Подождите...Каталог
Новый сокет – LGA1156Первые процессоры поколения Nehalem (Bloomfield) были предназначены для установки в LGA1366:  Годом позже вышел Lynnfield, которому требовалось меньшее количество контактных площадок/ножек, причем, благодаря уменьшению площади самих этих элементов, сократился в размерах и сам сокет:  Сами процессоры Lynnfield по размеру приблизительно равны CPU для LGA775 и заметно уступают Bloomfield. Согласитесь – это необычно, ведь площадь самого кристалла только возросла!
Процесс установки процессора в гнездо принципиально не отличается от такового для любых других Land Grid Array сокетов, однако конструкция клипсы претерпела некоторые изменения по сравнению с привычной для LGA775:  Естественно, установить CPU неверно, не прикладывая значительных усилий, нельзя.
 По большому счету он повторяет решение для LGA775, ничего конструктивно выдающегося или интересного не содержит. Главное отличие – увеличенная площадь основания для лучшего контакта с теплораспределителем CPU.
Ни для кого не секрет, что штатного решения для охлаждения необходимо и достаточно. То есть в штатных режимах работы никаких проблем ни с шумом, ни с перегревом не возникает. Однако для разгона помимо всего прочего следует озаботиться и улучшением качество теплоотвода. И помочь в этом могут сторонние кулеры:
Анонс Lynnfield/P55 можно назвать грандиозным – подготовка не прошла зря, и фактически у всех крупных производителей материнских плат уже сейчас готовы линейки моделей разных ценовых категорий на любой вкус и цвет.
Micro-ATX набирает популярность как форм-фактор для HTPC, и Lynnfield может стать отличным выбором для мощной и небольшой системы такого типа. Энергопотребление протестированных процессоров в покое находилось на самом низком уровне из всех протестированных ранее четырехядерных CPU!
В подтверждение тому, что на данный момент платы с P55 не способны принять процессоры с интегрированным графическим ядром – отсутствие каких-либо портов DVI/HDMI/VGA вывода на задней панели:  Вне зависимости от того, сколько ядер расположено на кристалле, будь то одно, два, три, четыре, шесть или восемь, процессор не должен выходить за обозначенные границы. Если в CPU используется только одно ядро, оно целиком и полностью может распоряжаться этими условными 95 Вт. Именно поэтому производители в прошлом могли себе позволить «гонку мегагерц». Однако уже при проектировании двухядерных CPU стало ясно, что необходимо умерить аппетиты процессоров – ведь в 95 Вт требовалось уложить уже пару ядер. Самый разумный компромисс в таком случае – снизить тактовые частоты при увеличении числа вычислительных потоков. Очевидно, что среди возможных оптимизаций это наиболее действенная мера. Стоит ли говорить, что при создании четырехядерных моделей уложиться в требуемый TDP еще сложнее. Это положение вещей хорошо иллюстрирует такая диаграмма:
Итак, TDP мы принимаем за постоянную величину – эту планку поднять никак нельзя, неизбежны проблемы с охлаждением самого CPU и общего нагрева системного блока. Переменные в таком случае – количество ядер и их тактовая частота (во всяком случае, так дело обстоит сегодня), т.е. если мы увеличиваем одну величину, необходимо уменьшить другую. Однако в эту, казалось бы, идеальную картину, вкрадывается противоречие. Ведь количество ядер, в отличие от частоты их работы, не влияет прямо пропорционально на производительность. Есть приложения, плохо оптимизированные под многопоточные вычисления. Есть приложения, вообще не поддающиеся распараллеливанию. В таком случае, скажем, два ядра из четырех в CPU простаивают. Конечно, в состоянии покоя они не выделяют много «лишнего тепла», однако процессор работает медленнее своего двухядерного коллеги, у которого тактовая частота при одинаковом TDP выше. Отсюда пользователям приходится прикидывать, в каких приложениях им придется работать чаще, и от чего будет больший выигрыш – от более высокой частоты двухядерного CPU, или же от количества вычислительных потоков четырехядерного. Умный процессор теоретически смог бы понять, что скорость работы ядер ограничена не частотой (штатные частоты современных 45 нм CPU далеки от предельных), а значением TDP, за которое нельзя выходить. Более того, тогда бы чип мог увеличивать при необходимости частоты активных ядер, если есть незадействованные (а значит и запас по тепловыделению). Оказывается, такой процессор теперь есть. И имя ему – Lynnfield. В прошлом году с анонсом Nehalem Intel представила одно очень существенное нововведение, которое за блеском впечатляющей производительности осталось незамеченным многими. Внимание энтузиастов было сконцентрировано на размерах кэшей, производительности самого CPU и латентности памяти, а вот Power Gate Transistor остался на втором плане. Как известно, транзисторы работают как небольшие переключатели – преграждая путь току в закрытом состоянии, и пропуская в открытом. Одним из побочных эффектов постоянного уменьшения размеров транзисторов с совершенствованием технологического процесса производства и ростом скорости их переключений, является возрастание токов утечки. Это значит, что транзистор начинает пропускать небольшой ток и в выключенном состоянии. Хотя эти токи и невелики, в случае, когда кристалл состоит из нескольких сотен миллионов транзисторов, энергетическая эффективность существенно страдает. Можно уменьшить эти токи утечки, но в таком случае пострадает производительность – невозможно одновременно добиться высокой тактовой частоты и ничтожно малых токов утечки. Однако в лабораториях Intel сумели найти выход из данной непростой ситуации. Используя определенные «умные» материалы, они создали транзистор специального типа с минимальным сопротивлением, который мог эффективно отключать схемы, находящиеся за ним, от энергетических потоков. Таким образом, стало возможно полностью отключать неиспользуемые ядра с помощью Power Gate Transistor.  В случае с четырехядерным Phenom II, когда два ядра остаются без нагрузки, специальный управляющий блок отключает их. Однако даже в таком состоянии из-за существующих токов утечки они продолжают потреблять энергию. В случае с Nehalem благодаря Power Gate неиспользуемая пара ядер может быть отключена практически полностью – так, что токи утечки будут пренебрежительно мало. Именно благодаря этому показатели энергопотребления Nehalem в состоянии покоя так впечатляют:  Мы выяснили, что Nehalem способен эффективно отключать неиспользуемые ядра в состоянии покоя. Зачем это необходимо? Ответ прост – так создается запас относительно номинального TDP, который можно эффективно использовать. Речь идет о повышении частот активных ядер таким образом, чтобы одновременно увеличить скорость исполнения плохо распараллеленных задач и остаться в рамках заявленного TDP.  Именно для этих целей в каждом производимом на данный момент Nehalem (включая Bloomfield) существует специальный блок, состоящий приблизительно из 1 миллиона транзисторов (сравнимо со сложностью Intel 486), чья единственная задача – менеджмент питания процессора. Именно Power Control Unit следит за энергопотреблением, отключает полностью или снижает частоты неактивных ядер, постоянно отслеживая нагрузку и состояние CPU. В Lynnfield применен модернизированный относительно Bloomfield блок PCU, однако его архитектура в целом осталась неизменной. Внимательные читатели уже наверняка догадались, что именно блок PCU в Lynnfield помимо всего прочего обучен повышать частоты активных ядер в случае с отсутствием нагрузки на все четыре ядра. Данное технология носит уже знакомое нам название Turbo Mode. [N10-Производительность Lynnfield в TM – до 17% прироста!] Справедливости ради стоит отметить, что технология Turbo Mode не нова. Мы уже встречались с первым вариантом ее реализации в Bloomfield, однако тогда она не особо впечатляла и была всего лишь одной из списка интересных технологий новинки. Производительность в лучшем случае увеличивалась на 2-5%. TDP всех Bloomfield был заявлен в 130 Вт, и у каждого ядра было лишь совсем немного запаса по тепловыделению для повышения частоты. В Lynnfield же значение TDP было снижено на 27%, а значит, каждое ядро стало более холодным (чем ниже TDP, тем больше потенциал для Turbo). Этот факт в сочетании с целым годом, который инженеры Intel потратили на внесение мелких улучшений и оптимизаций в существующие Nehalem, позволил новому, более агрессивному Turbo Mode превратиться из незначительной возможности в один из ключевых плюсов нового процессора.
Как вы можете видеть, в отдельных случаях режим Turbo в Lynnfield может давать до 17% дополнительной производительности относительно работы четырех ядер на штатной частоте. Согласитесь – это значимая величина, недооценивать которую нельзя. По следующей таблице хорошо видно, что наилучшие результаты с Turbo достижимы в приложениях, интенсивно использующих одно или два ядра:
Если бы Intel обладала технологией, схожей по концепции и уровню реализации с сегодняшней Turbo Mode, во времена внедрения двухядерных CPU, было бы на порядок меньше споров по поводу необходимости перехода на мноядерные процессоры. Сегодня же при запуске однопоточного приложения на четырехядерном Lynnfield, мощнейший зверь из 774 млн. транзисторов попросту отключит три своих ядра, и автоматически разгонит оставшееся активное вплоть до 3.6 ГГц (в зависимости от модели). В таком режиме CPU окажется быстрее, чем любой из представленных на рынке Core 2 Duo.
Обратите внимание на то, что, благодаря специальному аппаратному блоку PCU в Lynnfield, производительность исполнения одного потока команд возрастает не обязательно в каких-либо оптимизированных программах. Это происходит, например, и при обычной работе в операционной системе, независимо от характера исполняемого приложения. Можно ли считать, что задача достижения оптимальной производительности в любом режиме выполнена? Отчасти это верно. Lynnfield является очень мощным и гибким процессором, который, как покажет наше тестирование, отлично справляется с любыми бенчмарками, получая высокие баллы. Условно говоря, покупая Core i7 870, вы приобретаете быстрый 3.46 ГГц двухядерный процессор, который в случае необходимости может исполнять хорошо распараллеленные приложения с помощью всех доступных четырех активных ядер на чуть меньшей частоте в 2.93 ГГц. Однако нельзя рассматривать эту технологию как финишную черту, которую в Intel хотели достичь и остановиться после этого. По сути, вторая версия TM в Lynnfield является лишь очередным шагом к унификации CPU и GPU, которая, возможно, ждет нас в будущем. Совсем немного времени осталось до того момента, когда на одной подложке или даже кристалле будут располагаться и центральный, и графический процессоры. А ведь в таком случае их TDP также не должен будет выходить за разумные рамки. Как быть в такой ситуации? Так же, как и в случае с незадействованными ядрами Lynnfield – в случае большой потребности в мощности CPU отключать простаивающие блоки GPU, и, соответственно, наоборот. Такая система будет одновременно производительной, многопрофильной, экономичной, и, главное – сможет в реальном времени мгновенно подстраиваться под запросы пользователя. Именно это является целью, которая стала чуть ближе благодаря выходу нового поколения 45 нм Nehalem в свет. [N11-Скоростные ограничения: что может препятствовать работе Turbo Mode] Каким бы прекрасным ни был Turbo режим, к сожалению, он не может функционировать 100% времени. Есть целый ряд причин и факторов, которые могут препятствовать активации TM, и самые главные из них – качество охлаждения и смесь из множества исполняемых инструкций в большом числе потоков. Тип исполняемых инструкций во многом определяет аппетиты CPU в каждом конкретном приложении. Так, в случае с кодированием видео, когда задействованы специализированные наборы SSE, сами ядра не используются на полную мощность, что позволяет экономить энергию. Однако сжатие видео – ресурсоемкая операция, при которой нет нужды «соблюдать диету» и держать CPU в экономичном режиме, здесь важна именно производительность. Значит, можно поднять частоту ядер. Кстати говоря, по словам Intel, при кодировании видео и прочих операциях, использующих наборы команд SSE различных версий, Turbo режим работает особенно эффективно. А вот операции с плавающей запятой, напротив, серьезно нагружают все части ядер. Здесь вряд ли стоит ожидать увеличения частоты более чем на одну ступень (133 МГц), если вообще PCU посчитает возможным активацию Turbo Mode. Иными словами – невозможно просто определить эффективность TM, узнав количество исполняемых программой потоков. Характер команд в этих потоках так же очень важен. Нельзя забывать и о том, что, помимо запускаемого пользователем основного приложения, в фоновых процессах может быть активно много скрытых процессов, например, порожденных самой операционной системой. Хотя обычно фоновые приложения являются однопоточными, их количество может исчисляться десятками, или даже сотнями. Всего лишь несколько из них, которые планировщик задач «повесит» на отключенные ядра, могут вынудить PCU включить неиспользуемые ядра ради минимальной нагрузки, а это ограничит возможности Turbo. Отрадно, что в Windows 7 уделили существенное внимание данной проблеме (как известно, работа C’n’Q в Phenom первой версии из-за особенностей диспетчера задач Windows Vista существенно снижала производительность процессора, вынуждая CPU постоянно включать и отключать ядра), и Lynnfield не должен страдать от этой проблемы при использовании «семерки». Но не все так неоднозначно. Если контролировать смесь потоков, инструкций и данных, количество исполняемых нитей в приложении и многие другие факторы затруднительно, охлаждение процессора напрямую зависит от пользователя. Безусловно, ни о каком повышении частот относительно номинала и речи быть не может, если CPU работает в предельном температурном режиме. Наоборот – следует помнить, что непродуманная циркуляция воздуха в системном блоке, тесный корпус, некорректно установленный кулер или множество незакрепленных проводов на пути воздушных потоков, могут вынудить PCU снизить частоты яде |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Источник: НИКС - Компьютерный Супермаркет
