Обзор процессоров Core i7-4960X и Core i7-4820K: страшно далеки они от народа

Многие IT-издания в последнее время грешат тем, что стараются загнать приверженцев традиционных компьютерных систем в глубокую депрессию, обрушивая на них потоки объективной и субъективной информации о сокращении рынка ПК и близости заката всей этой отрасли. И в целом такие мрачные прогнозы имеют право на жизнь, но с одной важной оговоркой: они не должны касаться высокопроизводительных игровых систем. Согласно имеющимся данным, продажи дорогого игрового железа и компьютеров для энтузиастов на его основе не демонстрируют тенденции к сокращению, а ряд аналитиков даже высказывается в пользу уверенного роста данного рыночного сегмента в течение ближайших нескольких лет. Однако даже если отмести всякие мысли о том, что традиционные производительные системы на базе x86-архитектуры могут вскорости кануть в Лету, совершенно очевидно, что с замедлением прогресса в части их аппаратной начинки нам всё же придётся смириться. Разработчики процессоров и графических ускорителей поддались общему порыву и переориентировали значительную часть своих инженерных ресурсов в сторону бурно растущего сегмента мобильных систем, а потому появление новых поколений десктопных CPU и GPU происходит теперь значительно реже.

Более того, при этом случаются и такие казусы, как Haswell. Компания Intel решила убить одним выстрелом двух зайцев и в начале лета подсунула для десктопных систем новую процессорную микроархитектуру, явно ориентированную на мобильные применения. К чему это привело, мы хорошо знаем: LGA1150-процессоры нового поколения не предлагают роста тактовых частот и разгоняются хуже предшественников, вызывая своими улучшениями в быстродействии одно лишь разочарование. Однако, имея в виду Haswell, обижаться на Intel всё-таки рановато, так как этот процессор – решение не самого верхнего уровня. Для настоящих энтузиастов традиционных настольных систем у компании имеется обособленная платформа LGA2011, обновление которой также не заставило себя долго ждать. Уже через неделю на прилавках компьютерных магазинов должно появиться свежее семейство процессоров, основывающееся на принципиально новом дизайне Ivy Bridge-E, которое, возможно, позволит нам простить Intel её предательство интересов убеждённых почитателей традиционных десктопных платформ.

Выход семейства Ivy Bridge-E в свет предполагает возрождение анонсированной в ноябре 2011 года десктопной платформы LGA2011, для которой до сих пор выпускались лишь CPU c более чем зрелым дизайном Sandy Bridge-E, изготавливаемые по далеко не самому современному 32-нм техпроцессу. Теперь же LGA2011-процессоры будут переведены на более новую (но не самую последнюю) модификацию микроархитектуры и на 22-нм технологические нормы. Правда, в отсутствие реальной конкуренции Intel не видит необходимости в серьёзном пересмотре своей передовой десктопной платформы, поэтому ни значительного роста тактовых частот, ни увеличения количества вычислительных ядер не предполагается.

Иными словами, флагманские процессоры компании Intel пока что принципиально не изменятся и продолжат располагать лишь шестью ядрами с поддержкой технологии Hyper-Threading. Зато при этом немного снизится их тепловыделение, а также добавится официальная поддержка графической шины PCI Express 3.0 и более скоростной памяти стандарта DDR3-1866 SDRAM. Сама же платформа остаётся насквозь старой: с процессорами Ivy Bridge-E совместимы материнские платы на базе набора логики Intel X79, который, к слову, обладает всего двумя портами SATA 6 Гбит/с и не имеет встроенного контроллера USB 3.0. Однако несовершенство чипсета легко исправляют производители материнских плат, усиливающие свои LGA2011-продукты россыпью дополнительных контроллеров.

Таким образом, LGA2011-конфигурации, оснащённые новейшими процессорами Ivy Bridge-E, станут на некоторое время самым производительным и самым дорогим видом десктопной платформы для энтузиастов. Однако сама Intel подчёркивает, что этот вариант – далеко не для всех, и ограничивает сферу его применения тремя основными фронтами: обработкой и созданием мультимедийного контента, оверклокерской сценой и бескомпромиссными игровыми системами с мульти-GPU-конфигурациями.

В этой связи понять, могут ли Ivy Bridge-E стать привлекательным выбором для широких масс приверженцев настольных компьютеров, и есть ли у этих процессоров какие-то реальные преимущества перед Haswell, не так-то просто. Поэтому давайте обратимся к практическому знакомству, для которого нашей лаборатории удалось раздобыть целых два новых процессора в LGA2011-исполнении: сравнительно демократичный по цене четырёхъядерник Core i7-4820K и экстремальный элитный шестиядерник Core i7-4960X Extreme Edition.

⇡#Core i7-4960X Extreme Edition и Core i7-4820K в подробностях

Если взглянуть на всю линейку новых процессоров для LGA2011, то нетрудно заметить, что она полностью заменяет уже прижившиеся в этой среде процессоры Sandy Bridge-E. Вместо трех старых моделей Core i7, относившихся к трёхтысячной серии, теперь будут предлагаться три новые четырёхтысячные модели с похожими характеристиками и почти такими же ценами.

Так как новые Ivy Bridge-E не могут похвастать ни увеличенным по сравнению с предшественниками количеством ядер, ни существенным ростом тактовых частот, главное их преимущество кроется в более новой микроархитектуре. Однако особенно уповать на этот фактор мы бы не стали. Основные изменения при переходе от Sandy Bridge к Ivy Bridge были сосредоточены в графическом ядре, но дизайн Ivy Bridge-E не предполагает его интеграцию в процессор. Что же до внутреннего строения вычислительных ядер, то в нём сделано лишь три небольших улучшения. Во-первых, в Ivy Bridge появилась возможность динамического распределения ресурсов внутренних структур данных между потоками, в то время как в Sandy Bridge все очереди и буферы в расчёте на Hyper-Threading делились на два потока жёстко пополам. Во-вторых, в более новой микроархитектуре оптимизирован узел исполнения целого и вещественного деления, в результате чего темп этих операций удвоился. И в-третьих, задача обработки операций пересылки данных между регистрами снята с исполнительных устройств, а соответствующие команды транслируются в простое разыменование регистров. Как мы знаем по предыдущему опыту, такие усовершенствования дают выигрыш в производительности на уровне единиц процентов, так что ждать серьёзного превосходства новинок над аналогичными процессорами прошлого поколения попросту неоткуда.

Несмотря на это, Intel нисколько не сомневается в том, что LGA2011-процессоры останутся продуктами более высокого класса даже на фоне новейших Haswell. Эта уверенность исходит из серверного происхождения самой платформы, означающего не только существование модификаций CPU с большим количеством вычислительных ядер, но и поддержку четырёхканальной DDR3-памяти, а также 40 линий PCI Express 3.0, убирающую всякие препятствия перед созданием систем с тремя и четырьмя видеокартами.

Если же говорить о максимальной модификации Ivy Bridge-E, Core i7-4960X Extreme Edition, то её характеристики на фоне старшего Sandy Bridge-E выглядят так:

Если учитывать лишь косметическое совершенствование микроархитектуры вычислительных ядер, изменений действительно немного. Новый процессор сохранил и 15-мегабайтный кеш третьего уровня, и поддержку Hyper-Threading. Небольшие формальные отличия есть лишь в номинальной тактовой частоте: почти при любой реальной нагрузке новый Core i7-4960X работает, как правило, на 100 МГц быстрее своего предшественника Core i7-3970X.

Несмотря на это, тепловыделение у Ivy Bridge-E понизилось весьма заметно: тут свою положительную роль сыграл новый технологический процесс и снижение напряжения питания. Похоже, именно улучшение в экономичности будет главным преимуществом 22-нм новинок.

Однако за кадром осталась ещё одна любопытная особенность нового шестиядерника. В то время как в основе процессоров Sandy Bridge-E лежал полупроводниковый кристалл с восемью вычислительными ядрами, два из которых попросту блокировались, для Ivy Bridge-E Intel спроектировала специализированный кристалл с шестью вычислительными ядрами.

Такой кристалл состоит из 1,86 млрд транзисторов и занимает площадь 257 кв. мм. А это значит, что его себестоимость существенно меньше, чем в случае Sandy Bridge-E, базировавшегося на кристалле площадью 435 кв. мм. Однако Intel не стала снижать рекомендованную розничную цену, которая для Core i7-4960X вновь установлена в окрестности тысячи долларов. Впрочем, не забывайте: для более рачительных покупателей в линейке Ivy Bridge-E есть и шестиядерник подешевле – Core i7-4930K за $555.

Третий же представитель семейства Ivy Bridge-E — это Core i7-4820K. Такой процессор имеет самую низкую среди собратьев стоимость — на уровне $310, но при этом он лишён пары вычислительных ядер, то есть, по сути, является четырёхъядерным CPU. В результате Core i7-4820K на первый взгляд может выступать в роли соперника старшего Core i7-4770K для платформы LGA1150. С учетом всех наших многочисленных претензий к интеловским процессорам с дизайном Haswell, Core i7-4820K кажется очень интересным вариантом, даже несмотря на то, что Haswell по сравнению с Ivy Bridge-E обладает более современной и совершенной микроархитектурой. Но не будем спешить с выводами и посмотрим на характеристики нового LGA2011-четырёхъядерника в сравнении с аналогичным предшественником поколения Sandy Bridge-E и конкурентом из стана Haswell.

Официальные спецификации только укрепляют веру в привлекательность Core i7-4820K. С точки зрения тактовых частот этот процессор не уступает Core i7-4770K, при этом обладая увеличенным объёмом кеша третьего уровня, контроллером памяти с существенно более высокой пропускной способностью и поддержкой вдвое большего количества линий PCI Express. В сравнении же с Core i7-3820 у представителя семейства Ivy Bridge-E тактовая частота даже немного поднялась, а в названии добавилась литера K. Intel здраво рассудила, что неограниченными оверклокерскими функциями должны обладать любые процессоры для флагманской платформы LGA2011, поэтому у нового четырёхъядерника для платформы LGA2011 больше нет никаких блокировок базового множителя.

Таким образом, в теории Core i7-4820K может стать отличным вариантом для тех пользователей, которые по тем или иным причинам оказались расстроены особенностями старших процессоров Haswell.

⇡#Разгон Ivy Bridge-E

Одна из главных претензий к новейшим процессорам Haswell – по поводу их оверклокерских свойств. Тепловыделение у носителей этой микроархитектуры возросло, а вот ситуация с теплоотводом была искусственно испорчена Intel, которая вместо эффективного термоинтерфейса стала помещать между процессорным кристаллом и крышкой процессора весьма посредственную термопасту. В результате типичными частотами, достижимыми при разгоне LGA1150-четырёхъядерников c использованием воздушных кулеров, стали достаточно скромные по современным меркам 4,3-4,5 ГГц.

Процессорный дизайн Ivy Bridge-E в этой связи готов преподнести две новости. Начнём с плохой: полупроводниковый кристалл Ivy Bridge-Е, лишённый графического и заблокированных вычислительных ядер, создаёт очень высокую плотность теплового потока. Как это ни удивительно, но по плотности теплового излучения Ivy Bridge-E превосходит не только шестиядерные Sandy Bridge-E (примерно в полтора раза), но даже и четырёхъядерные Ivy Bridge или Haswell (примерно на 5-7 процентов). Это внушает определённое беспокойство о том, что на пути разгона новинок вновь может встать уже привычное препятствие в виде перегрева процессорных ядер. И в этой связи теплопроводность материала под закрывающей процессорный кристалл крышкой приобретает чуть ли не ключевое значение. К счастью, хорошая новость заключается в том, что в Ivy Bridge-E в качестве такого термоинтерфейса вновь применяется высокоэффективный припой. И это значит, что тепло с новых процессоров для платформы LGA2011 может сниматься без лишних препятствий, а увеличение мощности системы охлаждения легко конвертируется в рост максимально достижимых при разгоне частот.

Что же касается тех инструментов, которые предлагает для разгона новый процессорный дизайн, то тут каких-либо изменений по сравнению с Sandy Bridge-E практически нет. Все Ivy Bridge-E обладают свободным коэффициентом умножения, в дополнение к чему существует возможность смены с 100 на 125 МГц (и в некоторых случаях на 167 МГц) частоты базового генератора. Частота DDR3-памяти способна изменяться в неограниченных пределах с шагом 266 МГц, а кроме того, заявлена поддержка более новой версии профилей XMP 1.3.

Оверклокерских нововведений в Ivy Bridge-E всего два. Добавлена поддержка разгона в реальном времени (без необходимости перезагрузки для вступления настроек в силу), а также до 63 увеличен максимальный поддерживаемый множитель.

Теперь – о практике. Вооружившись одним из самых лучших воздушных процессорных кулеров, Thermalright Silver Arrow SB-E, мы попытались увеличить частоту тестовых Ivy Bridge-E как минимум до 4,5-4,6 ГГц, то есть до тех же частот, до которых в нашей лаборатории разгонялись их LGA2011-предшественники семейства Sandy Bridge-E или процессоры Ivy Bridge для платформы LGA1155. И этот план был перевыполнен!

Максимальная частота, достигнутая при разгоне нашего образца шестиядерного Core i7-4960X Extreme Edition, составила 4,7 ГГц.

Для достижения стабильности в таком состоянии напряжение на процессоре было увеличено до 1,425 В, а напряжение на Uncore-части поднималось до 1,2 В. Максимальная температура, которая достигалась при тестировании стабильности в Linx 0.6.4 с поддержкой AVX-команд, не превосходила 91 градуса. Это – приемлемый для Core i7-4960X тепловой режим, так как температура Tj max, при которой включается троттлинг, с вводом в строй процессорного дизайна Ivy Bridge-E отодвинулась до 95 градусов.

Второй процессор, четырёхъядерник Core i7-4820K, продемонстрировал не худший разгонный потенциал, также показав стабильную работоспособность при частоте 4,7 ГГц.

В этом случае напряжение на процессорных ядрах пришлось увеличивать чуть сильнее – до 1,475 В, однако нагрев оставался в допустимых рамках – температура в Linx 0.6.4 не превосходила 88-градусной величины.

На фоне того, какой разгон характерен для последних процессоров Intel, представители семейства Ivy Bridge-E способны вселить в души исстрадавшихся оверклокеров немалое воодушевление. Новые, использующие этот дизайн представители четырёхтысячной серии, имеют все шансы захватить лидерство по разгонному потенциалу среди всех актуальных интеловских предложений. Совершенно очевидно, что с этой точки зрения они однозначно лучше Haswell и, похоже, превосходят как своих предшественников серии Sandy Bridge-E, так и родственников из семейства Ivy Bridge. Конечно, окончательные выводы на этот счёт можно будет делать только после накопления более обширной статистики. Но говорить, что усиленная процессорами Ivy Bridge-E платформа LGA2011 имеет полное право стать очень достойным выбором для энтузиастов разгона, можно уже сегодня.