Ядерные войны. Тестирование процессора Intel нового поколения

Железный цех Ядерные войны. Тестирование процессора Intel нового поколения 4028.03.2010 19:27  |  «…Clarkdale это хорошая стартовая площадка перед выпуском первых шестиядерных процессоров Westmere. Отличная производительность новых ядер впечатляет, а приятная цена от 3000 рублей не может не радовать. Наконец-то Intel выпустила не просто что-то досто Железный цех

Последние полтора года Intel не хотела вспоминать простых пользователей. Как вышли процессоры Bloomfield по 10 000, 20 000, а то и 40 000 рублей за кристалл, так они и стоят до сих пор. Полгода назад Intel сделала первую попытку быть ближе к народу и выпустила «бюджетную» платформу P55 Express с процессорами Lynnfield, только дешевой ее тоже назвать было нельзя: если раньше самый простой процессор Bloomfield, Core i7-920, стоил от 10 000 рублей, то младшая модель новой линейки — Core i5-750 от 7000. И только этой весной Intel начинает радовать ценами от 3000 рублей за кристалл. Встречаем новое семейство Westmere и его первую двухъядерную линейку Clarkdale. В нее вошли Intel Core i5-6х0, Core i3-5х0 и Pentium G6950. С этим набором Intel будет бороться за нижний ценовой сегмент ($100-200), а заодно вытеснять с рынка собственные решения для LGA775.

Олимпийская эстафета

Ядра Clarkdale (вверху) сделаны по 32-нм техпроцессу, а графическое ядро внизу) по 45-нм.

Intel до сих пор придерживается экстенсивной стратегии развития «Тик-так» (Tick-Tock), принятой еще в 2006 году. Согласно этой стратегии цикл разработки делится на две стадии «тик» и «так», каждая из которых занимает около года. На стадии «тик» происходит миниатюризация технологического процесса и совершенствуется микроархитектура; на стадии «так» появляются процессоры с новой микроархитектурой, но на существующем техпроцессе. Через два года цикл повторяется.

В 2006-м выходили кристаллы со старой микроархитектурой Intel P6 на новом 65-нм техпроцессе («тик»), в 2007-м на старом 65-нм техпроцессе с новой микроархитектурой Intel Core («так»), в 2008-м со старой Intel Core и на новом 45-нм техпроцессе («тик»). В конце 2008-го появились новые Nehalem на старом 45-нм техпроцессе («так»). Сейчас снова начинается фаза «тик»: обкатывается 32-нм техпроцесс, на рынке появляются кристаллы микроархитектуры Westmere (усовершенствованной старой Nehalem).

Переход с 45-нм на 32-нм техпроцесс автоматически снизил энергопотрeбление и выделение тепла ядрами. Плюс к этому Intel ввела high-k транзисторы второго поколения. Так как размеры их затворов уменьшились, то и скорость переключения, по данным самой Intel, выросла на 22%.

Архитектура ядра досталась Clarkdale пpaктически без изменений от Core i7 (Nehalem). Единственная добавка встроенное ускорение Advanced Encryption Standard. Это технология шифрования данных, официально принятая в США. С ее помощью можно закрывать целые жесткие диски при помощи ключей длиной до 256 бит с новыми Clarkdale шифровка будет проходить быстрее. Но насколько это понадобится рядовому пользователю большой вопрос.

Каждому из ядер выделили 64 и 256 Кб кэш-памяти первого и второго уровней, плюс они пользуются общим L3-кэшем объемом до 4 Мб. На этом нововведения в ядрах заканчиваются переходим к самому процессору.

Темная сторона

Собственно процессорные ядра (Core 0 и Core 1) занимают на чипе не больше одной восьмой. Остальное кэш, контроллеры, интегрированное видео.

Ядра на Clarkdale занимают меньше половины общей площади процессора. Во второй части размещены северный мост и графическое ядро. Понятно, что никаких GeForce GTX 285 тут нет. Инженеры компании лишь улучшили старые наработки: в Core i3/5 встроена графическая система GMA HD. За графику в GMA HD отвечают 12 унифицированных блоков с собственной памятью, работающих на частоте 533, 733 и 900 МГц в зависимости от модели процессора. О какой-либо производительности говорить нелепо, хотя Intel заявляет о поддержке DirectX 10 и Shader Model 4.0. Нам же достаточно вспомнить, что сегодняшние видеокарты уже перешли порог в 1000 унифицированных процессоров. Главная заслуга встроенного ядра нового поколения стабильная работа с видео формата Full HD. GMA HD поддерживает шифрование HDCP (без него не получится смотреть Blu-ray-диски) и автоматически включает ускорение обработки HD-видео.

Рядом с GPU разместили северный мост. Первый шаг к его переносу на кристалл сделали еще в Bloomfield, когда встроили в него контроллер памяти DDR3. Дальше в Lynnfield под Intel P55 контроллер памяти упростили с трехкaнaльного до двухкaнaльного, зато добавили в кристалл контроллер PCIe x16 2.0. В результате на Clarkdale стоит двухкaнaльный контроллер памяти DDR3-1333 с поддержкой четырех планок общим объемом до 16 Гб и контроллер PCIe. Единственная проблема конструкция немного потеряла в скорости. Раньше контроллеры стояли на самих ядрах, теперь же установлены в отдельном контейнере, а это дополнительная шина к ядрам, что плохо сказывается на уровне задержек.

Город Clarkdale

У Intel есть традиция называть свои разработки в честь американских городов, рек и гор, которые чем-то знамениты или находятся неподалеку от филиалов компании. Так появились чипсеты «Эмеральд Бэй» и «Гринкрик» (залив в Калифорнии и город в округе Айдахо), семейство процессоров «Рейдленд» (переписной пункт в Кентукки) или WLAN-модуль «Ширли-Пик» (вершина в Кордильерах на территории Калифорнии). Большинство лабораторий, чья деятельность связана с процессорами, базируется в штате Орегон на западе Америки, поэтому орегонских названий в линейках Intel особенно много. Раньше имена выбирались наобум, но в последние несколько лет Intel выработала правила наименования. Например, названия всех десктопных четырехъядерных процессоров в серии Core 2 заканчиваются на «-field» (Kentsfield, Bloomfield), а названия всех двухъядерных моделей на «-dale» (Wolfdale, Arrandale). Линейка Clarkdale названа в честь маленького городка в штате Аризона. Сам городок, в свою очередь, назван в честь предпринимателя Уильяма Кларка, который заложил там в 1912 году огромные плавильные заводы для медной руды, добывавшейся неподалеку. «Кларкдейл» это и есть дословно «долина Кларка». В начале прошлого века это был только рабочий поселок, но слыл он самым обустроенным в округе: в нем были телефон, телеграф, электричество, канализация и даже канавы для сточных весенних вод. Однако в середине XX века добыча руды прекратилась, печи стали никому не нужны и в Кларкдейле начались тяжелые времена. В конце 50-х там возвели цементный завод, который функционирует до сих пор. В 80-90-х в городе даже снималось несколько фильмов («Успеть до полуночи» Мартина Бреста и «Универсальный солдат» Роланда Эммериха), но лучшие годы Кларкдейла, думается, уже прошли. В 2006 году там жило всего 3800 человек, большинство из которых пенсионеры.

Виртуальная скорость

В отличие от старых процессоров, на Clarkdale (слева) два контейнера: в одном процессорные ядра, в другом графическое.

Как и все предыдущие процессоры семейства, новые Clarkdale поддерживают несколько полезных технологий Intel SpeedStep, Turbo Boost, Hyper-threading, Virtualization, Trusted Execution и пр.

В первую очередь нас интересует Hyper-threading (с ней работают все модели, кроме Pentium G6950). Эта технология появилась еще во времена Pentium 4, потом про нее забыли на некоторое время и вспомнили только с выходом Intel Atom. Hyper-threading это обманка для операционной системы, которая заставляет ОС воспринимать одно физическое ядро процессора за два виртуальных и, соответственно, нагружать его двумя потоками данных. Таким образом, двухъядерные Clarkdale могут справляться с четырьмя потоками вычислений одновременно, что положительно сказывается на работе некоторых программ.

Следующей в списке стоит Turbo Boost (поддерживается только Core i5). Это технология автоматического разгона процессоров микроархитектур Nehalem и Westmere. Intel Turbo Boost оценивает возможность разгона ядер, анализируя данные о нагрузке на ядро, его температуре, напряжении и множестве других параметров. Если Turbo Boost считает, что все идет нормально, она отключает у процессора часть ядер, за счет чего создается запас по тепловыделению и на оставшихся ядрах повышается множитель. Благодаря этому частота нагруженного ядра растет без повышения TDP (причем довольно ощутимо на 500-600 МГц). Такой разгон отлично подходит для однопоточных программ, которым не нужна многоядерность.

Новым кристаллам новые чипсеты

При разгоне под жидким азотом на Clarkdale поставили мировой рекорд тактовой частоты 7 ГГц.

Специально для Clarkdale в Intel разработали сразу три новых чипсета со слотом Socket 1156 Intel H57 Express, Intel H55 Express, Intel Q57 Express.

Начнем со старшего Intel H57 Express для тестов мы взяли его топовую версию ASUS P7H57D-V EVO. Как и на P55 Express, здесь процессор связан с южным мостом посредством шины DMI, аналогом PCIe. В пике интерфейс должен обеспечивать скорость 2 Гбит/с. Если не перегружать систему RAID-массивами, этого хватит для работы с жесткими дисками и периферией.

Из нового шина Flexible Display Interface, которая отвечает за работу материнской платы с видеоядром на Clarkdale. Для интегрированной графической системы на панели ввода/вывода распаяны D-sub, DVI и HDMI. Все интерфейсы поддерживают шифрование HDCP и максимальное разрешение 2560х1600. Южный мост мало отличается от моста на P55, набор портов стандартен: PCIe x8, до 4 PCI, до 14 USB 2.0, до 6 SATA 2, GbLAN. Имеется поддержка RAID-массивов 0, 1, 5 и 10.

А вот чего не дано Intel H57 Express, так это поддержки SLI и CrossFire: Intel решила, что процессоры начального уровня не будут покупать любители экстремальных решений, и в стандартном варианте предлагаются материнские платы с одним PCIe x16. Инженеры компаний-производителей восполняют этот пробел сами. Яркий тому пример наша ASUS P7H57D-V EVO: здесь стоит пара SATA Rev. 3 и USB 3.0, пара PCIe x16 2.0 с поддержкой NVIDIA SLI и ATI CrossFireX и мощная система охлаждения.

Вторым чипсетом в линейке Intel стал H55 Express. По техническим хаpaктеристикам он почти не отличим от старшего брата: сократили количество USB 2.0 с 14 до 12 штук, убрали две линии PCIe х1 да отключили поддержку RAID-массивов 0, 1, 5 и 10. На этом чипсете в основном выпускают платы формфактора mATX, как у нашей тестовой ASRock H55M Pro, и даже сюда производители ухитряются втискивать два PCIe x16 и контроллер USB 3.0.

Ну и третий чипсет, Intel Q57 Express, ориентирован на корпоративный рынок. От H57 его отличает только наличие технологии Intel Active Management Technology, которая позволяет удаленно настраивать компьютеры и управлять данными. Дома такая возможность вряд ли пригодится.

Дорогой бюджет

Не стоит разгонять новые процессоры под комплектными кулерами: они слишком слабенькие для этого.

К сожалению, нам не удалось получить на тесты бюджетные версии Clarkdale в феврале, когда мы собирали тестовый стенд, этих кристаллов в России было еще очень мало. Охотясь за считанными образцами новых процессоров, мы достали лишь топовый Core i5-670 с крейсерской скоростью 3,46 ГГц по цене 10 000 рублей. Назвать его бюджетным язык не повернется, зато проверять на нем возможности новой линейки одно удовольствие.

Система собиралась на трех различных чипсетах. Сначала был установлен младший представитель ASRock H55M Pro (H55 Express), затем были проверены ASUS P7H57D-V EVO (Intel H57 Express) и ASUS Sabertooth 55i (Intel P55 Express). Оперативной памяти мы набрали 4 Гб двумя планками Kingston HyperX DDR3-1666. За графику отвечала топовая плата Sapphire Radeon HD 5970.

Конкуренцию новому процессору создавал четырехъядерный Core i7-920, младший из линейки Bloomfield. Под него система собиралась на основе MSI X58 Platinum, остальные компоненты оставались прежними. Оба процессора охлаждал Cooler Master Hyper N620.

Для тестирования каждой из конфигураций на жесткий диск устанавливалась чистая версия Windows Vista Ultimate 64-bit и пакет свежих драйверов. Процессоры мы проверяли по всем параметрам. В списке оказались как рабочие приложения, которыми мы пользуемся регулярно (WinRAR, например), так и синтетика PCMark05, 3DMark Vantage, рендер CineBench R10, а также SuperPi 1.5. Из игр на тестовом стенде побывали Crysis, Devil May Cry 4 и Resident Evil 5. Все они работали на пределе своих возможностей и нагружали компьютер не на шутку.

Двое против четырех

Новые процессоры относят к бюджетному сегменту, однако материнские платы для них оснащают всем, чем только можно (ASUS P7H57D-V EVO).

Запущенный первым PCMark05 решил, что огромная тактовая частота куда важнее четырех ядер, и отдал пальму первенства Core i5-670. Следующий за ним 3DMark Vantage оказался более разборчивым и расставил все на свои места, указав, что полуторагодовалый Core i7-920 больше чем на 70% быстрее новенького Clarkdale. С этим утверждением согласились рендер 3D-сцены CineBench R10 и WinRAR: в этих тестах Core i5-670 уступал Core i7-920 по 50 и 30 процентов соответственно.

Большие надежды мы возлагали на игры, ведь они куда больше любят высокие частоты, нежели лишние ядра. Но разница в 800 МГц не смогла покрыть отсутствие двух ядер, и старичок из линейки Nehalem устойчиво приносил новому поколению по 3-4 кадра в секунду в Crysis. В Devil May Cry 4 разрыв и вовсе возрос до 70 кадров в секунду 125,2 у Core i5-670 против 195,15 у Core i7-920. В Resident Evil 5 разрыв сохранялся на уровне 6-10 кадров в пользу Core i7-920, и только в финальном рывке на 1920x1080, AF 16x, AA 8x новенький Core i5-670 все-таки выиграл у Core i7-920 4 кадра. Единственное, где Core i5-670 смог полностью реабилитироваться, это математический тест SuperPi 1.5. Здесь новый процессор оказался на 2,5 секунды быстрее предшественника, но это говорит скорее о несовершенстве бенчмарка, чем о преимуществах Core i5-670 над Core i7-920.

Пятая нога

Встроенное в Clarkdale графическое ядро мы тестировали отдельно. Как и ожидалось, ничего хорошего Intel не сделала. Интегрированное GPU может понадобиться только любителям HD-фильмов ускорение декодирования видеопотока оправдывает себя на все сто. А вот игрокам этот довесок точно не нужен: ядро еле тянет современные игры на самых низких настройках. В разрешении 1024x768 стабильные 30 fps мы получили только в Devil May Cry 4. Плюс ко всему при использовании GPU отчего-то падает производительность самих ядер процессора: увеличивается время работы WinRAR, снижается скорость рендеринга 3D-сцен в CineBench R10. Почему Intel заставляет нас платить за сомнительную интегрированную в процессор графику решительно непонятно. Интегрированное GPU Core i5-670 Crysis 1.2.1 (Low, 1024x768) 23,99 Devil May Cry 4 (Low, 1024x768) 30,79 Resident Evil 5 (Low, 1024x768) 27,4

Шестая передача

ASRock H55M Pro материнская плата формата mATX, однако показывает отличные результаты и поддерживает CrossFireX.

В штатном режиме Clarkdale вчистую проиграл Bloomfield, но у нас еще оставалась слабая надежда на разгон. В теории переход на 32-нм должен позволить поднять частоту до такого уровня, когда недостаток ядер просто не заметен. И мы отправились в BIOS платы ASUS P7H57D-V EVO. Так как множитель даже у топовой модели оказался заблокирован на 26х, мы работали со значениями BCLK. С первой же попытки мы взяли планку в 4,5 ГГц: в таком режиме Core i5-670 прошел пару стресс-тестов и разогрелся со стандартных для него 56 до 68 градусов Цельсия.

В принципе, на этом стоило остановиться, но нас манила планка в 5 ГГц. Постепенно повышая частоту, мы добрались до 4,85 ГГц, но на них система оказалась нестабильна. Пришлось умерить аппетиты, повернуть вспять и работать на 4,55 ГГц: на более высоких частотах процессор нормально вел себя только первые час-полтора, после чего разогревался выше 70 градусов и система давала сбой. Винить в этом кристалл не стоит. Возможно, если бы в нашем распоряжении был более мощный кулер (например, Cooler Master V10) и производительный корпус, мы смогли бы покорить Clarkdale и на более высоких частотах.

На второй круг

Процессоры Clarkdale могут работать и на старом чипсете Р55 производительность будет почти такой же, как и на новых платах.

После прибавки в 1,1 ГГц Core i5-670 получил по частоте семидесятипроцентное преимущество над старшим Core i7-920. И вот тут-то Clarkdale раскрылся. Изо всех тестов только 3DMark Vantage, WinRAR и Devil May Cry 4 не поддались на нашу хитрость, все остальные единогласно признали, что два ядра на 4,55 ГГц куда круче, чем четыре, но на 2,66 ГГц.

После разгона даже Crysis начал прибавлять по 5-10 кадров в секунду, а Resident Evil 5 и вовсе шагнула на 20 fps вперед. Также прибавке к скорости крайне обрадовался SuperPi 1.5, проведя расчеты почти на 3 секунды быстрее. Больше всех отличился CineBench R10: в тесте на одном ядре он выдал двукратное преимущество Clarkdale. Но вся эта красота закончилась, как только мы разогнали Core i7-920 до 3,79 ГГц. В таком режиме он не оставил i5-670 ни единого шанса и обошел его во всех тестах, кроме SuperPi 1.5.

* * *

Протестированный нами Core i5-670 демонстрация возможностей Clarkdale показал огромный разгонный потенциал и отличные температурные режимы. Если все это сохранится и в младших версиях процессоров, то Intel точно завоюет бюджетный сегмент рынка. В конце концов, не все же работают в специализированных программах вроде 3ds Max или Adobe Photoshop. Рядовому пользователю четыре ядра не нужны, а вот высокая частота для игр критична.

Также не стоит забывать о том, что у нас стояла топовая плата Radeon HD 5970 и производительность системы упиралась именно в процессоры. Если у вас в компьютере будет стоять средняя карточка вроде GeForce GTS 250, разницы между двумя и четырьмя ядрами не будет вообще.

Еще приятно удивило, что Intel не обрезала чипсеты H55 и H57 Express. Оба они работают на одном уровне со старшим P55 Express. То же самое касается разгона на всех трех материнских платах мы добились одинакового результата.

Итог у нас следующий. Clarkdale это хорошая стартовая площадка перед выпуском первых шестиядерных процессоров Westmere. Отличная производительность новых ядер впечатляет, а приятная цена от 3000 рублей не может не радовать. Наконец-то Intel выпустила не просто что-то достойное, но и за нормальные деньги.

Таблица 1

Модель Pentium G6950 Core i3-530 Core i3-540 Core i5-650 Core i5-660 Core i5-661 Core i5-670 Core i7-920 Техпроцесс 32-нм 32-нм 32-нм 32-нм 32-нм 32-нм 32-нм 45 нм Количество транзисторов 382 млн 382 млн 382 млн 382 млн 382 млн 382 млн 382 млн 731 млн Процессорный разъем Socket 1156 Socket 1156 Socket 1156 Socket 1156 Socket 1156 Socket 1156 Socket 1156 Socket 1366 Частота 2,8 ГГц 2,93 ГГц 3,06 ГГц 3,2 ГГц 3,33 ГГц 3,33 ГГц 3,46 ГГц 2,66 ГГц Множитель 21 22 23 24 25 25 26 20 L3-кэш 3 Мб 4 Мб 4 Мб 4 Мб 4 Мб 4 Мб 4 Мб 8 Мб Частота GPU 533 МГц 733 МГц 733 МГц 733 МГц 733 МГц 900 МГц 733 МГц нет GPU Hyper-threading нет есть Максимальная частота Turbo Boost нет 3,46 ГГц 3,6 ГГц 3,6 ГГц 3,73 ГГц 2,93 ГГц TDP 73 Вт 73 Вт 73 Вт 73 Вт 73 Вт 87 Вт 73 Вт 130 Вт Цена, руб. от 3200 от 4000 от 4800 от 6000 от 7000 от 7000 от 10 000 от 10 000

Таблица 2

PCMark05 Overall CPU Memory HDD Core i5-670 (3,46 ГГц) 8944 9043 5934 5253 Core i5-670 (4,55 ГГц) 10 023 11 945 7322 4324 Core i5-670 (встроенное GPU) 6527 9372 6081 5064 Core i7-920 (2,66 ГГц) 8613 8383 5964 5216 Core i7-920 (3,79 ГГц) 10 643 11 560 7238 4853 3DMark Vantage Overall GPU CPU Core i5-670 (3,46 ГГц) 15 709 19 305 10 077 Core i5-670 (4,55 ГГц) 17 603 20 019 12 925 Core i5-670 (встроенное GPU) 481 366 9680 Core i7-920 (2,66 ГГц) 18 853 19 475 17 205 Core i7-920 (3,79 ГГц) 19 948 19 421 21 716 CineBench R10 (64 bit) x1 xN Multi Core i5-670 (3,46 ГГц) 4625 10 830 2,34x Core i5-670 (4,55 ГГц) 6237 14 146 2,27x Core i5-670 (встроенное GPU) 4818 11 208 2,33x Core i7-920 (2,66 ГГц) 3961 16 008 4,04x Core i7-920 (3,79 ГГц) 5310 20 430 3,85x

Таблица 3

WinRAR (файл 100 Мб) SuperPi 1.5 Core i5-670 (3,46 ГГц) 0:57 секунд 12:34 секунды Core i5-670 (4,55 ГГц) 0:57 секунд 9:344 секунды Core i5-670 (встроенное GPU) 1:04 секунды 11:559 секунд Core i7-920 (2,66 ГГц) 0:41 секунда 14:781 секунда Core i7-920 (3,79 ГГц) 0:21 секунда 10:683 секунды

Таблица 4

Crysis 1.2.1 1680x1050, AF 16x, AA 4x 1680x1050, AF 16x, AA 8x 1920x1080, AF 16x, AA 4x 1920x1080, AF 16x, AA 8x Core i5-670 (3,46 ГГц) 56,22 57,74 63 54,34 Core i7-920 (2,66 ГГц) 60,01 59,79 55,63 55,41 Core i5-670 (4,55 ГГц) 64,78 69 58,27 59,38 Core i7-920 (3,79 ГГц) 69,49 71,13 63,31 66,85 Devil May Cry 4 (Scene 2) 1680x1050, AF 16x, AA 4x 1680x1050, AF 16x, AA 8x 1920x1080, AF 16x, AA 4x 1920x1080, AF 16x, AA 8x Core i5-670 (3,46 ГГц) 190,38 140,45 175,16 125,2 Core i7-920 (2,66 ГГц) 223,75 224,67 220,09 195,15 Core i5-670 (4,55 ГГц) 185,49 145,2 129,57 128,25 Core i7-920 (3,79 ГГц) 226,35 213,34 207,37 198,79 Resident Evil 5 1680x1050, AF 16x, AA 4x 1680x1050, AF 16x, AA 8x 1920x1080, AF 16x, AA 4x 1920x1080, AF 16x, AA 8x Core i5-670 (3,46 ГГц) 83,3 85,2 84,8 85,1 Core i5-670 (4,55 ГГц) 106,4 90,3 105,3 79,3 Core i7-920 (2,66 ГГц) 92,7 92,3 92 81,5 Core i7-920 (3,79 ГГц) 103,3 103,4 101,4 101,2