Подождите...Каталог
Секретное оружие Lynnfield – Turbo режимИзвестно, что в сегодняшних Core i7 все частоты формируются относительно базового генератора в 133 МГц. Core i7 920, обладая тактовой частотой ядер в 2.66 ГГц, имеет соответствующий множитель 20x, i7 965 же, например, ─ 3.20 ГГц и 24x. При этом если у процессора при работе есть резерв по TDP, i7 увеличивает множитель на единичку, тем самым поднимая частоту ядер на 133 МГц. Если же приложение к тому же и однопоточное, множитель может быть увеличен на два пункта, то есть прибавка составит уже 266 МГц. Хотя Turbo режим в Bloomfield работает хорошо, давая среднюю прибавку производительности в 3-4%, функциональность встроенного бустера довольна ограниченна. Тесты показали, что Core i7 без каких-либо ухищрений вроде повышения напряжения или установки особенно мощного охлаждения в состоянии работать на частотах вплоть до 3.8 ГГц на всех ядрах при полной нагрузке, включая разнообразные стресс-тестирования. Хотя, принимая во внимание то, что Nehalem являлся новой для Intel архитектурой, понять осторожность с режимом Turbo для Bloomfield можно. С развитием и обкаткой Nehalem, улучшались и характеристики процессоров в состоянии активированного бустера. Как это ни странно, второе поколение Turbo режима было представлено на серверных high-end процессорах Xeon. Тогда как Xeon, рассчитанные на работу в однопроцессорных конфигурациях, вели себя точно так же, как и десктопные CPU, Xeon для многосокетных систем повышали частоты более агрессивно. Так, Xeon E5520, E5530 и E5540 могут повышать множитель на один пункт при активных 3 или 4 ядрах, или же на два при активных 1 или 2. Серия X5000 разгоняется повышением множителя на 2 пункта при активных 3 или 4 ядрах, и на 3 ─ при 1 или 2, а это, между прочим, дополнительные 400 МГц. Конечно, с ручным оверклокингом получаемые частоты все равно сравнивать бессмысленно, однако прибавку в 400 МГц не заметить трудно. В Lynnfield же присутствует уже третья по счету, еще более мощная реализация Turbo режима. Попавшие к нам слайды с презентаций Intel говорят о том, что принадлежащие к семейству Core i7 Lynnfield будут способны повышать множитель на целых пять пунктов, давая результирующую прибавку в частоте до 667 МГц (для Core i5 ─ 4 пункта и 533 МГц). Эти цифры достоверны, однако они приведены для одного активного ядра. Как будет вести себя Lynnfield при большей нагрузке, нам пока остается только догадываться, однако уже сейчас можно с достаточно высокой степенью вероятности сделать некоторые предположения на основании статистики по другим CPU:
С учетом того, как работает Turbo режим в Intel Xeon X5570 и схожести TDP этих процессоров, можно ожидать от 2.93 ГГц Lynnfield следованию схожей схеме подъема множителя 2/2/3/3. Хотя с другой стороны, мы точно не знаем, как поведет себя Lynnfield при паре загруженных ядер. Опять же ─ если следовать порядку для Xeon, частота при одном и двух активных ядрах будет одинаковой, в нашем случае 3.60 ГГц. Но вполне может быть, что для двух ядер мы увидим менее впечатляющие 3.33 ГГц, или 3.46 ГГц. Какими бы в итоге ни были зафиксированы промежуточные частоты Turbo режима Lynnfield, подтвержденная информация о 3.60 ГГц при одном активном ядре и высокие базовые частоты гарантируют пользователям высочайшую производительность в любых режимах работы. Забудьте о том, что перед нами просто четырехъядерный процессор; Lynnfield ─ CPU, оптимизированный для работы с максимально возможной производительностью при энергопотреблении до 95 Вт. Это ─ будущее многоядерных процессоров. Неважно, какое количество ядер располагается на кристалле ─ в зависимости от потребностей исполняемого программного обеспечения, CPU будет подстраиваться под текущие нужды. Если программисты не озаботились оптимизацией приложения под многопоточность ─ будет активно одно ядро на максимально возможной частоте, если требуются 8 вычислительных потоков ─ они будут предоставлены, пусть и с чуть меньшей удельной эффективностью у каждого. Только представьте, как будет выглядеть четвертое или пятое поколение Turbo режима! Для Bloomfield повышение множителя на один-два пункта можно было считать пробой пера. Для Lynnfield ─ это уже существенная функция, серьезно влияющая на производительность процессора, и один из факторов оправданности вывода нового CPU на рынок. Для тех, кто еще сомневается в целесообразности Lynnfield, это вполне может стать весомым аргументом (тут уже скорее Core i7 920, не так давно являвшийся оптимальным процессором для рачительных пользователей LGA1366, начинает казаться бессмысленным). [N5-Новый сокет и материнские платы] К сожалению, на сегодняшний момент мы связаны соглашением NDA, поэтому представить полноценные фотографии и описания используемых при тестировании материнских плат не представляется возможным. Тем не менее, фотографию нового LGA1156 мы уже привели выше (черным на фотографии закрашены области специально, дабы не показывать материнскую плату). Конструктивно этот разъем ничем не отличается от LGA775 или LGA1366, ножки все так же расположены внутри LGA, процессор прижимается к разъему металлической планкой. Разве что вместо четырех болтов крепления к материнской плате на LGA1366 отныне используется три, но вряд ли это может каким-то образом повлиять на надежность фиксации. К сожалению, для нового процессорного разъема предусмотрен очередной стандарт крепежа кулеров. Велосипед изобретать не стали, это все те же привычные четыре отверстия в текстолите платы, однако расположены они по-новому, тем самым необходимы специальные пластины крепления для охлаждающих устройств. Дело в том, что для LGA1156 отверстия разнесены уже, чем для LGA1366, но и одновременно шире, чем для LGA775. Сложно объяснить, зачем понадобилось создавать дополнительную головную боль как производителям плат, кулеров, так и самим пользователям (особенно с учетом фактического равенства площади CPU для LGA775 и LGA1156). Но факт остается фактом ─ даже если у вас уже есть хороший радиатор/водоблок для какой-либо из систем, всё равно придется озаботиться либо поиском/изготовлением нового крепления, либо заменой кулера на новый. В нашем тестировании мы задействовали экстравагантный Thermaltake SpinQ, один из первых кулеров с поддержкой новой платформы (клипса крепления трансформируется для обеспечения совместимости как с LGA1156, так и с 1366). Выглядит этот необычный и, как показала практика, довольно эффективный охладитель следующим образом:
Хорошим советом может стать рекомендация стараться не садиться на это изделие Thermaltake, так как выглядит кулер грозно, и пластины радиатора довольно остры по краям ;-) [N6-Один из первых семплов Lynnfield у нас в руках] В наших руках оказался один из первых инженерных семплов Lynnfield, который мы, конечно, не могли не протестировать. Особо подчеркнем, что этот процессор не относится к финальному степпингу, который поступит в розничную продажу. Результаты тестов стоит воспринимать с оглядкой на то, что версии BIOS материнских плат еще не совершенны (как и сами платы ─ чего стоит один только не работоспособный на данный момент Turbo режим), а сам CPU, скорее всего, будет чуть более быстрым и менее горячим. И, тем не менее. Вот он, герой нашего сегодняшнего обзора:
Как хорошо видно из масштаба фотографий, новый процессор существенно меньше сегодняшнего Core i7, однако вполне сравним с привычным Core 2 в исполнении долгоиграющего LGA775:
Плотность размещения контактных площадок намного выше таковой у процессоров семейства Core 2:
Первые попавшие в открытый доступ семплы Lynnfield (а у нас оказался именно такой) были тактованы на 2.13 ГГц и обладали поддержкой Hyper-Threading. Эти процессоры были предназначены для производителей материнских плат на чипсете P55 для тестирования совместимости спроектированных образцов с реальными CPU. Turbo режим таких экземпляров работал схожим с Bloomfield образом. Вне зависимости от нагрузки частота всех ядер возрастала максимум на одну ступень ─ до 2.26 ГГц. Еще раз повторимся ─ эти инженерные образцы были выпущены не для оценки производительности CPU, но пока никаких других возможностей составить представление о скоростных показателях Lynnfield нет. Тем не менее, текущие возможности материнских плат позволили нам поднять Bclock со 133 до 166 МГц, что выразилось в результирующей тактовой частоте 2.66 ГГц. Turbo режим от этого, правда, все равно не смог заработать лучшим образом (никакие наши старания для этого не помогли), так что показанная сегодня Lynnfield производительность в одно- и двухпоточных приложениях ниже той, на которую стоит рассчитывать в реальности. Результаты, которые будут представлены на последующих страницах, отражают полученные данные с трех конфигураций ─ Lynnfield, работающего на 2.13 ГГц с включенным Hyper-Threading, 2.66 ГГц с активированным HT и 2.66 ГГц без виртуализации процессорных ядер. Именно последний вариант будет максимально близок к той производительности, которую покажет Lynnfield Core i5 в скором будущем (все так же за исключением неработающего должным образом Turbo). Прочие результаты были включены в таблицы скорее из спортивного интереса и для полноты картины, чтобы оценить, насколько еще Intel могла бы опустить частоты новинки, оставаясь при этом конкурентоспособной. Скажем сразу ─ если вы думали, что Nehalem крайне необходим Hyper-Threading, чтобы демонстрировать по-настоящему впечатляющую производительность, вы были в корне не правы. Пожалуй, перед тем как перейти непосредственно к тестированию, стоит сказать еще пару слов о степени готовности Lynnfield. Кажущиеся простыми на словах фразы об интеграции контроллера PCIe на кристалл, или модификации ИКП, на самом деле скрывают за собой сложнейшую инженерно-техническую работу. Сейчас неработоспособны ни в каком виде технологии multi-GPU, материнские платы откровенно “сырые” и требуют доработки, сам процессор пока не достигает при разгоне частот даже своих старших собратьев Bloomfield и требует для стабильной работы довольно высокого напряжения ─ словом, работы перед выводом новинки на рынок предстоит сделать еще очень много. Ожидать появления новых Core i5/i7 в продаже раньше сентября не стоит, так что наш обзор носит сугубо предварительный характер и будет обновлен по первой возможности с результатами серийных процессоров на отлаженных материнских платах. А сейчас перейдем к доступной на данный момент тестовой платформе для Lynnfield, ведь, согласитесь, что, несмотря ни на какие трудности, очень интересно узнать, что же предложит Intel в скором времени для среднего сегмента десктопных CPU. [N7-Тестовая конфигурация и программы]
С места ─ в карьер! Так можно охарактеризовать производительность Lynnfield в первом тесте из нашей стандартной линейки, который призван показать общую производительность системы, не вдаваясь в подробности, а ранжируя испытуемых по совокупности показателей в разнообразной синтетике. Удивительно, но даже предсерийный семпл без активированного Turbo смог оказаться быстрее, чем Core i7 920! Хорошо видно, что наличие третьего дополнительного канала памяти у Bloomfield в данном конкретном случае не принесло вообще никаких дивидендов. Что касается работы процессора с Hyper-Threading и без, то SYSMark является примером не очень хорошо распараллеленного приложения. К тому же не стоит забывать, что даже четыре нити потоков исполнения команд выделить в программе можно не всегда, чего уж говорить о восьми. [N9-Тестирование – Adobe Photoshop CS3]
В крайне интенсивном бенчмарке Retouch Artists, Lynnfield не смог продемонстрировать уверенной победы над i7 (хотя и отставание оказалось крайне небольшим), но при этом оказался быстрее Q9650, работающего на большей тактовой частоте. Помимо чрезвычайно высоких запросов к производительности используемого накопителя, тест способен полностью загрузить многоядерные процессоры, и тут уже видна разница между CPU с включенным HT и без него. [N10-Тестирование – DivX 8.5.3 с Xmpeg 5.0.3]
Менее четырех процентов отделяют равночастотные Lynnfield и Bloomfield друг от друга. Учитывая то, что у реального Core i5 частота работы ядер под нагрузкой будет выше, можно ожидать победы над Core i7 при кодировании видео с помощью DivX. Даже сейчас процессоры фактически равны (а ведь мы сравниваем серийный отлаженный CPU с ранним предварительным экземпляром!), но при этом Core i7 стоит существенно дороже. Этот факт, пожалуй, стоит принять во внимание тем, кто собирается собирать платформу LGA1366 с нуля с младшим из предлагаемых в линейке процессоров… [N11-Тестирование – кодирование видео x264 HD]
Не стоит ориентироваться на результаты первого прохода теста, реальный процесс кодирования видео начинается именно во второй части работы алгоритма сжатия x264. И, пожалуй, это еще одно приложение, получающее существенную выгоду от использования HT. Судите сами ─ 2.13 ГГц Lynnfield с активированным Hyper-Threading оказывается быстрее 2.66 ГГц варианта с отключенным HT. Налицо хорошие оптимизации под многопоточные вычисления. Результаты в тесте x264 могут служить хорошим объяснением тому, почему Intel решила выделить младший Lynnfield в группу Core i5, лишив его HT, а модели с Hyper-Threading оставить в линейке Core i7. [N12-Тестирование – Windows Media Encoder 9 x64 Advanced Profile]
А вот для Windows Media никакой разницы количество ядер в системе не имеет. Вместе с тем Lynnfield и Bloomfield, с включенным HT или без него, показывают практически одинаковые результаты, первый даже оказывается немного впереди. [N13-Тестирование – 3dsmax 9 - SPECapc 3dsmax CPU рендеринг]
У нас уже накопилась достаточная статистика по тестам, и можно сделать некоторые выводы о производительности и расстановке тестируемых процессоров.
Однопоточный вариант теста Cinebench показывает, насколько мощными получились ядра в Nehalem. Хорошо видно, что удельная производительность даже одного из четырех вычислительных блоков в новых процессорах выше, чем у Core 2. Даже без агрессивного Turbo режима 2.66 ГГц Nehalem вновь быстрее, чем 3.00 ГГц Q9650. Ориентируясь на эти результаты можно предположить, насколько производительными получатся, например, ноутбучные 32 нм двухядерные версии Westmere, которые будут доступны к концу 2009-началу 2010 года.
Работая же в родной для себя многопоточной среде, Nehalem раскрывается в полную силу. Самый слабый Lynnfield без HT опережает при существенно более низкой частоте Phenom II X4 955 всего на 3.4%. Если бы в арсенале серийного процессора существовал Hyper-Threading, превосходство увеличилось бы до 16%, и в таком случае Core i5 был бы медленнее Bloomfield всего на 5%. Кстати, из тестов хорошо видно, что даже в самых ресурсоемких приложениях польза от дополнительного третьего канала памяти в Core i7 довольно мала. [N15-Тестирование – POV-Ray 3.73 beta 23 Ray Tracing]
POV-Ray только подтверждает описанную выше картину. [N16-Тестирование – Microsoft Excel 2007]
Microsoft Excel может служить мощнейшим математическим инструментом, и бенчмарк Monte Carlo это с успехом доказывает. Впервые за весь наш марафон 2.66 ГГц Lynnfield без HT не смог опередить самого быстрого из четырехядерных Penryn. Тем не менее, превосходство в скорости над Core 2 Quad со схожей ценой очевидно. [N17-Тестирование – Sorenson Squeeze: создание FLV]
И снова результаты 2.13 ГГц Lynnfield с HT подтверждают, что не зря Intel вернула технологию времен Pentium 4 в новые процессоры (пусть и в существенно доработанном варианте). С выключенной виртуализацией ядер 2.66 ГГц вариация Core i5 оказывается на уровне 3.20 ГГц Phenom II, с включенной же ─ почти догоняет более дорогой i7 920. [N18-Тестирование – создание архива в WinRAR]
Никаких откровений WinRAR не преподносит, все ожидаемо и предсказуемо. [N19-Игровая производительность – Fallout 3]
Предостерегаем вас от неверных выводах по игровой производительности Lynnfield на основании этой игры от Bethesda. Движок Fallout 3 создавался без оглядки на многоядерные процессоры, поэтому результаты перед нами соответствующие (фактически, решающим фактором здесь явилась частота CPU, зависимость от архитектуры вообще минимальна). Как раз для таких приложений Intel и продумали более агрессивный Turbo режим. Вряд ли серийный семпл Lynnfield оказался бы на позиции ниже топ-3 нашего виртуального пьедестала почета. [N20-Игровая производительность – Far Cry 2]
А вот в более современном Far Cry 2 наблюдается уже вполне реалистичная и соответствующая действительности расстановка сил. [N21-Игровая производительность – Crysis Warhead]
Очевидно, что в Crysis ограничивающим производительность узким горлышком стала скорость работы видеокарты. [N22-Энергопотребление] Для того чтобы обеспечить стабильность функционирования рассматриваемого экземпляра процессора на частоте 2.66 ГГц, нам потребовалось несколько повысить напряжение. Это поставило бы процессор в изначально менее выгодные условия по сравнению с соперниками, поэтому было решено измерить энергопотребление семпла 2.13 ГГц с включенным HT без разгона.
Пожалуй, особенно впечатляющими выглядят результаты процессора в режиме покоя. Показанное энергопотребление очень низко, в нашей тестовой лаборатории еще не было четырехядерных процессоров со столь скромным энергетическим аппетитом. Похоже, что в случае с активным использованием 1-2 ядер, Lynnfield будет радовать очень низкой потребляемой мощностью благодаря работе технологии Power Gates от Intel. [N23-Финальные слова и выводы] Оказывается, не так просто четко разобраться в позиционировании Lynnfield в линейке CPU Intel, как могло показаться в начале. Средний $284* процессор с 2.80 ГГц будет очень и очень мощным. Похоже, что даже в приложениях, не оптимизированных под многопоточность, этот Lynnfield за счет Turbo режима будет быстрее любого из высокочастотных Core 2 Duo. В тоже время в интенсивно использующих несколько вычислительных потоков программах за счет более высокой частоты этот CPU окажется впереди и Core i7 920. Дешевый $196* Lynnfield, тактованный на 2.66 ГГц, от идеала отделяет только заблокированная на аппаратном уровне поддержка Hyper-Threading. В большинстве случаев производительность этого чипа сравнима с i7 920, однако в хорошо распараллеленных программах более дорогие LGA1156/1366 процессоры показывают за счет поддержки HT лучшую производительность. Нет, мы отнюдь не хотим сказать, что лишение данного CPU HT равноценно концу света, но с этой прогрессивной технологией демонстрируемые результаты могли бы быть только лучше. Что у Intel однозначно удалось с самым бюджетным Lynnfield, так это представить сравнительно дешевый четырехядерный CPU с архитектурой Nehalem, быстрый настолько, чтобы, не сильно напрягаясь, конкурировать с самыми производительными Phenom II, и при этом обеспечить лучшее соотношение цена/качество, нежели существующие сейчас Core 2 Quad. Но четкая граница между ним и более дорогими Lynnfield, которые будут продаваться под брендом Core i7, все же сохраняется. Не зря для нового процессорного ядра был введен специальный бренд ─ Core i5. Благодаря отличной масштабируемости Nehalem, стратегия Intel может быть очень гибкой, пространство для маневров впечатляет. Компания в состоянии легким движением руки вывести на рынок более дешевые низкочастотные Lynnfield с активированным HT, которые будут чрезвычайно конкурентоспособны в своих ценовых нишах. Нельзя забывать и о Turbo режиме, благодаря которому новые процессоры будут хороши не только в многопоточной среде, но и в обычных, неоптимизированных для многоядерных CPU приложениях. Возникает вопрос ─ а зачем же тогда вообще кому-то может понадобиться приобретать систему на базе LGA1366? Вернувшись к вступлению статьи, вспомним, что изначально эта платформа была предназначена для энтузиастов. И сейчас, после выхода на рынок Lynnfield, преимущества LGA1366 останутся особенно сильными именно для первоначальной фокус-группы Bloomfield:
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Источник: www.anandtech.com/
