Практически вся современная техника не может существовать без процессора - ядра электронной составляющей. Несмотря на достаточное многообразие современных производителей - наиболее популярными являются процессоры Intel, история которых насчитывает уже почти полвека.
Первые CPU появились еще в 40-х годах прошлого века, но лишь в 1964 году с выходом на рынок вычислительных устройств IBM System/360 можно было утверждать о начале эпохи компьютеров.
4-х битные процессоры
В 1971 году Intel представила первый 4-битный процессор, имеющий маркировку 4004 и изготовленный с применением 10 мкм технологии. Количество транзисторов в составе чипа составляло 2300, а тактовая частота - 740 кГц.
В 1974 году был произведен апгрейд до модели 4040. При этом количество транзисторов выросло до 3000 с сохранением максимальной тактовой частоты.
Обе модели применялись фирмой Nippon при изготовлении калькуляторов.
8-битные процессоры
Пришли на смену 4-х битным процессорам и имели маркировку 8008, 8080, 8085. Выпуск был начат в 1972 году, а последняя модель появилась на рынке в 1976 году. С появлением этих моделей началось заметное повышение тактовой частоты процессора от 500 кГц до 5 МГц. При этом, количество транзисторов увеличилось с 3500 до 6500. При производстве применялись 3, 6 и 10 мкм технологии.
16-битные процессоры
Производство 16-битных процессоров началось в 1978 году и изначально рассматривалась как промежуточный этап перед началом разработки и запуском в производство 32-битной архитектуры, как наиболее полно отвечающей современным требованиям, тем более, что возрастающая конкуренция требовала более новые и мощные модели процессоров для производителей электроники.
Выпуск 16-битных процессоров начался с модели 8086, созданной при помощи 3мкм технологии и имеющей тактовую частоту до 10МГц. Разработка этого типа процессоров закончилась в 1982 году с выпуском модели 80286, имеющей максимальную тактовую частоту 16МГц. Из особенностей можно отметить возможность использования аппаратной защиты для многозадачных систем.
32-битные процессоры
Старт разработки 32-битных процессоров положил началу разработки и широкому внедрению ЭВМ. Именно они послужили основой для создания персональных компьютеров, так широко используемых в настоящее время. Стоит также отметить, что еще имеется достаточно большое количество рабочих компьютеров, работающих под управлением процессоров 32-битной архитектуры.
В состав 32-битной архитектуры входят несколько линеек и микроархитектур:
- He-x86 процессоры
- линии 80386 и 80486
- архитектура и микроархитектура Pentium, Celeron и Xeon
- микроархитектура NetBurst
В 1981 годы впервые был представлен iAPX 432 как первый 32-битный He-x86 процессор от компании Intel. Обладал рабочей частотой до 8МГц. Дальнейшее развитие этой линейки включает в себя процессоры i860 и i960, выпущенные в 1988-89 годах. В эту же линейку входила и серия процессоров XScale, представленная на суд покупателей в 2000 году. Широкое распространение процессоры XScale получили в производстве карманных компьютеров.
Линии 80386 и 80486 были представлены в 1985 и в 1989 годах соответственно. Чаще всего обозначались как 386 и 486 процессоры. Тактовые частоты начинались с 20МГц, а в производстве использовалась 1мкм технология.
Впервые Pentium был представлен в 1993 году и представлял собой процессор с тактовой частотой от 75 Мгц, изготовленный по 0,6мкм процессу. Производство всех Pentium, а также более простых моделей Celeron продолжалось вплоть до 2006 года. Последней моделью представленной линейки является Pentium Dual-Core, изготовленный по 65нм технологии и обладающий тактовой частотой 1,86ГГц.
Микроархитектура NetBurst впервые была представлена в 2000 году моделью Pentium 4 с тактовой частотой 1,3МГц. В результате дальнейшей модернизации частота поднялась до 3,6ГГц, а используемый технологический процесс от 0,18 до 0,13 мкм.
64-битные процессоры
Включает в свой состав несколько микроархитектур:
- NetBurst
- IntelCore
- Intel Atom
- Nehalem
- Sandy Bridge
- Ivy Bridge
- Haswell
- Broadwell
- Skylake
- Kaby Lake
Начало производства 64-битных процессоров в Intel началось в 2004 году, а в 2005 году был выпущен Pentium 4D, предназначенный для широкого применения. При его производстве использовался 90нм процесс, а частота составляла 2,66ГГц. Дальнейшее развитие включает в себя модели 955 EE и 965 EE с частотами 3,46 и 3,73ГГц.
IntelCore включает в себя процессоры, изготовленные по 65нм технологическому процессу. Впервые представлены в 2006 году и обладают частотами от 1,86 ГГц до 3,33 ГГц с разными размерами кеша и частотой шины.
Серия IntelAtom производится с 2008 года и выполнена по 45нм технологическому процессу. Обладает частотой от 800Мгц до 2,13ГГц. Достаточно простые и дешевые процессоры, используемые в производстве нетбуков.
Серия Nehalem представлена на суд покупателей в 2010 году. Процессоры серии обладают тактовыми частотами от 1,07ГГц до 3,6ГГц и включает в себя процессоры с 2, 4 и 6 ядрами.
SandyBridge и IvyBridge выпускаются с 2011 года и включают в себя модели от 1-ядерных до 15-ядерных с частотами от 1,6ГГц до 3,6ГГц.
Haswell, Broadwell, Skylake и Kaby Lake включают в себя модели с 2, 4 и 6 ядрами с частотами от 3 ГГц до 4,4 ГГц.
Итог банален: судить о производительности любого центрального процессора только по одному параметру нельзя. Лишь совокупность характеристик дает понимание того, что это за чип. Сузить круг рассматриваемых процессоров очень просто. Из современных у AMD - это чипы FX для платформы AM3+ и гибридные решения A10/8/6 6000-й и 7000-й серий (плюс Athlon X4) для FM2+. У Intel - процессоры Haswell для платформы LGA1150, Haswell-E (по сути, одна модель) для LGA2011-v3 и новейшие Skylake для LGA1151.
Процессоры AMD
Повторюсь, сложность выбора процессора заключается в том, что моделей в продаже очень много. Элементарно путаешься в этом многообразии маркировок. Вот есть у AMD гибридные процессоры A8 и A10. В обе линейки входят только четырехъядерные чипы. Но в чем же разница? Об этом и поговорим.
Начнем с позиционирования. Процессоры AMD FX - топовые чипы для платформы AM3+. На их основе собираются игровые системные блоки и рабочие станции. Гибридные процессоры (со встроенным видео) А-серии, а также Athlon X4 (без встроенной графики) - чипы среднего класса для платформы FM2+.
Серия AMD FX делится на четырехъядерные, шестиядерные и восьмиядерные модели. Все процессоры не имеют встроенного графического ядра. Следовательно, для полноценной сборки потребуется либо материнская плата со встроенным видео, либо дискретный 3D-ускоритель.
При выборе процессора от компании Intel встает вопрос: а какой чип от этой корпорации выбрать? У процессоров есть множество характеристик и параметров, которые влияют на их производительность. И в соответствии с ней и некоторыми особенностями микроархитектуры производитель дает соответствующее название. Нашей задачей является освещение этого вопроса. В этой статье вы узнаете, что именно означают названия процессоров Intel, а также узнаете про микроархитектуры чипов от этой компании.
Указание
Надо заранее отметить, что здесь не будут рассматриваться решения раньше 2012 года, так как технологии идут быстрыми темпами и эти чипы имеют слишком малую производительность при большом энергопотреблении, а также их трудно купить в новом состоянии. Также здесь не будут рассмотрены серверные решения, так как они имеют специфичную сферу применения и не предназначены для потребительского рынка.
Внимание номенклатура изложенная ниже может оказаться недействительной для процессоров старее, чем обозначенный выше срок.
А также при возникновении трудностей можете посетить сайт . И прочесть вот эту статью, где рассказано про . А если хотите узнать про интегрированную графику от Intel, то вам .
Тик-Так
У Intel особая стратегия выпуска своих «камней», называющаяся Тик-Так (Tick-Tock). Она заключается в ежегодных последовательных улучшениях.
- Тик означает смену микроархитектуры, которая ведет к смене сокета, улучшению производительности и оптимизации энергопотребления.
- Так означает , что ведет к уменьшению энергопотребления, возможности расположения большего числа транзисторов на чипе, возможному поднятию частот и увеличению стоимости.
Вот так выглядит данная стратегия у десктопных и ноутбучных моделей:
| МИКРОАРХИТЕКРУРА | ЭТАП | ВЫХОД | ТЕХПРОЦЕСС |
|---|---|---|---|
| Nehalem | Так | 2009 | 45 нм |
| Westmere | Тик | 2010 | 32 нм |
| Sandy Bridge | Так | 2011 | 32 нм |
| Ivy Bridge | Тик | 2012 | 22 нм |
| Haswell | Так | 2013 | 22 нм |
| Broadwell | Тик | 2014 | 14 нм |
| Skylake | Так | 2015 | 14 нм |
| Kaby Lake | Так+ | 2016 | 14 нм |
А вот у маломощных решений (смартфоны, планшеты, нетбуки, неттопы) платформы выглядят следующим образом:
| КАТЕГОРИЯ | ПЛАТФОРМА | ЯДРО | ТЕХПРОЦЕСС |
|---|---|---|---|
| Нетбуки/Неттопы/Ноутбуки | Braswell | Airmont | 14 нм |
| Bay Trail-D/M | Silvermont | 22 нм | |
| Топовые планшеты | Willow Trail | Goldmont | 14 нм |
| Cherry Trail | Airmont | 14 нм | |
| Bay Tral-T | Silvermont | 22 нм | |
| Clower Trail | Satwell | 32 нм | |
| Топовые/средние смартфоны/планшеты | Morganfield | Goldmont | 14 нм |
| Moorefield | Silvermont | 22 нм | |
| Merrifield | Silvermont | 22 нм | |
| Clower Trail+ | Satwell | 32 нм | |
| Medfield | Satwell | 32 нм | |
| Средние/бюджетные смартфоны/планшеты | Binghamton | Airmont | 14 нм |
| Riverton | Airmont | 14 нм | |
| Slayton | Silvermont | 22 нм |
Надо отметить, что Bay Trail-D сделана для десктопов: Pentium и Celeron с индексом J. А Bay Trail-M для – это мобильное решение и также будет обозначаться среди Pentium и Celeron своей буквой – N.
Судя по последним тенденциям компании, сама производительность прогрессирует достаточно медленно, в то время как энергоэффективность (производительность на единицу потребленной энергии) растет год от года, того и гляди скоро в ноутбуках будут такие же мощные процессоры, как и на больших ПК (хотя такие представители есть и сейчас).
2 июня компания Intel анонсировала десять новых 14-нанометровых процессоров для настольных и мобильных ПК семейства Intel Core пятого поколения (кодовое наименование Broadwell-С) и пять новых 14-нанометровых процессоров семейства Intel Xeon E3-1200 v4.
Из десяти новых процессоров Intel Core пятого поколения (Broadwell-С) для настольных и мобильных ПК только два процессора ориентированы на настольные ПК и имеют разъем LGA 1150: это четырехъядерные модели Intel Core i7-5775C и Core i5-5675C. Все остальные процессоры Intel Core пятого поколения имеют BGA-исполнение и ориентированы на ноутбуки. Краткие характеристики новых процессоров Broadwell-С представлены в таблице.
| Разъем | Количество ядер/потоков | Размер кэша L3, МБ | TDP, Вт | Графическое ядро | ||
| Core i7-5950HQ | BGA | 4/8 | 6 | 2,9/3,7 | 47 | Iris Pro Graphics 6200 |
| Core i7-5850HQ | BGA | 4/8 | 6 | 2,7/3,6 | 47 | Iris Pro Graphics 6200 |
| Core i7-5750HQ | BGA | 4/8 | 6 | 2,5/3,4 | 47 | Iris Pro Graphics 6200 |
| Core i7-5700HQ | BGA | 4/8 | 6 | 2,7/3,5 | 47 | Intel HD Graphics 5600 |
| Core i5-5350H | BGA | 2/4 | 4 | 3,1/3,5 | 47 | Iris Pro Graphics 6200 |
| Core i7-5775R | BGA | 4/8 | 6 | 3,3/3,8 | 65 | Iris Pro Graphics 6200 |
| Core i5-5675R | BGA | 4/4 | 4 | 3,1/3,6 | 65 | Iris Pro Graphics 6200 |
| Core i5-5575R | BGA | 4/4 | 4 | 2,8/3,3 | 65 | Iris Pro Graphics 6200 |
| Core i7-5775C | LGA 1150 | 4/8 | 6 | 3,3/3,7 | 65 | Iris Pro Graphics 6200 |
| Core i5-5675C | LGA 1150 | 4/4 | 4 | 3,1/3,6 | 65 | Iris Pro Graphics 6200 |
Из пяти новых процессоров семейства Intel Xeon E3-1200 v4 только три модели (Xeon E3-1285 v4, Xeon E3-1285L v4, Xeon E3-1265L v4) имеют разъем LGA 1150, а еще две модели выполнены в BGA корпусе и не предназначены для самостоятельной установки на материнскую плату. Краткие характеристики новых процессоров семейства Intel Xeon E3-1200 v4 представлены в таблице.
| Разъем | Количество ядер/потоков | Размер кэша L3, МБ | Частота номинальная /максимальная, ГГц | TDP, Вт | Графическое ядро | |
| Xeon E3-1285 v4 | LGA 1150 | 4/8 | 6 | 3,5/3,8 | 95 | Iris Pro Graphics P6300 |
| Xeon E3-1285L v4 | LGA 1150 | 4/8 | 6 | 3,4/3,8 | 65 | Iris Pro Graphics P6300 |
| Xeon E3-1265L v4 | LGA 1150 | 4/8 | 6 | 2,3/3,3 | 35 | Iris Pro Graphics P6300 |
| Xeon E3-1278L v4 | BGA | 4/8 | 6 | 2,0/3,3 | 47 | Iris Pro Graphics P6300 |
| Xeon E3-1258L v4 | BGA | 2/4 | 6 | 1,8/3,2 | 47 | Intel HD Graphics P5700 |
Таким образом, из 15 новых процессоров Intel лишь пять моделей имеют разъем LGA 1150 и ориентированы на настольные системы. Для пользователей выбор, конечно, небольшой, особенно если учесть, что процессоры семейства Intel Xeon E3-1200 v4 ориентированы на серверы, а не на пользовательские ПК.
В дальнейшем мы сосредоточимся на рассмотрении новых 14-нанометровых процессоров с разъемом LGA 1150.
Итак, основными особенностями новых процессоров Intel Core пятого поколения и процессоров семейства Intel Xeon E3-1200 v4 является новая 14-нанометровая микроархитектура ядер с кодовым названием Broadwell. В принципе, никакого принципиального отличия между процессорами семейства Intel Xeon E3-1200 v4 и процессорами Intel Core пятого поколения для настольных систем нет, поэтому в дальнейшем все эти процессоры мы будем обозначать как Broadwell.
Вообще, нужно отметить, что микроархитектура Broadwell - это не просто Haswell в 14-нанометровом исполнении. Скорее, это немного улучшенная микроархитектура Haswell. Впрочем, Intel так делает всегда: при переходе на новый техпроцесс производства вносятся и изменения в саму микроархитектуру. В случае с Broadwell речь идет о косметических улучшениях. В частности, увеличены объемы внутренних буферов, есть изменения в исполнительных блоках ядра процессора (изменена схема выполнения операций умножения и деления чисел с плавающей запятой).
Подробно рассматривать все особенности микроархитектуры Broadwell мы не будем (это тема для отдельной статьи), но еще раз подчеркнем, что речь идет лишь о косметических изменениях микроархитектуры Haswell, а потому, не стоит ожидать, что процессоры Broadwell окажутся более производительными, чем процессоры Haswell. Конечно, переход на новый техпроцесс позволил снизить энергопотребление процессоров (при равной тактовой частоте), но никаких существенных приростов производительности ожидать не стоит.
Пожалуй, наиболее существенное отличие новых процессоров Broadwell от Haswell заключается в кэше четвертого уровня (L4-кэш) Crystalwell. Уточним, что такой кэш L4 присутствовал в процессорах Haswell, но лишь в топовых моделях мобильных процессоров, а в процессорах Haswell для настольных ПК c разъемом LGA 1150 его не было.
Напомним, что в некоторых топовых моделях мобильных процессоров Haswell было реализовано графическое ядро Iris Pro с дополнительной памятью eDRAM (embedded DRAM), что позволяло решить проблему с недостаточной пропускной способностью памяти, используемой для GPU. Память eDRAM, представляла собой отдельный кристалл, который располагался на одной подложке с кристаллом процессора. Этот кристалл получил кодовое наименование Crystalwell.
Память eDRAM имела размер 128 МБ и изготовлялась по 22-нанометровому техпроцессу. Но самое главное, что эта eDRAM память использовалась не только для нужд GPU, но и для вычислительных ядер самого процессора. То есть фактически, Crystalwell представлял собой L4-кэш, разделяемый между GPU и вычислительными ядрами процессора.
Во всех новых процессорах Broadwell также присутствует отдельный кристалл памяти eDRAM размером 128 МБ, который выступает в роли кэша L4 и может использоваться графическим ядром и вычислительными ядрами процессора. Причем, отметим, что память eDRAM в 14-нанометровых процессорах Broadwell точно такая же, как и в топовых мобильных процессорах Haswell, то есть выполняется по 22-нанометровому техпроцессу.
Следующая особенность новых процессоров Broadwell заключается в новом графическом ядре с кодовым наименованием Broadwell GT3e. В варианте процессоров для настольных и мобильных ПК (Intel Core i5/i7) - это Iris Pro Graphics 6200, а в процессорах семейства Intel Xeon E3-1200 v4 - это Iris Pro Graphics P6300 (за исключением модели Xeon E3-1258L v4). Углубляться в особенности архитектуры графических ядер Broadwell GT3e мы не станем (это тема для отдельной статьи) и лишь вкратце рассмотрим его основные особенности.
Напомним, что графическое ядро Iris Pro до этого присутствовало лишь в мобильных процессорах Haswell (Iris Pro Graphics 5100 и 5200). Причем, в графических ядрах Iris Pro Graphics 5100 и 5200 присутствует по 40 исполнительных устройств (EU). Новые графические ядра Iris Pro Graphics 6200 и Iris Pro Graphics P6300 наделены уже 48 EU, причем изменилась и система организации EU. Каждый отдельный блок графического процессора содержит по 8 EU, а графический модуль объединяет по три графических блока. То есть в одном графическом модуле содержится 24 EU, а в самом графическом процессоре Iris Pro Graphics 6200 или Iris Pro Graphics P6300 объединяются по два модуля, то есть в сумме получаем 48 EU.
Что касается разницы между графическими ядрами Iris Pro Graphics 6200 и Iris Pro Graphics P6300, то на уровне «железа» это одно и то же (Broadwell GT3e), а вот драйвера у них разные. В варианте Iris Pro Graphics P6300 драйвера оптимизированы под задачи, специфические для серверов и графических станций.
Прежде чем переходить к детальному рассмотрению результатов тестирования Broadwell, расскажем еще о нескольких особенностях новых процессоров.
Прежде всего, новые процессоры Broadwell (включая и Xeon E3-1200 v4) совместимы с материнскими платами на базе чипсетов Intel 9-серии. Мы не можем утверждать, что любая плата на базе чипсета Intel 9-серии будет поддерживать эти новые процессоры Broadwell, но большинство плат их поддерживают. Правда, для этого придется обновить BIOS на плате, причем BIOS должна поддерживать новые процессоры. К примеру, для тестирования мы использовали плату ASRock Z97 OC Formula и без обновления BIOS система работала только при наличии дискретной видеокарты, а вывод изображения через графическое ядро процессоров Broadwell был невозможен.
Следующая особенность новых процессоров Broadwell в том, что модели Core i7-5775C и Core i5-5675С имеют разблокированный коэффициент умножения, то есть ориентированы на разгон. В семействе процессоров Haswell такие процессоры с разблокированным коэффициентом умножения составляли K-серию, а в семействе Broadwell вместо буквы «К» используется буква «C». А вот процессоры Xeon E3-1200 v4 разгон не поддерживают (у них невозможно увеличить коэффициент умножения).
Теперь познакомимся поближе с теми процессорами, которые попали к нам на тестирование. Это модели , и . Фактически, из пяти новых моделей с разъемом LGA 1150 не хватает лишь процессора Xeon E3-1285L v4, который отличается от модели Xeon E3-1285 v4 лишь более низким энергопотреблением (65 Вт вместо 95 Вт) и тем, что номинальная тактовая частота ядер у него чуть ниже (3,4 ГГц вместо 3,5 ГГц). Кроме того, для сравнения мы добавили также Intel Core i7-4790K, который является топовым процессором в семействе Haswell.
Характеристики всех протестированных процессоров представлены в таблице:
| Xeon E3-1285 v4 | Xeon E3-1265L v4 | Core i7-5775C | Core i5-5675С | Core i7-4790K | |
| Техпроцесс, нм | 14 | 14 | 14 | 14 | 22 |
| Разъем | LGA 1150 | LGA 1150 | LGA 1150 | LGA 1150 | LGA 1150 |
| Количество ядер | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 |
| Количество потоков | 8 | 8 | 8 | 4 | 8 |
| Кэш L3, МБ | 6 | 6 | 6 | 4 | 8 |
| Кэш L4 (eDRAM), МБ | 128 | 128 | 128 | 128 | N/A |
| Номинальная частота, ГГц | 3,5 | 2,3 | 3,3 | 3,1 | 4,0 |
| Максимальная частота, ГГц | 3,8 | 3,3 | 3,7 | 3,6 | 4,4 |
| TDP, Вт | 95 | 35 | 65 | 65 | 88 |
| Тип памяти | DDR3-1333/1600/1866 | DDR3 -1333/1600 | |||
| Графическое ядро | Iris Pro Graphics P6300 | Iris Pro Graphics P6300 | Iris Pro Graphics 6200 | Iris Pro Graphics 6200 | HD Graphics 4600 |
| Количество исполнительных блоков GPU | 48 (Broadwell GT3e) | 48 (Broadwell GT3e) | 48 (Broadwell GT3e) | 48 (Broadwell GT3e) | 20 (Haswell GT2) |
| Номинальная частота графического процессора, МГц | 300 | 300 | 300 | 300 | 350 |
| Максимальная частота графического процессора, ГГц | 1,15 | 1,05 | 1,15 | 1,1 | 1,25 |
| Технология vPro | + | + | − | − | − |
| Технология VT-x | + | + | + | + | + |
| Технология VT-d | + | + | + | + | + |
| Стоимость, $ | 556 | 417 | 366 | 276 | 339 |
А теперь, после нашего экспресс-обзора новых процессоров Broadwell, перейдем непосредственно к тестированию новинок.
Тестовый стенд
Для тестирования процессоров мы использовали стенд следующей конфигурации:
Методика тестирования
Тестирование процессоров проводилось с использованием наших скриптовых бенчмарков , и . Если точнее, то за основу мы взяли методику тестирования рабочих станций, но расширили ее, дополнив тестами из пакета iXBT Application Benchmark 2015 и игровыми тестами iXBT Game Benchmark 2015.
Таким образом, для тестирования процессоров использовались следующие приложения и бенчмарки:
- MediaCoder x64 0.8.33.5680
- SVPmark 3.0
- Adobe Premiere Pro CC 2014.1 (Build 8.1.0)
- Adobe After Effects CC 2014.1.1 (Version 13.1.1.3)
- Photodex ProShow Producer 6.0.3410
- Adobe Photoshop CC 2014.2.1
- ACDSee Pro 8
- Adobe Illustrator CC 2014.1.1
- Adobe Audition CC 2014.2
- Abbyy FineReader 12
- WinRAR 5.11
- Dassault SolidWorks 2014 SP3 (пакет Flow Simulation)
- SPECapc for 3ds max 2015
- SPECapc for Maya 2012
- POV-Ray 3.7
- Maxon Cinebench R15
- SPECviewperf v.12.0.2
- SPECwpc 1.2
Кроме того, для тестирования использовались игры и игровые бенчмарки из пакета iXBT Game Benchmark 2015. Тестирование в играх производилось при разрешении 1920х1080.
Дополнительно мы измерили энергопотребление процессоров в режиме простоя и стрессовой загрузки. Для этого использовался специализированный программно-аппаратный комплекс, подключаемый в разрыв цепей питания системной платы, то есть между блоком питания и системной платой.
Для создания стрессовой загрузки процессора мы использовали утилиту AIDA64 (тесты Stress FPU и Stress GPU).
Результаты тестирования
Энергопотребление процессоров
Итак, начнем с результатов тестирования процессоров на энергопотребление. Результаты тестирования представлены на диаграмме.
Самым прожорливым в плане энергопотребления, как и следовало ожидать, оказался процессор Intel Core i7-4790K с заявленным TDP 88 Вт. Его реальное энергопотребление в режиме стрессовой загрузки составило 119 Вт. При этом, температура ядер процессора составляла 95 °C и наблюдался троттлинг.
Следующим по энергопотреблению был процессор Intel Core i7-5775C с заявленным TDP 65 Вт. Для этого процессора энергопотребление в режиме стрессовой загрузки составило 72,5 Вт. Температура ядер процессора достигала 90 °C, но троттлинг не наблюдался.
Третье месте по энергопотреблению занял процессор Intel Xeon E3-1285 v4 c TDP 95 Вт. Его энергопотребление в режиме стрессовой загрузки составило 71 Вт, а температура ядер процессора составляла 78 °C
А самым экономичным в плане энергопотребления оказался процессор Intel Xeon E3-1265L v4 c TDP 35 Вт. В режиме стрессовой загрузки энергопотребление этого процессора не превосходило 39 Вт, а температура ядер процессора составляла всего 56 °C.
Что ж, если ориентироваться на энергопотребление процессоров, то нужно констатировать, что Broadwell имеет существенно более низкое энергопотребление в сравнении с Haswell.
Тесты из пакета iXBT Application Benchmark 2015
Начнем с тестов, входящих в состав бенчмарка iXBT Application Benchmark 2015. Отметим, что интегральный результат производительности мы рассчитывали как среднее геометрическое результатов в логических группах тестов (видеоконвертирование и видеообработка, создание видеоконтента и т. д.). Для расчета результатов в логических группах тестов использовалась та же самая референсная система, что и в бенчмарке iXBT Application Benchmark 2015.
Полные результаты тестирование приведены в таблице. Кроме того, мы приводим результаты тестирования по логическим группам тестов на диаграммах в нормированном виде. За референсный принимается результат процессора Core i7-4790K.
| Логическая группа тестов | Xeon E3-1285 v4 | Xeon E3-1265L v4 | Core i5-5675C | Core i7-5775C | Core i7-4790K |
| Видеоконвертирование и видеообработка, баллы | 364,3 | 316,7 | 272,6 | 280,5 | 314,0 |
| MediaCoder x64 0.8.33.5680, секунды | 125,4 | 144,8 | 170,7 | 155,4 | 132,3 |
| SVPmark 3.0, баллы | 3349,6 | 2924,6 | 2552,7 | 2462,2 | 2627,3 |
| Создание видеоконтента, баллы | 302,6 | 264,4 | 273,3 | 264,5 | 290,9 |
| Adobe Premiere Pro CC 2014.1, секунды | 503,0 | 579,0 | 634,6 | 612,0 | 556,9 |
| Adobe After Effects CC 2014.1.1 (Test #1), секунды | 666,8 | 768,0 | 802,0 | 758,8 | 695,3 |
| Adobe After Effects CC 2014.1.1 (Test #2), секунды | 330,0 | 372,2 | 327,3 | 372,4 | 342,0 |
| Photodex ProShow Producer 6.0.3410, секунды | 436,2 | 500,4 | 435,1 | 477,7 | 426,7 |
| Обработка цифровых фотографий, баллы | 295,2 | 258,5 | 254,1 | 288,1 | 287.0 |
| Adobe Photoshop CC 2014.2.1, секунды | 677,5 | 770,9 | 789,4 | 695,4 | 765,0 |
| ACDSee Pro 8, секунды | 289,1 | 331,4 | 334,8 | 295,8 | 271,0 |
| Векторная графика, баллы | 150,6 | 130,7 | 140,6 | 147,2 | 177,7 |
| Adobe Illustrator CC 2014.1.1, секунды | 341,9 | 394,0 | 366,3 | 349,9 | 289,8 |
| Аудиообработка, баллы | 231,3 | 203,7 | 202,3 | 228,2 | 260,9 |
| Adobe Audition CC 2014.2, секунды | 452,6 | 514,0 | 517,6 | 458,8 | 401,3 |
| Распознавание текста, баллы | 302,4 | 263,6 | 205,8 | 269,9 | 310,6 |
| Abbyy FineReader 12, секунды | 181,4 | 208,1 | 266,6 | 203,3 | 176,6 |
| Архивирование и разархивирование данных, баллы | 228,4 | 203,0 | 178,6 | 220,7 | 228,9 |
| WinRAR 5.11 архивирование, секунды | 105,6 | 120,7 | 154,8 | 112,6 | 110,5 |
| WinRAR 5.11 разархивирование, секунды | 7,3 | 8,1 | 8,29 | 7,4 | 7,0 |
| Интегральный результат производительности, баллы | 259,1 | 226,8 | 212,8 | 237,6 | 262,7 |
Итак, как видно по результатам тестирования, по интегральной производительности процессор Intel Xeon E3-1285 v4 практически не отличается от процессора Intel Core i7-4790K. Однако, это интегральный результат по совокупности всех используемых в бенчмарке приложений.
Тем не менее, есть ряд приложений, в которых преимущество на стороне процессора Intel Xeon E3-1285 v4. Это такие приложения, как MediaCoder x64 0.8.33.5680 и SVPmark 3.0 (видеоконвертирование и видеообработка), Adobe Premiere Pro CC 2014.1 и Adobe After Effects CC 2014.1.1 (создание видеоконтента), Adobe Photoshop CC 2014.2.1 и ACDSee Pro 8 (обработка цифровых фотографий). В этих приложениях более высокая тактовая частота процессора Intel Core i7-4790K не дает ему преимущества над процессором Intel Xeon E3-1285 v4.
А вот в таких приложениях, как Adobe Illustrator CC 2014.1.1 (векторная графика), Adobe Audition CC 2014.2 (аудиообработка), Abbyy FineReader 12 (распознавание текста) преимущество оказывается на стороне более высокочастотного процессора Intel Xeon E3-1285 v4. Тут интересно отметить, тесты на основе приложений Adobe Illustrator CC 2014.1.1 и Adobe Audition CC 2014.2 в меньшей степени (в сравнении с другими приложениями) загружают ядра процессора.
И конечно же, есть тесты, в которых процессоры Intel Xeon E3-1285 v4 и Intel Core i7-4790K демонстрируют одинаковую производительность. Например, это тест на основе приложения WinRAR 5.11.
Вообще, нужно отметить, что процессор Intel Core i7-4790K демонстрирует более высокую производительность (в сравнении с процессором Intel Xeon E3-1285 v4) именно в тех приложениях, в которых задействуются не все ядра процессора или загрузка ядер оказывается не полной. В то же время в тестах, где загружены на 100% все ядра процессора, лидерство на стороне процессора Intel Xeon E3-1285 v4.
Расчеты в приложении Dassault SolidWorks 2014 SP3 (Flow Simulation)
Тест на основе приложения Dassault SolidWorks 2014 SP3 с дополнительным пакетом Flow Simulation мы вынесли отдельно, поскольку в этом тесте не используется референсная система, как в тестах бенчмарка iXBT Application Benchmark 2015.
Напомним, что в данном тесте речь идет о гидро/аэродинамических и тепловых расчетах. Всего рассчитывается шесть различных моделей, а результатами каждого подтеста является время расчета в секундах.
Подробные результаты тестирования представлены в таблице.
| Тест | Xeon E3-1285 v4 | Xeon E3-1265L v4 | Core i5-5675C | Core i7-5775C | Core i7-4790K |
| conjugate heat transfer, секунды | 353.7 | 402.0 | 382.3 | 328.7 | 415.7 |
| textile machine, секунды | 399.3 | 449.3 | 441.0 | 415.0 | 510.0 |
| rotating impeller, секунды | 247.0 | 278.7 | 271.3 | 246.3 | 318.7 |
| cpu cooler, секунды | 710.3 | 795.3 | 784.7 | 678.7 | 814.3 |
| halogen floodlight, секунды | 322.3 | 373.3 | 352.7 | 331.3 | 366.3 |
| electronic components, секунды | 510.0 | 583.7 | 559.3 | 448.7 | 602.0 |
| Суммарное время расчета, секунды | 2542,7 | 2882,3 | 2791,3 | 2448,7 | 3027,0 |
Кроме того, мы также приводим нормированный результат скорости расчета (величина, обратная суммарному времени расчета). За референсный принимается результат процессора Core i7-4790K.
Как видно по результатам тестирования, в этих специфических расчетах лидерство на стороне процессоров Broadwell. Все четыре процессора Broadwell демонстрируют более высокую скорость расчета в сравнении с процессором Core i7-4790K. По всей видимости, в этих специфических расчетах сказываются те улучшения исполнительных блоков, которые были реализованы в микроархитектуре Broadwell.
SPECapc for 3ds max 2015
Далее рассмотрим результаты теста SPECapc for 3ds max 2015 для приложения Autodesk 3ds max 2015 SP1. Подробные результаты этого теста представлены в таблице, а нормированные результаты для CPU Composite Score и GPU Composite Score - на диаграммах. За референсный принимается результат процессора Core i7-4790K.
| Тест | Xeon E3-1285 v4 | Xeon E3-1265L v4 | Core i5-5675C | Core i7-5775C | Core i7-4790K |
| CPU Composite Score | 4,52 | 3,97 | 4,09 | 4,51 | 4,54 |
| GPU Composite Score | 2,36 | 2,16 | 2,35 | 2,37 | 1,39 |
| Large Model Composite Score | 1,75 | 1,59 | 1,68 | 1,73 | 1,21 |
| Large Model CPU | 2,62 | 2,32 | 2,50 | 2,56 | 2,79 |
| Large Model GPU | 1,17 | 1,08 | 1,13 | 1,17 | 0,52 |
| Interacive Graphics | 2,45 | 2,22 | 2,49 | 2,46 | 1,61 |
| Advanced Visual Styles | 2,29 | 2,08 | 2,23 | 2,25 | 1,19 |
| Modeling | 1,96 | 1,80 | 1,94 | 1,98 | 1,12 |
| CPU Computing | 3,38 | 3,04 | 3,15 | 3,37 | 3,35 |
| CPU Rendering | 5,99 | 5,18 | 5,29 | 6,01 | 5,99 |
| GPU Rendering | 3,13 | 2,86 | 3,07 | 3,16 | 1,74 |
В тесте SPECapc 3ds for max 2015 лидируют процессоры Broadwell. Причем, если в подтестах, зависящих от производительности CPU (CPU Composite Score), процессоры Core i7-4790K и Xeon E3-1285 v4 демонстрируют равную производительность, то в подтестах, зависящих от производительности графического ядра (GPU Composite Score), все процессоры Broadwell существенно опережают процессор Core i7-4790K.
SPECapc for Maya 2012
Теперь посмотрим на результат еще одного теста трехмерного моделирования - SPECapc for Maya 2012. Напомним, что данный бенчмарк запускался в паре с пакетом Autodesk Maya 2015.
Результаты этого теста представлены в таблице, а нормированные результаты - на диаграммах. За референсный принимается результат процессора Core i7-4790K.
| Тест | Xeon E3-1285 v4 | Xeon E3-1265L v4 | Core i5-5675C | Core i7-5775C | Core i7-4790K |
| GFX Score | 1,96 | 1,75 | 1,87 | 1,91 | 1,67 |
| CPU Score | 5,47 | 4,79 | 4,76 | 5,41 | 5,35 |
В этом тесте процессор Xeon E3-1285 v4 демонстрирует немного более высокую производительность в сравнении с процессором Core i7-4790K, однако, разница не столь существенна, как в пакете SPECapc 3ds for max 2015.
POV-Ray 3.7
В тесте POV-Ray 3.7 (рендеринг трехмерной модели) лидером является процессор Core i7-4790K. В данном случае более высокая тактовая частота (при равном количестве ядер) дает преимущество процессору.
| Тест | Xeon E3-1285 v4 | Xeon E3-1265L v4 | Core i5-5675C | Core i7-5775C | Core i7-4790K |
| Render average, PPS | 1568,18 | 1348,81 | 1396,3 | 1560.6 | 1754,48 |
Cinebench R15
В бенчмарке Cinebench R15 результат оказался неоднозначным. В тесте OpenGL все процессоры Broadwell существенно превосходят процессор Core i7-4790K, что естественно, поскольку в них интегрировано более производительное графическое ядро. А вот в процессорном тесте, наоборот, более производительным оказывается процессор Core i7-4790K.
| Тест | Xeon E3-1285 v4 | Xeon E3-1265L v4 | Core i5-5675C | Core i7-5775C | Core i7-4790K |
| OpenGL, fps | 71,88 | 66,4 | 72,57 | 73 | 33,5 |
| CPU, cb | 774 | 667 | 572 | 771 | 850 |
SPECviewperf v.12.0.2
В тестах пакета SPECviewperf v.12.0.2 результаты определяются преимущественно производительностью графического ядра процессора и, кроме того, оптимизацией видеодрайвера к тем или иным приложениям. Поэтому, в этих тестах процессор Core i7-4790K существенно отстает от процессоров Broadwell.
Результаты тестирования представлены в таблице, а также в нормированном виде на диаграммах. За референсный принимается результат процессора Core i7-4790K.
| Тест | Xeon E3-1285 v4 | Xeon E3-1265L v4 | Core i5-5675C | Core i7-5775C | Core i7-4790K |
| catia-04 | 20,55 | 18,94 | 20,10 | 20,91 | 12,75 |
| creo-01 | 16,56 | 15,52 | 15,33 | 15,55 | 9,53 |
| energy-01 | 0,11 | 0,10 | 0,10 | 0,10 | 0,08 |
| maya-04 | 19,47 | 18,31 | 19,87 | 20,32 | 2,83 |
| medical-01 | 2,16 | 1,98 | 2,06 | 2,15 | 1,60 |
| showcase-01 | 10,46 | 9,96 | 10,17 | 10,39 | 5,64 |
| snx-02 | 12,72 | 11,92 | 3,51 | 3,55 | 3,71 |
| sw-03 | 31,32 | 28,47 | 28,93 | 29,60 | 22,63 |
Нельзя сказать, что в этом тесте все однозначно. В некоторых сценариях (Media and Entertaiment, Product Development, Life Sciences) более высокий результат демонстрируют процессоры Broadwell. Есть сценарии (Financial Services, Energy, General Operation), где преимущество на стороне процессора Core i7-4790K либо результаты примерно одинаковые.
Игровые тесты
И в заключение рассмотрим результаты тестирования процессоров в игровых тестах. Напомним, что для тестирования мы использовали следующие игры и игровые бенчмарки:
- Aliens vs Predator
- World of Tanks 0.9.5
- Grid 2
- Metro: LL Redux
- Metro: 2033 Redux
- Hitman: Absolution
- Thief
- Tomb Raider
- Sleeping Dogs
- Sniper Elite V2
Тестирование проводилось при разрешении экрана 1920×1080 и в двух режимах настройки: на максимальное и минимальное качество. Результаты тестирования представлены на диаграммах. В данном случае результаты не нормируются.
В игровых тестах результаты таковы: все процессоры Broadwell демонстрируют очень близкие результаты, что естественно, поскольку в них используется одно и то же графическое ядро Broadwell GT3e. И самое главное, что при настройках на минимальное качество процессоры Broadwell позволяют комфортно играть (при FPS более 40) в большинство игр (при разрешении 1920×1080).
С другой стороны, если в системе используется дискретная графическая карта, то особого смысла в новых процессорах Broadwell просто нет. То есть нет смысла менять Haswell на Broadwell. Да и цена у Broadwell-ов не так, что бы очень привлекательная. К примеру, Intel Core i7-5775C стоит дороже Intel Core i7-4790K.
Впрочем, Intel, похоже, и не делает ставки на настольные процессоры Broadwell. Ассортимент моделей крайне скромный, да и на подходе процессоры Skylake, так что вряд ли процессоры Intel Core i7-5775C и Core i5-5675С будут пользоваться особым спросом.
Серверные процессоры семейства Xeon E3-1200 v4 - это отдельный сегмент рынка. Для большинства обычных домашних пользователей такие процессоры не представляют интереса, а вот в корпоративном секторе рынка эти процессоры, возможно, и будут пользоваться спросом.
Маркировка, позиционирование, сценарии использования
Этим летом Intel выпустила на рынок новое, четвертое поколение архитектуры Intel Core, имеющее кодовое наименование Haswell (маркировка процессоров начинается с цифры «4» и выглядит как 4xxx). Основным направлением развития процессоров Intel сейчас видит повышение энергоэффективности. Поэтому последние поколения Intel Core демонстрируют не такой уж сильный рост производительности, зато их общее потребление энергии постоянно снижается - за счет и архитектуры, и техпроцесса, и эффективного управления потреблением компонентов. Единственным исключением является интегрированная графика, производительность которой заметно растет из поколения в поколение, пусть и за счет ухудшения потребления энергии.
Эта стратегия прогнозируемо выводит на первый план те устройства, в которых энергоэффективность важна - ноутбуки и ультрабуки, а также только зарождающийся (ибо в прежнем виде его можно было отнести исключительно к нежити) класс планшетов под Windows, основную роль в развитии которого должны сыграть новые процессоры с уменьшенным потреблением энергии.
Напоминаем, что недавно у нас вышли краткие обзоры архитектуры Haswell, которые вполне применимы и к настольным, и к мобильным решениям:
Кроме того, производительность четырехъядерных процессоров Core i7 была исследована в статье со сравнением десктопных и мобильных процессоров . Также отдельно была исследована производительность Core i7-4500U . Наконец, можно ознакомиться с обзорами ноутбуков на Haswell, включающими тестирование производительности: MSI GX70 на самом мощном процессоре Core i7-4930MX, HP Envy 17-j005er .
В этом материале речь пойдет о мобильной линейке Haswell в целом. В первой части мы рассмотрим разделение мобильных процессоров Haswell на серии и линейки, принципы создания индексов для мобильных процессоров, их позиционирование и примерный уровень производительности разных серий внутри всей линейки. Во второй части - более подробно рассмотрим спецификации каждой серии и линейки и их основные особенности, а также перейдем к выводам.
Для тех, кто не знаком с алгоритмом работы Intel Turbo Boost, в конце статьи мы разместили краткое описание этой технологии. Рекомендуем с ним перед чтением остального материала.
Новые буквенные индексы
Традиционно все процессоры Intel Core делятся на три линейки:
- Intel Core i3
- Intel Core i5
- Intel Core i7
Официальная позиция Intel (которую представители компании обычно озвучивают, отвечая на вопрос, почему среди Core i7 бывают как двухъядерные, так и четырехъядерные модели) состоит в том, что процессор относят к той или иной линейке исходя из общего уровня его производительности. Однако в большинстве случаев между процессорами разных линеек есть и архитектурные различия.
Но уже в Sandy Bridge появилось, а в Ivy Bridge стало полноценным еще одно деление процессоров - на мобильные и ультрамобильные решения, в зависимости от уровня энергоэффективности. Причем на сегодня именно эта классификация является базовой: и в мобильной, и в ультрамобильной линейке есть свои Core i3/i5/i7 с весьма различающимся уровнем производительности. В Haswell, с одной стороны, разделение углубилось, а с другой - линейку попытались сделать более стройной, не так вводящей в заблуждение дублированием индексов. Кроме того, окончательно оформился еще один класс - сверхультрамобильные процессоры с индексом Y. Ультрамобильные и мобильные решения по-прежнему маркируются буквами U и M.
Итак, чтобы не путаться, сначала разберем, какие буквенные индексы используются в современной линейке мобильных процессоров Intel Core четвертого поколения:
- M - мобильный процессор (TDP 37-57 Вт);
- U - ультрамобильный процессор (TDP 15-28 Вт);
- Y - процессор с экстремально низким потреблением (TDP 11,5 Вт);
- Q - четырехъядерный процессор;
- X - экстремальный процессор (топовое решение);
- H - процессор под упаковку BGA1364.
Раз уж упомянули TDP (теплопакет), то остановимся на нем чуть подробнее. Следует учитывать, что TDP в современных процессорах Intel не «максимальный», а «номинальный», то есть рассчитывается исходя из нагрузки в реальных задачах при функционировании на штатной частоте, а при включении Turbo Boost и увеличении частоты тепловыделение выходит за рамки заявленного номинального теплопакета - для этого есть отдельный TDP. Также определен TDP при функционировании на минимальной частоте. Таким образом, существует целых три TDP. В данной статье в таблицах используется номинальное значение TDP.
- Стандартным номинальным TDP для мобильных четырехъядерных процессоров Core i7 является 47 Вт, для двухъядерных - 37 Вт;
- Литера Х в названии поднимает тепловой пакет с 47 до 57 Вт (сейчас на рынке только один такой процессор - 4930MX);
- Стандартный TDP для ультрамобильных процессоров U-серии - 15 Вт;
- Стандартный TDP для процессоров Y-серии - 11,5 Вт;
Цифровые индексы
Индексы процессоров Intel Core четвертого поколения с архитектурой Haswell начинаются с цифры 4, что как раз и говорит о принадлежности к этому поколению (у Ivy Bridge индексы начинались с 3, у Sandy Bridge - с 2). Вторая цифра обозначает принадлежность к линейке процессоров: 0 и 1 - i3, 2 и 3 - i5, 5–9 - i7.
Теперь разберем последние цифры в названии процессоров.
Цифра 8 в конце означает, что эта модель процессора имеет повышенный TDP (с 15 до 28 Вт) и существенно более высокую номинальную частоту. Еще одной отличительной чертой этих процессоров является графика Iris 5100. Они ориентированы на профессиональные мобильные системы, от которых требуется стабильная высокая производительность в любых условиях для постоянной работы с ресурсоемкими задачами. Разгон с помощью Turbo Boost у них тоже есть, но за счет сильно поднятой номинальной частоты разница между номиналом и максимумом не слишком велика.
Цифра 2 в конце названия говорит о сниженном с 47 до 37 Вт TDP у процессора из линейки i7. Но за снижение TDP приходится платить более низкими частотами - минус 200 МГц к базовой и разгонной частотам.
Если вторая с конца цифра в названии - 5, то процессор имеет графическое ядро GT3 - HD 5ххх. Таким образом, если в названии процессора последние две цифры - 50, то в него установлено графическое ядро GT3 HD 5000, если 58 - то Iris 5100, а если 50H - то Iris Pro 5200, потому что Iris Pro 5200 есть только у процессоров в исполнении BGA1364.
Для примера разберем процессор с индексом 4950HQ. Наименование процессора содержит H - значит, упаковка BGA1364; содержит 5 - значит, графическое ядро GT3 HD 5xxx; сочетание 50 и Н дает Iris Pro 5200; Q - четырехъядерный. А поскольку четырехъядерные процессоры есть только в линейке Core i7, то это мобильная серия Core i7. Что подтверждает и вторая цифра названия - 9. Получаем: 4950HQ - это мобильный четырехъядерный восьмипоточный процессор линейки Core i7 с TDP 47 Вт с графикой GT3e Iris Pro 5200 в исполнении BGA.
Теперь, когда мы разобрались с наименованиями, можно поговорить о разделении процессоров на линейки и серии, или, проще говоря, о сегментах рынка.
Серии и линейки Intel Core 4-го поколения
Итак, все современные мобильные процессоры Intel делятся на три больших группы в зависимости от энергопотребления: мобильные (M), ультрамобильные (U) и «сверхультрамобильные» (Y), а также на три линейки (Core i3, i5, i7) в зависимости от производительности. В результате мы можем составить матрицу, которая позволит пользователю подобрать процессор, лучше всего подходящий под его задачи. Попробуем свести все данные в единую таблицу.
| Серия/линейка | Параметры | Core i3 | Core i5 | Core i7 |
| Мобильная (М) | Сегмент | ноутбуки | ноутбуки | ноутбуки |
| Ядер/потоков | 2/4 | 2/4 | 2/4, 4/8 | |
| Макс. частоты | 2,5 ГГц | 2,8/3,5 ГГц | 3/3,9 ГГц | |
| Turbo Boost | нет | есть | есть | |
| TDP | высокий | высокий | максимальный | |
| Производительность | выше среднего | высокая | максимальная | |
| Автономность | ниже среднего | ниже среднего | невысокая | |
| Ультрамобильная (U) | Сегмент | ноутбуки/ ультрабуки | ноутбуки/ ультрабуки | ноутбуки/ ультрабуки |
| Ядер/потоков | 2/4 | 2/4 | 2/4 | |
| Макс. частоты | 2 ГГц | 2,6/3,1 ГГц | 2,8/3,3 ГГц | |
| Turbo Boost | нет | есть | есть | |
| TDP | средний | средний | средний | |
| Производительность | ниже среднего | выше среднего | высокая | |
| Автономность | выше среднего | выше среднего | выше среднего | |
| Сверхультрамобильная (Y) | Сегмент | ультрабуки/ планшеты | ультрабуки/ планшеты | ультрабуки/ планшеты |
| Ядер/потоков | 2/4 | 2/4 | 2/4 | |
| Макс. частоты | 1,3 ГГц | 1,4/1,9 ГГц | 1,7/2,9 ГГц | |
| Turbo Boost | нет | есть | есть | |
| TDP | низкий | низкий | низкий | |
| Производительность | низкая | низкая | низкая | |
| Автономность | высокая | высокая | высокая |
Для примера: покупателю необходим ноутбук с высокой производительностью процессора и умеренной стоимостью. Раз ноутбук, да еще и производительный, то необходим процессор серии М, а требование умеренной стоимости заставляет остановиться на линейке Core i5. Еще раз подчеркиваем, что в первую очередь следует обращать внимание не на линейку (Core i3, i5, i7), а на серию, потому что в каждой серии могут быть свои Core i5, но уровень производительности у Core i5 из двух разных серий будет существенно отличаться. Например, Y-серия очень экономична, но имеет низкие частоты работы, и процессор Core i5 Y-серии будет менее производительным, чем процессор Core i3 U-серии. А мобильный процессор Core i5 вполне может быть производительнее ультрамобильного Core i7.
Примерный уровень производительности в зависимости от линейки
Давайте попробуем пойти на шаг дальше и составить теоретический рейтинг, который наглядно демонстрировал бы разницу между процессорами разных линеек. За 100 баллов мы возьмем самый слабый представленный процессор - двухъядерный четырехпоточный i3-4010Y с тактовой частотой 1300 МГц и объемом кэша L3 3 МБ. Для сравнения берется самый высокочастотный процессор (на момент написания статьи) из каждой линейки. Основной рейтинг мы решили считать по разгонной частоте (для тех процессоров, у которых есть Turbo Boost), в скобках - рейтинг для номинальной частоты. Таким образом, двухъядерный четырехпоточный процессор с максимальной частотой 2600 МГц получит 200 условных баллов. Увеличение кэша третьего уровня с 3 до 4 МБ принесет ему 2-5% (данные получены на основе реальных тестов и исследований) прироста условных баллов, а увеличение количества ядер с 2 до 4 соответственно удвоит количество баллов, что тоже достижимо в реальности при хорошей многопоточной оптимизации.
Еще раз настоятельно обращаем внимание, что рейтинг является теоретическим и основан по большей части на технических параметрах процессоров. В реальности сочетается большое количество факторов, поэтому выигрыш в производительности относительно самой слабой модели линейки практически наверняка не будет таким большим, как в теории. Таким образом, не стоит прямо переносить полученное соотношение на реальную жизнь - сделать окончательные выводы можно лишь по результатам тестирования в реальных приложениях. Тем не менее, эта оценка позволяет примерно оценить место процессора в линейке и его позиционирование.
Итак, некоторые предварительные замечания:
- Процессоры Core i7 U-серии будут примерно на 10% опережать Core i5 благодаря чуть большей тактовой частоте и большему объему кэша третьего уровня.
- Разница между процессорами Core i5 и Core i3 U-серии c TDP 28 Вт без учета Turbo Boost составляет около 30%, т. е. в идеале производительность тоже будет различаться на 30%. Если учитывать возможности Turbo Boost, то разница по частотам составит порядка 55%. Если же проводить сравнение процессоров Core i5 и Core i3 U-серии с TDP 15 Вт, то при устойчивой работе на максимальной частоте Core i5 будет иметь частоту на 60% выше. Однако номинальная частота у него чуть ниже, т. е. при работе на номинальной частоте он может даже чуть уступать Core i3.
- В М-серии большую роль играет наличие у Core i7 4 ядер и 8 потоков, однако тут надо помнить, что это преимущество проявляется только в оптимизированном ПО (как правило, профессиональном). У процессоров Core i7 с двумя ядрами производительность будет чуть выше за счет более высоких разгонных частот и немного большего объема кэша L3.
- В серии Y процессор Core i5 имеет базовую частоту на 7,7% и разгонную на 50% выше, чем Core i3. Но и в этом случае есть дополнительные соображения - та же энергоэффективность, шумность работы системы охлаждения и т. д.
- Если же сравнивать между собой процессоры серий U и Y, то только частотный разрыв между U- и Y-процессорами Core i3 составляет 54%, а у процессоров Core i5 - 63% на максимальной разгонной частоте.
Итак, рассчитаем балл для каждой линейки. Напомним, основной балл считается по максимальным разгонным частотам, балл в скобках - по номинальным (т. е. без разгона по Turbo Boost). Также мы рассчитали коэффициент производительности на Вт.
¹ макс. - при максимальной разгонной, ном. - при номинальной частоте
² коэффициент - условная производительность, поделенная на TDP и умноженная на 100
³ данные о разгонном TDP для этих процессоров неизвестны
По приведенной таблице можно сделать следующие наблюдения:
- Двухъядерные процессоры Core i7 серий U и M лишь немногим быстрее процессоров Core i5 аналогичных серий. Это касается сравнения как для базовой, так и для разгонной частот.
- Процессоры Core i5 серий U и M даже на базовой частоте должны быть заметно быстрее Core i3 аналогичных серий, а в Boost-режиме и вовсе уйдут далеко вперед.
- В серии Y разница между процессорами на минимальных частотах невелика, но с разгоном Turbo Boost Core i5 и Core i7 должны уходить далеко вперед. Другое дело, что величина и, главное, стабильность разгона очень зависят от эффективности охлаждения. А с этим, учитывая ориентацию этих процессоров на планшеты (особенно - безвентиляторные) могут быть проблемы.
- Core i7 серии U практически дотягивается по производительности до Core i5 M-серии. Там есть другие факторы (для него сложнее достичь стабильности из-за менее эффективного охлаждения, да и стоит он дороже), но в целом это неплохой результат.
Что же касается соотношения энергопотребления и рейтинга производительности, то можно сделать следующие выводы:
- Несмотря на увеличение TDP при переходе процессора в Boost-режим, энергоэффективность повышается. Это обусловлено тем, что относительное увеличение частоты больше относительного увеличения TDP;
- Ранжирование процессоров различных серий (M, U, Y) происходит не только по уменьшению TDP, но и по увеличению энергоэффективности - к примеру, процессоры Y-серии показывают бо́льшую энергоэффективность, чем процессоры U-серии;
- Стоит заметить, что с увеличением количества ядер, а следовательно, и потоков, энергоэффективность также повышается. Это можно объяснить тем, что удваиваются лишь сами процессорные ядра, но не сопутствующие контроллеры DMI, PCI Express и ИКП.
Из последнего можно сделать интересный вывод: если приложение хорошо распараллеливается, то четырехъядерный процессор окажется более энергоэффективным, чем двухъядерный: он быстрее закончит вычисления и вернется в режим простоя. Как итог, многоядерность может стать следующим шагом в борьбе за повышение энергоэффективности. В принципе, эту тенденцию можно отметить и в лагере ARM.
Итак, хотя рейтинг сугубо теоретический, и не факт, что он точно отражает реальную расстановку сил, но даже он позволяет сделать определенные выводы касательно распределения процессоров в линейке, их энергоэффективности и соотношения по этим параметрам между собой.
Haswell против Ivy Bridge
Хотя процессоры Haswell уже довольно давно вышли на рынок, присутствие процессоров Ivy Bridge в готовых решениях даже сейчас остается довольно высоким. Особых революций при переходе к Haswell, с точки зрения потребителя, не произошло (хотя рост энергоэффективности для некоторых сегментов выглядит внушительно), что порождает вопросы: а стоит ли обязательно выбирать четвертое поколение или можно обойтись третьим?
Сравнивать процессоры Core четвертого поколения с третьим напрямую сложно, потому что производитель поменял границы TDP:
- серия M у Core третьего поколения имеет TDP 35 Вт, а у четвертого - 37 Вт;
- серия U у Core третьего поколения имеет TDP 17 Вт, а у четвертого - 15 Вт;
- серия Y у Core третьего поколения имеет TDP 13 Вт, а у четвертого - 11,5 Вт.
И если для ультрамобильных линеек TDP понизился, то для более производительной серии М он даже вырос. Тем не менее, попробуем провести примерное сравнение:
- Топовый четырехъядерный процессор Core i7 третьего поколения имел частоты 3(3,9) ГГц, у четвертого поколения - те же 3(3,9) ГГц, то есть разница в производительности может быть обусловлена только архитектурными улучшениями - не более 10%. Хотя, стоит заметить, при плотном использовании FMA3 четвертое поколение опередит третье на 30-70%.
- Топовые двухъядерные процессоры Core i7 третьего поколения М-серии и U-серии имели частоты 2,9(3,6) ГГц и 2(3,2) ГГц соответственно, а четвертого - 2,9(3,6) ГГц и 2,1(3,3) ГГц. Как видим, частоты если и выросли, то незначительно, так что и уровень производительности может вырасти лишь минимально, за счет оптимизации архитектуры. Опять же, если ПО знает о FMA3 и умеет активно использовать это расширение, то четвертое поколение получит солидное преимущество.
- Топовые двухъядерные процессоры Core i5 третьего поколения М-серии и U-серии имели частоты 2,8(3,5) ГГц и 1,8(2,8) ГГц соответственно, а четвертого - 2,8(3,5) ГГц и 1,9(2,9) ГГц. Ситуация аналогична предыдущей.
- Топовые двухъядерные процессоры Core i3 третьего поколения М-серии и U-серии имели частоты 2,5 ГГц и 1,8 ГГц соответственно, а четвертого - 2,6 ГГц и 2 ГГц. Ситуация снова повторяется.
- Топовые двухъядерные процессоры Core i3, i5 и i7 третьего поколения Y-серии имели частоты 1,4 ГГц, 1,5(2,3) ГГц и 1,5(2,6) ГГц соответственно, а четвертого - 1,3 ГГц, 1,4(1,9) ГГц и 1,7(2,9) ГГц.
В целом, тактовые частоты в новом поколении практически не выросли, так что незначительный выигрыш в производительности получается только за счет оптимизации архитектуры. Заметное преимущество четвертое поколение Core получит при использовании ПО, оптимизированного под FMA3. Ну и не стоит забывать про более быстрое графическое ядро - там оптимизация способна принести существенный прирост.
Что касается относительной разницы в производительности внутри линеек, то по этому показателю поколения Intel Core третьего и четвертого поколений близки.
Таким образом, можно сделать вывод, что в новом поколении Intel решила снизить TDP вместо повышения частот работы. В результате прирост скорости работы ниже, чем мог бы быть, зато удалось добиться повышения энергоэффективности.
Подходящие задачи для разных процессоров Intel Core четвертого поколения
Теперь, когда мы разобрались с производительностью, можно примерно оценить, под какие задачи лучше всего подойдет та или иная линейка Core четвертого поколения. Сведем данные в таблицу.
| Серия/линейка | Core i3 | Core i5 | Core i7 |
| Мобильная М |
| Все предыдущее плюс:
| Все предыдущее плюс:
|
| Ультрамобильная U |
| Все предыдущее плюс:
|
|
| Сверхультрамобильная Y |
|
|
|
Из этой таблицы тоже хорошо видно, что в первую очередь стоит обращать внимание на серию процессора (M, U, Y), а уже потом на линейку (Core i3, i5, i7), поскольку линейка определяет соотношение производительности процессоров только внутри серии, а между сериями производительность заметно отличается. Это хорошо видно на сравнении i3 U-серии и i5 Y-серии: первый в данном случае будет производительнее второго.
Итак, какие выводы можно сделать по этой таблице? Процессоры Core i3 любой серии, как мы уже отмечали, интересны прежде всего ценой. Поэтому обращать на них внимание стоит, если вы стеснены в средствах и готовы смириться с проигрышем как по производительности, так и по энергоэффективности.
Мобильный Core i7 стои́т особняком из-за архитектурных отличий: четыре ядра, восемь потоков и заметно больше кэша L3. В результате он способен работать с профессиональными ресурсоемкими приложениями и показывать чрезвычайно высокий для мобильной системы уровень производительности. Но для этого ПО должно быть оптимизировано под использование большого количества ядер - в однопоточном ПО свои достоинства он не раскроет. И второе - эти процессоры требуют громоздкой системы охлаждения, т. е. устанавливаются только в крупные ноутбуки с большой толщиной, да и с автономностью у них не очень.
Core i5 мобильной серии предоставляют хороший уровень производительности, достаточный для выполнения не только домашне-офисных, но и каких-то полупрофессиональных задач. Например, для обработки фото и видео. По всем параметрам (потребление энергии, выделение тепла, автономность) эти процессоры занимают промежуточное положение между Core i7 М-серии и ультрамобильной линейкой. В общем, это сбалансированное решение, подходящее тем, кому производительность важнее, чем тонкий и легкий корпус.
Двухъядерные мобильные Core i7 - это примерно то же самое, что Core i5 М-серии, только немного производительнее и, как правило, заметно дороже.
Ультрамобильные Core i7 имеют примерно тот же уровень производительности, что и мобильные Core i5, но с оговорками: если система охлаждения выдержит длительную работу на повышенной частоте. Да и греются они под нагрузкой изрядно, что часто приводит к сильному нагреву всего корпуса ноутбука. Судя по всему, они достаточно дорогие, поэтому их установка оправдана только для топовых моделей. Зато их можно ставить в тонкие ноутбуки и ультрабуки, обеспечивая высокий уровень производительности при тонком корпусе и хорошей автономности. Это делает их отличным выбором для часто путешествующих профессиональных пользователей, которым важна энергоэффективность и малый вес, но часто требуется высокая производительность.
Ультрамобильные Core i5 показывают меньшую производительность по сравению со «старшим братом» серии, но справляются с любой офисной нагрузкой, при этом обладают хорошей энергоэффективностью и гораздо демократичнее по цене. В общем, это универсальное решение для пользователей, которые не работают в ресурсоемких приложениях, а ограничиваются офисными программами и интернетом, и при этом хотели бы иметь ноутбук/ультрабук, подходящий для путешествий, т. е. легкий, с небольшим весом и долго работающий от батарей.
Наконец, Y-серия тоже стоит особняком. По производительности ее Core i7 при удаче дотянется до ультрамобильного Core i5, но этого от него, по большому счету, никто не ждет. Для серии Y главное - высокая энергоэффективность и малое тепловыделение, позволяющее создать в том числе и безвентиляторные системы. Что же касается производительности, то достаточно минимально допустимого уровня, не вызывающего раздражения.
Кратко о Turbo Boost
На случай, если некоторые наши читатели подзабыли, как работает технология разгона Turbo Boost, предлагаем вам краткое описание ее работы.
Если грубо, то система Turbo Boost может динамически повышать частоту процессора сверх установленной благодаря тому, что постоянно следит, не выходит ли процессор за штатные режимы работы.
Процессор может работать только в определенном диапазоне температур, т. е. его работоспособность зависит от нагрева, а нагрев - от способности системы охлаждения эффективно отводить от него тепло. Но поскольку заранее неизвестно, с какой системой охлаждения будет работать процессор в системе пользователя, для каждой модели процессора указывается два параметра: частота работы и количество тепла, которое необходимо отводить от процессора при максимальной нагрузке на этой частоте. Поскольку эти параметры зависят от эффективности и правильной работы системы охлаждения, а также внешних условий (в первую очередь, температуры окружающей среды), производителю приходилось занижать частоту работы процессора, чтобы даже при самых неблагоприятных условиях работы он не терял стабильность. Технология Turbo Boost отслеживает внутренние параметры процессора и позволяет ему, если внешние условия благоприятны, работать на более высокой частоте.
Первоначально Intel объясняла, что технология Turbo Boost использует «эффект температурной инерции». В большинстве случаев в современных системах процессор находится в состоянии простоя, но время от времени на короткий период от него требуется максимальная отдача. Если в этот момент сильно поднять частоту работы процессора, то он быстрее справится с задачей и раньше вернется в состояние простоя. При этом температура процессора растет не сразу, а постепенно, поэтому при краткосрочной работе на очень высокой частоте процессор не успеет нагреться так, чтобы выйти за безопасные рамки.
В реальности довольно быстро выяснилось, что с хорошей системой охлаждения процессор способен работать под нагрузкой даже на повышенной частоте неограниченно долго. Таким образом, долгое время максимальная частота разгона была абсолютно рабочей, а к номинальной процессор возвращался лишь в экстремальных случаях или если производитель делал некачественную систему охлаждения для конкретного ноутбука.
Для того чтобы не допустить перегрева и выхода из строя процессора, система Turbo Boost в современной реализации постоянно отслеживает следующие параметры его работы:
- температура чипа;
- потребляемый ток;
- потребляемая мощность;
- число загруженных компонентов.
Современные системы на Ivy Bridge способны работать на повышенной частоте практически во всех режимах, кроме одновременной серьезной нагрузки на центральный процессор и графику. Что касается Intel Haswell, то пока у нас нет достаточной статистики по поведению этой платформы под разгоном.
Прим. автора: Стоит заметить, что температура чипа косвенно влияет и на потребляемую мощность - данное влияние становится явным при ближайшем рассмотрении физического устройства самого кристалла, поскольку электрическое сопротивление полупроводниковых материалов увеличивается с ростом температуры, а это в свою очередь ведет к увеличению потребления электроэнергии. Таким образом, процессор при температуре 90 градусов будет потреблять больше электроэнергии, чем при температуре 40 градусов. А поскольку процессор «подогревает» и текстолит материнской платы с дорожками, и окружающие компоненты, то и их потери электроэнергии на преодоление более высокого сопротивления также сказываются на энергопотреблении. Данное заключение легко подтверждается разгоном как «на воздухе», так и экстремальным. Всем оверклокерам известно, что более производительный кулер позволяет получить дополнительные мегагерцы, а уж эффект сверхпроводимости проводников при температуре близкой к абсолютному нулю, когда электрическое сопротивление стремится к нулю, знаком всем еще со школьной физики. Именно поэтому при разгоне с охлаждением жидким азотом и получается достигать таких высоких частот. Возвращаясь к зависимости электрического сопротивления от температуры, можно также сказать, что в какой-то мере процессор еще и сам себя подогревает: при повышении температуры, когда система охлаждения не справляется, повышается и электрическое сопротивление, что в свою очередь увеличивает потребляемую мощность. А это ведет к увеличению тепловыделения, что приводит к повышению температуры... Кроме того, не стоит забывать, что высокие температуры сокращают срок жизни процессора. Хотя производители и заявляют достаточно высокие максимальные температуры для чипов, стоит всё же по возможности удерживать температуру невысокой.
Кстати, вполне вероятно, что «крутить» вентилятор на более высоких оборотах, когда за счет него увеличится потребление электроэнергии системы, выгоднее по энергопотреблению, чем иметь процессор с высокой температурой, которая повлечет за собой потери электроэнергии на возросшем сопротивлении.
Как видите, температура может и не являться прямым ограничивающим фактором для Turbo Boost, то есть процессор будет иметь вполне приемлемую температуру и не уходить в троттлинг, но косвенно она влияет на другой ограничивающий фактор - потребляемую мощность. Поэтому про температуру забывать не стоит.
Подводя итог, технология Turbo Boost позволяет, при благоприятных внешних условиях работы, повышать частоту процессора сверх гарантированного номинала и тем обеспечивать гораздо более высокий уровень производительности. Это свойство особенно ценно в мобильных системах, где оно позволяет добиться хорошего баланса между производительностью и нагревом.
Но следует помнить, что обратной стороной медали является невозможность оценить (спрогнозировать) чистую производительность процессора, т. к. она будет зависеть от внешних факторов. Вероятно, это одна из причин появления процессоров с «8» на конце названия модели - с «задранными» номинальными частотами работы и выросшим из-за этого TDP. Они предназначены для тех продуктов, для которых стабильная высокая производительность под нагрузкой важнее энергоэффективности.
Во второй части статьи приведено подробное описание всех современных серий и линеек процессоров Intel Haswell, включая технические характеристики всех имеющихся процессоров. А также сделаны выводы о применимости тех или иных моделей.
