9 лет назад 5 июля 2012 в 15:52 1088

Тех, кто сейчас планирует покупать или апгрейдить свой комп, ждет новая головная боль. За год с хвостиком только у Intel вышло два семейства камней, Sandy Bridge и Sandy Bridge-E, и вот наконец пополнение: новейший Ivy Bridge.

Aвтор этих строк прекрасно знает, что все материалы с тегом «Ivy Bridge» начинаются со слов про стратегию развития Intel, известную как «тик-так». Более того, я уделил несколько часов обдумыванию способа ухода от избитых истин, но не нашел другой дороги. Так что начну все же с этих Tick-Tock, и текст будет не про леденцы. Как известно, целью деятельности любой фирмы является извлечение прибыли и наращивание рынков сбыта для увеличения этой прибыли. Intel не исключение. Производя процессоры, она должна их с какой-то периодичностью совершенствовать, дабы не уступать конкурентам.

Цикл обновления, согласно утвержденному плану разработок, у Intel составляет два года ровно. Эти два года поделены на две фазы, «Тик» и «Так». Имея какую-то удачную микроархитектуру, пусть даже она сказочно хороша, инженеры должны в течение первого года перевести ее на более тонкий техпроцесс – «Тик», попутно внеся косметические и не только изменения, и следующим шагом кардинально обновить структуру процессора – «Так», применив уже опробованные в производстве более тонкие технологические нормы, чем у предыдущего поколения.

Если копнуть в недавнюю историю, до появления Ivy Bridge эта система работала почти безукоризненно. Переход с 45-миллиметровой структуры Nehalem на 32-нанометровую Westmere прошел «без шума и пыли», процессорное гнездо LGA 1366 осталось в законе, революционных нововведений в наборы логики внесено не было, зато прилично уменьшилась площадь кристалла, что открыло дорогу разработчикам к созданию многоядерных процев. Конечно же, упало и энергопотребление, и тепловыделение. Типичная фаза «Тик». Потом случился «Так». Грянуло мощно.

Intel Sandy Bridge: улучшенный контроллер памяти, новая графика, кольцевая шина, системы энергосбережения, целый выводок чипсетов и новый сокет LGA 1155. И это при том, что Sandy Bridge выпускается по технологическим нормам 32 нм, обкатанным в процессе производства Westmere. Продолжим линию: Sandy Bridge уступает дорогу Ivy Bridge. Значит, все тот же сокет, но ядро переводится на 22 нм, остальные детали должны быть малозначительны. Часы-то сейчас «тикают», а не «такают». Правильно? Да, но не совсем.

Часики бегут вперед?
Ошибочно принятый за аксиому механизм «Тик-так» показывает признаки сбоя (или эволюции, это уж как пожелаете) уже с момента выхода первых Sandy Bridge. Старшие процессоры, выпущенные по 32-нанометровым технологическим нормам, оказались очень мощными, настолько, что, например, новый Intel Core i7-2600K стоимостью 326 баксов сразу после «рождения» начал представлять собой опасного конкурента для «старого» Intel Core i7-980X за 1056 все тех же долларов.

Появившиеся относительно поздно процы Sandy Bridge-E в конструктиве LGA 2011 должны были показать, кто в доме хозяин, стоимость их, как и у предшественников, равнялась «штуке» зеленых, но впечатления они не произвели. Первый звоночек. А вот тренькает и второй. Сейчас, в относительно спокойной фазе «Тик», в бесспорно удачную микроархитектуру вносится существенное количество изменений, хотя ожидалась только смена техпроцесса. Рискованно? Очень!

Ведь сама по себе смена технологических норм – это весьма серьезная многоступенчатая операция, ошибки при проведении которой обходятся крайне дорого – можно вспомнить нашумевшую историю с «текущими» и деградирующими транзисторами в южном мосту первых чипсетов 67-й серии. Сама Intel называет нынешнюю фазу «Тик плюс».

Никому не нужная часть процессора
Некоторую пищу для размышлений должна дать таблица 1. В ней в числе прочего я привел данные о размере кристаллов процессоров разных микроархитектур и количестве транзисторов в них. Так, если сравнивать Sandy Bridge и Ivy Bridge, то количество элементов в последнем возросло на 41% при уменьшении площади кристалла на 37%. Это логично.

Но давайте попытаемся понять, чем заняты эти «лишние» 405 млн сотрудников-транзисторов? Как показывает практика, чипмейкеры обычно перераспределяют транзисторный бюджет при профиците в сторону кэшей, тем более что это хорошо влияет на итоговую производительность, из-за чего у топовых и серверных моделей процессоров кэш L3, как правило, «жирнее». У нового камня, как видно из этой же таблицы, кэш остался прежним, 8 Мбайт.

Вопрос отпадет сам собой, если посмотреть на картинки, показывающие структуру Sandy Bridge и Ivy Bridge (стр. 24). Огромный квадрат слева – графическое ядро нового поколения Intel HD Graphics 4000, как и прежде, сплавленное вместе с GPU в единое целое. Отличий у него настолько много, что многие произнесли «Так», увидев презентацию Тома Пьяцца (Tom Piazza) на Intel Development Forum.

Главное, конечно же, ради чего все затеяно, – это поддержка библиотек DirectX 11 и «пятых» шейдеров, для осуществления которой понадобились аппаратные тесселяционные блоки нового поколения. Не секрет, что производительности Intel HD Graphics 2000 / 3000 хватало только тем, кто вообще ни во что не играет и HD не смотрит.

Даже сильно улучшенное графическое ядро Intel Sandy Bridge, если его сравнивать с предыдущими вариантами интегрированных GPU, никак не могло тягаться с основным конкурентом. С Ivy Bridge Intel пошла по экстенсивному пути, нарастив число исполнительных устройств с 12 до 16 и выделив на каждый из них два блока текстурирования.

Не менее важно, что на нужды GPU был отписан свой собственный кэш, что позволило не гонять данные по шине, тем самым сократив энергопотребление, в том числе и в экономичных режимах. Подверглись модификации аппаратные устройства анизотропной фильтрации, технология Quick Sync 2.0 позволила быстрее осуществлять кодирование видео. Возможно декодирование контента с разрешением 4096 x 2304 пикс., кроме этого поддерживаются 16 одновременных потоков Full HD.

Ivy Bridge научился работать с тремя дисплеями (Sandy Bridge «держал» только два), но для этого материнская плата должна быть на «седьмой» логике, а два из трех мониторов подключены через DisplayPort. Относительно третьего моника ограничений нет, HDMI, DVI, DisplayPort вполне возможны, а в клинических случаях сгодится и VGA. Реализацию этой фичи отдали на откуп вендорам. А вот разрешение дисплеев определила Intel.

Пара моников покажут честное Full HD-видео, 1920 x 1080 пикс., третий дисплей может быть и профессиональным, 2560 x 1600 пикс. А теперь любимый вопрос: зачем оно нам, в зоопарке-то? Десктопный сегмент в таком GPU практически не нуждается. Даже сверхбюджетная видеокарта обойдет Intel HD Graphics 4000 без особого труда.

Некоторое исключение – рынок неттопов, там интегрированное видео с Full HD в цене, но этих компьютеров не так много, чтобы из-за них переделывать CPU столь кардинально. Ноутбуки и Intel Ultrabook? Возможно, но только «нижние» и «средние» модели, в «верхних» на графике будет собирать урожай NVIDIA 6xx (подробности во врезке). Наверное, этот тот случай, когда упорство Intel в построении производительной HD Graphics заслуживает лучшего применения. Не стройте иллюзий. Это очередная проба сил.

Поиски профита
Не графикой единой живы десктопные процессоры. Что больше всего нужно потребителям? Производительность, конечно, а некоторые покупатели имеют еще и оверклокерские амбиции. Энергоэффективность в нашей стране не самая востребованная номинация, но те процессоры, к которым не надо прикручивать двухкилограммовый суперкулер, имеют успех. Снова отправляю вас к таблицам. Как вы видите, заявленный TDP Intel Ivy Bridge составляет 77 Вт, это не только следствие 22-нанометровых технологических норм, но и эффект от внедрения транзисторов нового типа.

До Ivy Bridge все процессоры были планарными, то есть представляли собой «вафлю» из множества тончайших слоев пластин. Особенность планарной технологии как раз в том, что все элементы, составляющие слой, после выполнения технологических операции становятся плоскими, поверхностными, отсюда и название. Ныне отдельные микроскопические транзисторы имеют 3D-структуру (Tri-Gate). На кремниевой подложке перпендикулярно ей устанавливается тонкая кремниевая пластина, покрытая диэлектриком. На ней формируется три затвора (Gate).

Такая компоновка ускоряет переключение транзистора, уменьшает токи утечки при его закрытом состоянии и минимизирует сопротивление канала в открытом. Напряжение питания полупроводникового элемента может быть сильно снижено, что в пересчете на 1,4 млн юнитов дает экономию (при нынешнем уровне развития технологий) в 20%. Примерно на эту величину (0,2 В) уменьшено напряжение питания CPU, что дало снижение предельного TDP на 23%. Чтобы не смущать производителей систем охлаждения и материнских плат, на упаковках процессоров может значиться цифра 95 Вт, но это исключительно из-за привязки к привычному ряду 35-45-65-95 Вт.

В относительно спокойной фазе «Тик» в бесспорно удачный процессор вносится существенное количество изменений, хотя формально ожидалась только смена техпроцесса. Рискованно? Очень!

Нарушена еще одна негласная традиция. Термопакет ощутимо снижен. Казалось бы, что стоит поднять его до канонических 95 Вт с одновременным увеличением тактовой частоты на те же 20%. Но этого не случилось. В старших моделях Ivy Bridge, основное достижение именно энергоэффективность, хотя в правой части таблицы 2, где расположились экономичные CPU, прирост тактовой частоты есть.

Изменения в технологию Intel Turbo Boost, которая, как мы помним, динамически изменяла такт отдельных ядер и GPU в соответствии с нагрузкой, тоже были внесены, но их можно отнести к косметическим. Оставшись в тех же рамках увеличения скорости, процессор может частично разогнаться, даже будучи под неслабой нагрузкой. Одно это должно давать небольшой прирост при тестировании данных CPU.

Кольцевые гонки по шинам и криптография
Еще одно важное нововведение в процессоре – полноценная поддержка шины PCIE 3.0 и интерфейса Thunderbolt. При этом число линий PCI Express составляет по-прежнему 16. Шина QPI, так удачно показавшая свои возможности в Intel Sandy Bridge, подверглась существенным изменениям в сторону улучшения производительности и была переименована в Ring Interconnect. Системный агент, распределявший аппаратные ресурсы ЦПУ, остался при деле, в организацию вычислений внесены минимальные доработки, чего, собственно, Intel и не скрывает.

А вот генератор случайных чисел DRNG (Digital Random Number Generator), встроенный в CPU, совершенно новый, и он действительно выдает случайную последовательность, не зависящую от математического алгоритма, как это было сделано раньше. И операционка, и пользовательские приложения, обратившись к процессору за случайной последовательностью чисел, могут получать их на скорости до 3 Гбит/с. Конечному юзеру это вроде бы незачем, но, имея такую замечательную штуку, разработчики ПО в будущем смогут использовать ее в целях улучшения безопасности своих продуктов.

Еще одна фича SMEP (Supervisor Mode Execution Protection) также нацелена на будущее, благодаря ей процессор не даст выполнить указания программы, если ей был присвоен низкий уровень привилегий, а она запросила супервизорский режим. Как вы понимаете, такой «захват власти» прежде всего мечта вирусописателей, и в целом здорово, что процессорный гигант не забывает о борьбе с цифровой заразой, усовершенствуя аппаратные устройства защиты.

Ivy Bridge – хорошо или плохо?
Уже сейчас можно сказать, что Ivy Bridge получился у Intel каким угодно, только не провальным. Провальным он оказался бы при условии падения производительности относительно удачных процев Intel Sandy Bridge, но этого, как говорят, не дождетесь. В части графики все понятно, в ней будет отличный рывок вперед, пусть и недостаточный, чтобы заставить заволноваться владельцев AMD Llano и уж тем более дискретных видеокарт. По вычислительной части все не так однозначно: тех 10% максимального прироста вычислительной способности, которые ожидаются, явно недостаточно, чтобы убедить нынешних пользователей Intel Sandy Bridge приобрести новые камни. Энтузиастов в расчет не берем – они уже вовсю подвергают Ivy Bridge пыткам.

Казалось бы, оверклокеры должны радоваться изо всех сил. Новый техпроцесс – это прежде всего новые высоты в разгонных экспериментах, слава и почет, рекорды, кубки, шампанское. Но в этой области пока возникает больше всего вопросов и споров. Те, кто уже успел попробовать поиграться с множителями, сообщают, что разгон Ivy Bridge совсем не прост.

Камень по факту просто огненный, и никакая воздушная или жидкостная система не в состоянии удержать температуры на требуемом уровне. Даже включение троттлинга уже на 105 °С не спасает. Поднятие напряжения еще более ухудшает ситуацию, здесь требуется мастерство фреонщика или азотчика, ибо какую-то значимую цифру, скажем 5 ГГц, удается взять только «под минусом».

И еще, коллеги с сайта overclockers.com провели скальпирование сэмпла процессора, обнаружив на стыке крышки и ядра не припой, а компаунд, похожий по структуре на термопасту. Естественно, было высказано предположение, что эта субстанция задерживает передачу тепла от кремниевого кристалла. Сколько же копий было поломано в жарких спорах на тематических форумах! Предлагалось вместо мази использовать жидкий металл, близкий по свойствам к припою.

Но на момент написания материала эта теория была практически опровергнута, а основными причинами плохого разгона ныне считаются: возросшая тепловая мощность на 1 мм2 (из-за малого физического размера ядра) и недостаточно хорошо оптимизированная структура ядра. С первым явлением энтузиасты борются подбором системы охлаждения, устанавливаемой непосредственно на кристалл. Предприятие достаточно рискованное, можно как сколоть камень в процессе снятия, так и повредить его при установке ОС. Негативное проявление структуры кристалла должно оказывать меньшее влияние после выхода новых степпингов CPU, как это обычно и происходит.

Описанное не помешало разогнать камень до 7 ГГц, о чем наперебой сообщили новостники, а российский оверклокер Smoke сорвал сразу несколько рекордов в «Марках», заодно покорив частоту 6492 МГц, раскочегарив процессор Intel Core i7-3770K.

Но это все дела профессионалов, а как быть простым пользователям? Увидите Ultrabook с Ivy Bridge – берите: энергоэффективная инкарнация Intel Sandy Bridge – это уже само по себе неплохо. Если вы только планируете собирать ПК, будьте осмотрительны. Ситуация с ценами сейчас не способствует импульсным покупкам, а ушлые продавцы могут не только удерживать цену у потолка на новые Intel Core i7-3xxx, но и задрать стоимость проверенных Sandy Bridge Core i5 / i7, которые очень легко гонятся, но даже и без разгона показывают отличные результаты. Переход с Sandy Bridge на свежий процессор совершенно нецелесообразен – покупка Ivy Bridge оправдана только в том случае, если собирается новый комп с интегрированным видео.

Intel провела очень большую работу, совершенствуя Sandy Bridge. То, что мы не видим 100-процентного прироста скорости, это не означает, что инженеры в чем-то сплоховали, это еще одно доказательство того ясного факта, что Sandy Bridge уже сейчас настолько хороши, что в фазе «Тик» исправлять в них, по сути, нечего.

Более того, если Haswell внезапно задержится перед релизом, конечные покупатели не станут устраивать демонстрации, сетуя на недостаточную производительность «Сэндика» или Ivy. По-хорошему, мощности этих камней хватит еще на год-полтора. Что же касается шлифовки, то контроллер памяти убыстрен, система Turbo Сore перенастроена, TDP снижен. Конечно, всем хотелось бы увеличения производительности на такт, но это вопрос не сегодняшнего дня.

Продемонстрировать все написанное сегодня в цифрах и графиках вызвался наш автор b_budkin, который сейчас готовит практическую часть материала, проводя сутки напролет за тестами. Надеюсь, он прояснит ситуацию с разгоном, а также сможет показать сильные стороны нового процессора в сравнении с конкурентами. Давайте дождемся его статьи и тогда сделаем окончательные выводы о продукте. UP

Продолжение следует…

Подарок для маленьких?
Видя стремление Intel предельно снизить тепловыделение и энергопотребление, не теряя при этом в производительности, можно предположить, что процессору прочится работа в мобильных устройствах. Факт «прокачки» графики тоже как бы явный намек производителям ноутов. У AMD есть Llano и Trinity, а мы свой «гибрид» построим, с DirectX 11, блэкджеком и шейдерами.

На самом-то деле основными потребителями мобильной версии камней Ivy Bridge должны стать устройства по спецификациям Intel Ultrabook, тонкие, экономичные и одновременно мощные. Расширение линейки процессоров позволит Intel довести общее количество моделей, соответствующих концепции Ultrabook, до семи с лишним десятков к концу 2012 года. (Бедные авторы UPgrade. – Прим. ред.)

Но возникает некоторое, условно говоря, трение с компанией NVIDIA. Ее «мобильные» видеочипы GeForce GT 600-й линейки, по имеющейся у меня информации, планируются к широкому применению в Intel Ultrabook, чтобы обеспечивать необходимый фреймрейт в современных играх.

А как втолковывать покупателю, что для игры в «Метро 2033» силенок у ноутбука с графическим ядром Intel HD Graphics 4000 не хватит и «надо добавить еще чуть-чуть денег»? Каждый кулик будет хвалить свое болото, NVIDIA – Kepler, Intel – HD Graphics. Болото партнера при этом будет называться недостаточно тинистым и илистым, со слишком малым количеством неудобных сырых кочек.

Не говорите, что играть на ультракомпактном ноуте – несусветная глупость. Очень, очень многие пользователи только об этом и мечтают. NVIDIA может им предоставить такую возможность, например, чип GeForce GT640M вытянет большинство игр при разрешении 1366 x 768 с фреймрейтом выше 30 кдр/с, а он далеко не самый могучий в линейке 6хх.

Пантера против кугуара
Intel не была бы собой, если бы одновременно с выходом нового поколения процессоров, обратно совместимых по процессорному гнезду, не представила бы новый чипсет. В принципе, тот факт, что Ivy Bridge прекрасно работает в материнских платах с набором логики Cougar Point после обновления BIOS матплаты, всех устраивал. Шина DMI 2.0, используемая в Intel Sandy Bridge для связи между процессором и чипсетом, осталась без изменений в Ivy Bridge, что и определяет их совместимость.

Знакомьтесь, Panther Point, Z77, новая логика теперь уже «седьмой» линейки. Рецепт: к чипсету Z68 прикрутить PCI Express 3.0 и нативную поддержку шины USB 3.0. В Z68 поддерживается 14 портов USB 2.0, а Z77 «потянет» 10 розеток USB 2.0 и еще 4 «тринольных». Немного подтянуты вверх технологии Rapid Storage и Management Engine. Наличие нативных портов USB 3.0 – отличный подарок производителям материнских плат, ибо отсутствие необходимости разводить платы под дополнительный контроллер удешевляет и упрощает их.

Что бы ни говорил процессорный гигант, можно с полной уверенностью советовать владельцам плат на системной логике Intel P67 и Z68 сидеть спокойно, а тем, кто собирает новый компьютер, следует ориентироваться на цену продуктов и выбирать, что выгоднее, старательно снимая лапшу с ушей, которую будут вешать профессионалы этого дела.

Несколько малозначительных преимуществ не будут заметны потребителям. А если учесть, что где-то впереди фаза «Так» со сменой всего, чего только можно, вложение лишних денег в «промежуточное» железо, такое как Z77, не выглядит разумным. Будут новшества – будут вам и продажи!

Никто не прокомментировал материал. Есть мысли?