрешением 1920x1080@50fps и настройками по умолчанию. Следует отметить, что результаты этого бенчмарка имеют огромное практическое значение, так как кодер x264 лежит в основе многочисленных популярных утилит для перекодирования, например, HandBrake, MeGUI, VirtualDub и проч. Мы периодически обновляем кодер, используемый для измерений производительности, и в данном тестировании приняла участие версия r2431, в которой реализована поддержка всех современных наборов инструкций, включая и AVX2.

Никакие приложения не позволяют выявить заметные преимущества процессоров Haswell Rafresh над их предшественниками. Это вполне естественно. Единственное изменение в новых CPU – повышенная частота. Так что заметному приросту быстродействия взяться просто неоткуда. Результаты новых Core i7-4790, Core i5-4690, Core i5-4590, Core i5-4460, Core i3-4360, Core i3-4350 и Core i3-4150 лучше, чем у давно присутствующих на рынке предложений того же класса и той же стоимости максимум на 3 процента.

Энергопотребление

Изменения в производительности, преподнесённые Haswell Refresh, совершенно не впечатляют. Никаких же других улучшений в новых модификациях процессоров, исходя из того, что они основываются на полупроводниковом кристалле старой ревизии, быть не должно. Тем не менее, остаётся небольшая надежда на какие-то улучшения в тепловых и энергетических характеристиках, которые могли произойти за счёт совершенствования производственного технологического процесса. Проверим.

На следующих ниже графиках, если иное не оговаривается отдельно, приводится полное потребление систем (без монитора), измеренное на выходе из розетки, в которую подключен блок питания тестовой системы, и представляющее собой сумму энергопотребления всех задействованных в системе компонентов. В суммарный показатель автоматически включается и КПД самого блока питания, однако учитывая, что используемая нами модель БП, Corsair AX760i, имеет сертификат 80 Plus Platinum, его влияние должно быть минимально. Для правильной оценки энергопотребления мы активировали турбо-режим и все имеющиеся энергосберегающие технологии: C1E, C6 и Enhanced Intel SpeedStep.

В первую очередь измерению подверглось потребление в состоянии простоя.

Здесь все процессоры проявили редкостное единодушие. Оно и понятно: в простое Haswell переходят в энергосберегающие состояния и снижают своё энергопотребление практически до нулевых величин. Поэтому те числа, которые приведены на диаграмме, больше характеризуют потребление остальной части тестовой платформы.

Затем мы измерили максимальное потребление при нагрузке, создаваемой 64-битной версией утилиты LinX 0.6.5 с поддержкой набора инструкций AVX2, базирующейся на пакете Linpack.

Приведённая диаграмма очень явно демонстрирует отсутствие каких-либо улучшений в энергопотреблении у процессоров Haswell Refresh. Новые и более быстрые модели требуют электроэнергии больше, чем их предшественники. При этом проведённый в новых модификациях CPU 100-мегагерцовый разгон выливается примерно в 5-процентный рост энергопотребления. Заметим, что, несмотря на это, Intel не сочла нужным увеличивать для Haswell границы теплового пакета. Иными словами, тепловыделение любых Core i7 и Core i5 должно вписываться в 84-ваттные рамки, а Core i3 – в 54-ваттные.

Учитывая, что энергопотребление, инициируемое базирующейся на пакете Linpack утилитой LinX, сильно превышает средний реалистичный уровень, мы измерили потребление и при более «приземлённой» нагрузке – перекодировании видеоролика при помощи 64-битной версии кодека x264 версии r2431.

В целом, картина здесь точно такая же, как и при нагрузке, создаваемой LinX. Меньше лишь абсолютные значения энергопотребления. Тем не менее, процессоры Haswell Refresh потребляют больше своих предшественников одного класса на те же 5 процентов. Всё это означает лишь одно: никаких улучшений в потреблении новых моделей Haswell не сделано.

Нет никаких явных изменений и в температурном режиме новинок. Очевидно, что в обычных Haswell Refresh теплопроводящий материал под крышкой остался таким же неудачным, что и раньше. Температура ядер при возникновении нагрузки у новых процессоров возрастает практически моментально и держится на высоком уровне даже в том случае, если в системе установлен эффективный кулер. Например, в нашем случае, при использовании кулера Noctua NH-U14S, старший из Haswell Refresh, Core i7-4790 при работе утилиты LinX очень быстро нагревался до 84 градусов. И это без всякого разгона, в номинальном режиме!

Напомним, предельная температура, при которой процессоры семейства Haswell включают троттлинг, – 100 градусов.

Выводы

Подводя итог, мы вынуждены констатировать, что громкое название Haswell Refresh получили совершенно ординарные процессоры, которые своим выходом не привносят практически ничего нового. Для их выпуска Intel не стала проделывать никакой инженерной работы. Поэтому, потребительские качества свежих CPU для платформы LGA 1150 практически не отличаются от того, что предлагалось раньше. Количество ядер, объём кэш-памяти, тип встроенного графического ядра, набор поддерживаемых технологий – всё осталось неизменным. Не было сделано никаких оптимизаций и на уровне полупроводникового кристалла, поэтому тепловыделение и энергопотребление Haswell Refresh осталось на типичном для Haswell уровне.

Единственное, где можно увидеть хоть какое-то движение вперёд – это тактовые частоты. Однако, учитывая, что рост частот не подкрепляется никакими технологическими или инженерными улучшениями, а носит характер лишь простого разгона старых моделей, их увеличение оказалось крайне слабым. Фактически, в рамках Haswell Refresh Intel нарастила скорость работы своих процессоров на минимально возможную дельту – на 100 МГц. Соответственно точно такой же, минимальный, прирост в производительности мы увидели и в процессе тестирования. Новые процессоры Haswell Refresh оказались быстрее старых Haswell на 2-3 процента и не более того.

Всё это означает, что выход Haswell Refresh может быть интересен только в том случае, если вы ещё не мигрировали на платформу LGA 1150. Учитывая, что стоимость новых моделей не выше, чем у старых, при покупке нового компьютера теперь вполне естественно спрашивать в магазинах именно новые модификации процессоров. А если у вашего любимого поставщика Haswell Refresh в прайс-листе пока отсутствуют, лучше немного повременить с покупкой, но впоследствии получить чуть более высокую производительность за те же деньги.

И, кроме того, не забывайте, что примерно через три недели нас ожидает выход ещё пары процессоров, формально относящихся к числу обновлённых Haswell, Core i7-4790K и Core i5-4690K. Эти CPU, имеющие собственное кодовое имя Devil’s Canyon, в отличие от рассмотренных сегодня моделей, обещают стать отличным подарком для энтузиастов. В них появятся и заметно улучшенные тактовые частоты, и понизившиеся рабочие температуры, и лучший разгон. Но не будем забегать вперёд: полный обзор Core i7-4790K и Core i5-4690K вы сможете прочитать на нашем сайте несколько позднее.