От Sandy Bridge до Coffee Lake: сравняване на седем поколения Intel Core i7. Пет поколения Core i7: от Sandy Bridge до Skylake. Сравнително тестване

Главна информация

Фактът, че Intel възнамерява системно да прехвърли функции, реализирани преди това в логически комплекти, към процесора, стана ясен преди повече от две години. Първите процесори с микроархитектура Nehalem - Bloomfield - се сдобиха с вграден контролер на паметта. В следващото поколение, Lynnfield, към контролера на паметта беше добавен контролер на шина PCI Express. След това, в Clarkdale, процесорът също включва вграден графично ядро, обаче, изпълнен от отделен полупроводников кристал. Sandy Bridge поставя финалните щрихи на тази последователна интеграция - процесорите с нова микроархитектура ще съдържат всичко наведнъж в един чип: процесорни ядра, графично ядро, контролер на паметта и контролер на шина PCI Express.

Площта на полупроводниковите кристали Sandy Bridge ще бъде приблизително 225 квадратни метра. mm, тоест благодарение на модерния 32-nm технологичен процес този кристал ще бъде дори по-малък от кристала на четириядрените процесори Bloomfield и Lynnfield или шестядрения Gulftown.

Няма компромиси по отношение на производителността в Sandy Bridge. Общата структура на процесорите предполага наличието на две или четири процесорни ядра с поддръжка на технологията Hyper-Threading, кеш от трето ниво до 8 MB, двуканален контролер на паметта DDR3, поддръжка на 16 PCI Express 2.0 ленти и наличието на модерно графично ядро DirectX 10.1. Тоест, процесорите от ново поколение имат всичко необходимо, за да се представят в различни пазарни сегменти, включително и в топ.

На фона на интеграцията, която се проведе в Sandy Bridge, значителни подобренияи на по-ниско ниво. Микроархитектурата на изчислителните ядра е претърпяла значителен редизайн, те са получили редица подобрения, благодарение на които новите процесори ще бъдат значително по-бързи от своите предшественици, дори когато работят на същите тактови честоти. В същото време бяха направени подобрения, насочени към намаляване на генерирането на топлина, така че Sandy Bridge да може да работи още по-ефективно. високи честотио В допълнение, на микроархитектурно ниво, процесорите са добавили поддръжка за нов набор от векторни инструкции AVX (Advanced Vector Extensions), които ще бъдат полезни за внедряване на редица мултимедийни, финансови или научни алгоритми. Основната разлика между AVX и предишните набори от векторни инструкции в семейството на SSE е увеличаването на ширината на операнда от 128 на 256 бита, така че за много задачи те ще направят възможно обработването на големи количества данни при по-ниски разходи. По този начин Sandy Bridge може да се характеризира като значителна стъпка напред в няколко посоки едновременно, което дава основание за най-ласкателните изявления за този обещаващ продукт.

С пускането на Sandy Bridge в началото на следващата година Intel очаква бързо да завладее повечето ценови сегменти с тези процесори. Така в самото начало на годината широка гама от Core i3, Core i5 и Core i7 с нова микроархитектура, цена различни опциикоито ще варират от $100 до $300. А по-късно през 2011 г. ще бъдат представени и по-евтини модификации.

Според наличните данни обявяването на първата група представители на семейството Sandy Bridge е насрочено за 5 януари, а началото на продажбите им е на 9 януари. На този ден ценовата листа на компанията ще бъде попълнена със следните четириядрени модели, предназначени за настолни компютри:

Трябва да се отбележи, че освен изброените модели, Intel ще предложи и цял клас мобилни и десктоп енергийно ефективни процесори Sandy Bridge. Фокусирайки се върху версиите, насочени към настолен компютър, можем също да докладваме за няколко Sandy Bridges, стартиращи на 5 януари с типични TDP от 65, 45 и 35 W.

Така единствената ценова категория, която ще остане във властта на процесорите Nehalem още известно време за дълго време– това са скъпи процесори, където LGA1366 процесорите Bloomfiled и Gulftown ще продължат да се котират през следващата година. Тяхната подмяна може да се случи не по-рано от края на 2011 г., когато Intel подготви и адаптира своята обещаваща LGA2011 сървърна платформа за настолни компютри. Специалните "заредени" варианти на процесорите Sandy Bridge-E, които ще се предлагат като част от тази платформа, ще могат да предложат на ентусиастите до 8 изчислителни ядра, 16-MB L3 кеш, четириканален контролер на паметта, 32 PCI Express 2.0 ленти и други „екстри“, за които днес можем само да мечтаем. Това обаче е далечна перспектива; първата версия на Sandy Bridge ще стане основата на по-обикновена, но все още нова платформа.

Въпреки че Sandy Bridge не представи фундаментално нови възли в сравнение с Clarkdale, новото поколение процесори ще се появи на пазара заедно с платформата LGA1155. За съжаление, той не е съвместим с LGA1156, което означава, че новите процесори ще изискват използването на специални дънни платки със специален процесорен сокет.

Заедно със Sandy Bridge ще се използва и семейство свежи чипсети, чийто гръбнак ще бъде често използваният чипсет Intel P67 и системна логикас подкрепата Intel графика H67. Точно като чипсети за LGA1156 процесори, P67 и H67 са изключително прости: след прехвърляне на функции Северен моств процесора те се състоят от един чип - южен мостс доста типичен набор от характеристики. В допълнение към съвместимостта с Sandy Bridge, основната характеристика на тези нови продукти ще бъде поддръжката на два SATA порта с честотна лента от 6 Gbps.

За съжаление в новите чипсети няма поддръжка за USB3, но без съмнение по-голямата част от LGA1155 дънните платки ще имат съответните портове, реализирани чрез допълнителни контролери. Същото важи и за PCI шината - липсата на съответен стандартен контролер като част от новите системни логически комплекти изобщо не означава, че традиционните PCI конектори ще изчезнат от дънните платки.

Въпреки факта, че има още малко време до обявяването на реални процесори с микроархитектурата Sandy Bridge и платформата LGA1155, наличната информация ни позволява да правим много конкретни прогнози за производителността на бъдещите системи. По този начин, когато се сравняват процесорите Sandy Bridge и Lynnfield, които имат еднакъв брой ядра и работят на еднаква тактова честота, новата микроархитектура осигурява 5-10% по-висока действителна производителност.

Изпълнение според inpai.com.cn. Сравнено
четириядрени процесори на 3,4 GHz

В същото време консумацията на енергия на процесорите Sandy Bridge е приблизително 20% по-ниска, тоест по отношение на производителността на ват новите процесори са стъпили далеч напред. И между другото, ако вземем предвид, че тактовите честоти на моделите Sandy Bridge надвишават честотите на еквивалентните процесори Lynnfield с около 10%, тогава можем да кажем, че цялата платформа LGA1155 ще бъде по-бърза от предишната платформа LGA1156 с най-малко 25%. Това число може да се използва като насока за повърхностна оценка на практическата стойност на новата микроархитектура, ако затворите очите си за по-дълбоки подобрения като подобрено графично ядро и поддръжка за нови набори от инструкции AES-NI и AVX.

Произходът на високата производителност

Много от микроархитектурните промени, чрез които инженерите на Intel са успели да увеличат производителността на процесора, като същевременно намалят консумацията на енергия и разсейването на топлината, са най-малкото неочаквани. Факт е, че Sandy Bridge не беше просто по-нататъшно еволюционно развитие на Nehalem - той използва редица идеи, заимствани от привидно неуспешния проект Pentium 4. Да, да, въпреки че микроархитектурата NetBurst беше отдавна отхвърлена от Intel поради нейната неикономична природа, някои функционални елементи Процесори Pentium 4 вече могат да бъдат намерени в композицията бъдещо ядро i3, Core i5 и Core i7. И особено иронично е, че заимстванията на Sandy Bridge от десетилетна микроархитектура служат не само за подобряване на производителността, но и за намаляване на разсейването на топлината.

Значителни промени в микроархитектурата на Sandy Bridge започват още в началните етапи на конвейера - на етапа на декодиране на x86 инструкции в по-прости процесорни микрооперации. Самото устройство за декодиране на потока от входни инструкции остава същото като в Nehalem - осигурява обработка на до 4 инструкции на тактов цикъл и поддържа технологиите Micro-Fusion и Macro-Fusion, които правят изходния поток от инструкции по-унифициран по отношение на сложността на нейното изпълнение. В новата микроархитектура обаче инструкциите, декодирани в микроинструкции на процесора, не просто се пренасочват към следващия етап на обработка, те също се кешират. С други думи, в допълнение към обичайния 32 KB кеш за инструкции от първо ниво, който е атрибут на почти всеки x86 процесор, Sandy Bridge добави още един допълнителен кеш “ нулево ниво» – кеш на резултатите от декодирането. Този кеш е първото споменаване на микроархитектурата NetBurst, тъй като от гледна точка на общите принципи на работа, той е пряк аналог на винаги запомнящия се Execution Trace Cache.

Кешът на резултатите от декодирането има обем от около 6 KB и може да побере до една и половина хиляди микроинструкции, което го прави значителна помощ за декодера. Факт е, че сега, ако декодерът открие предишни препреведени инструкции във входния команден поток в кеша, той незабавно ги заменя с вътрешни микроинструкции без ново декодиране. Наличието на кеш на резултатите от декодирането ви позволява значително да облекчите натоварването на декодера, което е доста енергоемка част от процесора. Според Intel този допълнителен кеш е полезен около 80% от времето, което изтрива всякакви подозрения за неговата неефективност. Освен това по време на неактивни моменти декодерът в Sandy Bridge е изключен, което значително допринася за намаляване на консумацията на енергия на тези процесори.

Второто важно подобрение на началните етапи на тръбопровода е подобряването на единицата за прогнозиране на разклоненията. Значение правилна работатози възел е трудно да се надцени, тъй като всяко неправилно предсказване на разклонения води до необходимостта от спиране и пълно нулиранеконвейер В резултат на това грешките на прогнозиране водят не само до намаляване на производителността, но и до необходимост от допълнителна енергия за зареждане на конвейера. Трябва да се каже, че в най-новите си процесори Intel успя да постигне много висока ефективност на това устройство. Въпреки това, в Sandy Bridge всички буфери, които съхраняват адресите на преходите и тяхната история, бяха преработени, за да компактират информацията, която съдържат. В резултат на това, без увеличаване на размера на структурите от данни, с които оперира единицата за прогнозиране на разклоненията, Intel успя да постигне запазване на по-дълбока история на разклоненията. И това имаше положително въздействие върху работата на предиктора, чието представяне е пряко свързано с количеството статистическа информация, което използва за извършваните условни преходи. Изчислено е, че броят на правилно предвидените разклонения се е увеличил в Sandy Bridge в сравнение с предшественика му с повече от 5%.

Но най-интересните промени засегнаха единицата за пренареждане на инструкциите, която е ключовият възел на всички процесори с извън ред. Именно тук родството на микроархитектурата Sandy Bridge с NetBurst е най-ясно видимо - инженерите на Intel се върнаха към своите нов процесорфизически регистрационен файл, който беше елиминиран в Core и Nehalem в полза на централизиран, отделен регистърен файл. Същността на промените е, че ако по-рано, при пренареждане на микроинструкции, пълните копия на регистрите, които са използвали за всяка обработена инструкция, са били съхранявани в буфера, сега се използват само препратки към регистрови стойности, съхранявани във физическия регистров файл. Този подход не само елиминира ненужните трансфери на данни, но и елиминира многократното дублиране на съдържанието на регистъра, което спестява място в регистърния файл.

В резултат на това блокът за изпълнение на команди извън реда на процесорите Sandy Bridge може да поддържа до 168 микроинструкции „в полезрението“, докато в процесорите Nehalem само 128 микроинструкции са поставени в буфера за пренареждане. Освен това се постигат известни икономии на енергия. Въпреки това, замяната на стойностите на регистъра с препратки към тези стойности също има отрицателна страна– конвейерът за изпълнение придобива допълнителни етапи, необходими за дерефериране на указатели.

Но в случая на Sandy Bridge като цяло разработчиците нямаха друг избор. Този процесор въвежда нови AVX инструкции, които работят с 256-битови регистри, множеството прехвърляния на чиито стойности биха създали сериозни разходи. И инженерите са се погрижили специално да гарантират, че новите команди се изпълняват в микроархитектурата на Sandy Bridge с добра скорост. Високата производителност при работа с тях е ключът към приемането им от разработчиците софтуер, тъй като само в този случай те наистина могат да увеличат степента на паралелизъм и производителност при векторни изчисления.

Самите AVX инструкции са по-нататъшно развитие на SSE, разширявайки битовия капацитет на типичните векторни SIMD операции до 256-битови операнди. В допълнение, новият набор позволява операциите да се извършват в неразрушителна форма, тоест без загуба на оригиналните данни в регистрите. Благодарение на тези свойства наборът от инструкции AVX, заедно с микроархитектурните подобрения, също могат да се считат за иновации, насочени към повишаване на производителността и пестене на енергия, тъй като тяхното внедряване ще опрости много алгоритми и ще извърши повече работа, използвайки по-малко инструкции. Инструкциите на AVX са много подходящи за мултимедийни, научни и финансови приложения с интензивно използване на плаваща запетая.

За ефективно изпълнение на 256-битови инструкции, изпълнителните механизми на процесора бяха специално преработени. Същността на промените е, че за работа с 256-битови данни 128-битовите изпълнителни механизми се комбинират по двойки. И като се има предвид, че всеки от трите порта за изпълнение на Sandy Bridge (като Nehalem) има устройства за работа едновременно с три типа данни - 64-битово, 128-битово цяло число или 128-битово реално - двойната комбинация от SIMD устройства в рамките на един порт изглежда като напълно естествено и разумно решение. И което е важно, такова преразпределение на ресурси не вреди на общата производителност на изпълнителната единица на процесора.

Фокусът на Sandy Bridge върху работата с 256-битови векторни инструкции принуди разработчиците на процесори да помислят за увеличаване на производителността на устройствата за функционално зареждане и разтоварване на данни. Трите порта за работа с данни, които бяха внедрени в Nehalem, мигрираха към Sandy Bridge. Но за да повишат тяхната ефективност, инженерите обединиха два порта, които преди това бяха предназначени за съхраняване на адреси и зареждане на данни. Сега те са станали еквивалентни и двете могат или да зареждат адреси и данни, или да качват адреси. Третият порт остава непроменен и е предназначен за съхранение на данни. Като се има предвид, че всеки порт може да предава до 16 байта на цикъл, общата пропускателна способност на кеша за данни от първо ниво в новата микроархитектура се е увеличила с 50%. В резултат на това процесорите с микроархитектурата Sandy Bridge могат да зареждат до 32 байта данни и да съхраняват 16 байта данни на такт.

Сравнявайки всички описани иновации, откриваме, че микроархитектурата на изчислителните ядра в процесорите Sandy Bridge се е променила повече от значително. Въведените иновации без съмнение са доста близки до факта, че тези процесори наистина могат да бъдат приписани не на просто усъвършенстване на тесните места на Nehalem, а на доста сериозна обработка.

Нови подходи към интеграцията

С развитието на архитектурата Nehalem Intel започна да прави реални стъпки към повишаване нивото на интеграция на своите процесори. Те започнаха последователно да прехвърлят функционални единици, които преди това бяха прерогатив на набор от логика: контролер на паметта, PCI Express контролер, графично ядро. Освен това към процесора беше добавен кеш от трето ниво. С други думи, процесорът се е превърнал не просто в локален „изчислителен център“, а в концентрация на голяма група разнородни сложни блокове.

Разбира се, такава комбинация има много положителни аспекти и ви позволява да увеличите производителността чрез намаляване на закъсненията в обмена на данни. Въпреки това, колкото повече различни блокове присъстват в процесора, толкова по-трудно става осъществяването на връзките между тях на електрическо ниво. И най-сериозният проблем в това отношение е връзката на споделения L3 кеш с процесорните ядра, особено в светлината на перспективата за по-нататъшно увеличаване на броя им. С други думи, докато работят върху микроархитектурата на процесорите Sandy Bridge, разработчиците бяха принудени сериозно да помислят за организирането на удобна схема за взаимодействие между функционалните единици, разположени в процесора. Използваната по-рано конвенционална кръстосана връзка може да работи в дву-, четири- и шест-ядрен Nehalem, но вече не е подходяща за модулен дизайн на процесор с голям брой различни ядра.

Всъщност това вече е взето предвид в осемядрените сървърни процесори Nehalem-EX, където е използвана фундаментално нова технология за свързване на процесорните ядра и L3 кеша. Тази технология, която успешно е мигрирала към Sandy Bridge, е ring bus. В усъвършенстваните процесори изчислителните ядра, кешът, графичното ядро и елементите на северния мост са комбинирани със специална пръстеновидна шина с подобен на QPI протокол, което направи възможно значително намаляване на броя на връзките между процесорите, необходими за маршрутизиране на сигнали.

За ефективно осъществяване на взаимодействието на функционалните блокове на процесора с кеша от трето ниво чрез пръстеновидна шина, в процесорите Sandy Bridge той е разделен на равни банки от 2 MB всяка. Оригиналният дизайн предполага, че броят на тези банки съответства на броя на процесорните ядра. Но за маркетингови цели, без да се компрометира целостта на кеша, банките могат да бъдат изключени от шината, като по този начин се намали общият размер на кеша. Всяка от банките за кеш памет се управлява от собствен арбитър, но в същото време всички те работят в тясно сътрудничество - информацията в тях не се дублира. Разделянето на банки не означава разделяне на L3 кеша, а просто ви позволява да увеличите неговата пропускателна способност, която в резултат се увеличава с увеличаването на броя на ядрата и съответно на банките. Например, като се има предвид, че ширината на „пръстена“, използван за трансфер на данни, е 32 байта, пиковата честотна лента на L3 кеша на четириядрен процесор, работещ на 3,4 GHz, е 435,2 GB/s.

Пръстеновата шина е добра не само поради своята мащабируемост, тъй като броят на процесорните ядра се увеличава. Като се има предвид, че при обмен на информация по „пръстена“ се използва най-краткият маршрут, латентността на L3 кеша също е намаляла. Сега е 26-31 цикъла, докато кешът на Nehalem L3 предлага латентност от 35-40 цикъла. Трябва обаче да се има предвид, че цялата кеш памет в Sandy Bridge работи на честотата на процесора, тоест поради това също е станала по-бърза.

Друго предимство, донесено от пръстеновидната шина, е, че тя направи възможно свързването на графичното ядро, интегрирано в процесора, към общи пътища за пренос на данни. Тоест графиката в Sandy Bridge работи с паметта не директно, а подобно на процесорните ядра - чрез кеша от трето ниво. Това повишава неговата производителност и също така намалява щетите, които интегрираната графика може да причини на цялостната производителност на системата, като се конкурира за шината на паметта с процесорните ядра.

Графичното ядро получава нови функции

Появата на интегрирано графично ядро в процесора не е новост, процесорите от фамилията Clarkdale с вграден графичен процесор Intel HD Graphics са на пазара от почти година. Но в Sandy Bridge графичните и изчислителните ядра най-накрая станаха приятели; те са разположени на един и същ полупроводников чип и са свързани с обща пръстеновидна шина, чрез която всички останали ресурси на процесора се използват еднакво. Това преструктуриране на архитектурата, което доближи графичното ядро до контролера на паметта и предостави на негово разположение всички възможности на кеша от трето ниво, имаше положителен ефект върху производителността. Въпреки това, подобно на изчислителните ядра, графичното ядро също получи други важни подобрения, благодарение на които формално принадлежи към към следващото поколение.

Като цяло архитектурата на графичното ядро не се е променила фундаментално: тя все още се основава на 12 изпълнителни (шейдърни) процесора. Разработчиците обаче успяха почти да удвоят производителността си при редица операции и в допълнение постигнаха подобрен паралелизъм в работата си. Благодарение на направените промени към характеристиките на новото графично ядро беше добавена поддръжка за Shader Model 4.1 и DirectX 10.1.

Тъй като графичното ядро се премести в 32-nm полупроводников кристал, стана възможно безболезнено да се увеличи тактовата му честота, която може да достигне до 1,35 GHz. В резултат на всички тези действия графиките на Sandy Bridge в реални приложения ще бъдат сравними по скорост с дискретните видеокарти от начално ниво. Intel дори помисли за прилагане на анти-алиасинг на цял екран, използвайки своето обещаващо графично ядро! С други думи, Sandy Bridge има всички шансове да стане най-продуктивният интегриран графично решение, които ще могат да тъпчат позициите дискретни видеокартив ниския ценови клас. Въпреки че, разбира се, AMD и NVIDIA, като контрааргумент, със сигурност ще настояват за липсата на поддръжка за DirectX 11, което може да бъде полезно не само за най-новите игри, но и например приложения, които използват DirectCompute, като например Интернет браузъри на утрешния ден.

Въпросът обаче не се ограничава само до подобряване на съществуващата архитектура на графичното ядро. В графичната част на Sandy Bridge са добавени нови специализирани блокове, предназначени за декодиране и кодиране на видео потоци в популярните формати MPEG2, VC1 и AVC.

Разбира се, днес няма да изненадате никого с хардуерно видео декодиране; графичното ядро Clarkdale също може да го направи. По-рано обаче тази операция беше възложена на шейдър процесори, но сега се обработва от отделен функционален блок. Смисълът на това преразпределение на ролите е новата съвместимост с 3D видео; за новото графично ядро хардуерното декодиране на стерео 3D Blu-ray или MVC поток не представлява никакъв проблем.

Още по-интересно допълнение беше хардуерен кодек, способен да кодира видео поток в AVC формат. На практика това означава, че графичното ядро на Sandy Bridge има всички ресурси, от които се нуждае, за да извърши видео транскодиране с висока производителност, без да консумира традиционна процесорна мощност. Което всъщност предвид масовото разпространение Процесори на Intel, със сигурност ще се използва успешно от разработчиците на софтуер. Освен това модулите за хардуерно кодиране и декодиране могат да се използват и в системи, базирани на чипсета Intel P67, тоест с помощта на външна дискретна графична карта.

Отзад конкретни примерине е нужно да ходите далеч: известно е, че поддръжката за нови медийни възможности на Sandy Bridge ще присъства в такива популярни продукти като ArcSoft MediaConverter, Corel DVD Factory, CyberLink MediaEspresso, Movavi видеоКонвертор, Roxio Creator и др. И между другото, когато се използват мултимедийни модули на графичното ядро Sandy Bridge за транскодиране на видео, шейдърните процесори остават без натоварване, което никой не си прави труда да се свърже с процеса допълнителна обработкавидео или специални ефекти.

IN различни моделипроцесори с микроархитектура Sandy Bridge, графичното ядро ще присъства в две версии: Intel HD Graphics 2000 и Intel HD Graphics 3000. Разликата е в броя на процесорите за активно изпълнение (шейдъри). По-старият модел на графичното ядро, който е предназначен за мобилни решения и по-стари процесори за сегмента на „настолния компютър“, ще има всичките 12 изпълнителни единици, докато опростената вариация на това ядро, Intel HD Graphics 2000, се задоволява само с шест такива единици. Освен това честотата на Intel HD Graphics 2000 ще бъде малко по-ниска. Но повечето интересни елементи GPU – хардуерен енкодер и декодер – ще присъства изцяло и в двете версии.

Northbridge по нов начин - системен агент

Само един функционален блок на процесорите Sandy Bridge остана неразгледан - така нареченият системен агент, който комбинира контролери за външни процесорни интерфейси: PCI Express, DMI, интерфейси за памет и дисплей. Всъщност в лицето на системния агент имаме приблизително същото нещо, което се нарича Uncore в процесорите Nehalem. Системният агент в Sandy Bridge обаче все още не е пълен аналог на Uncore. Той не включва L3 кеша, който в новата микроархитектура действа като отделна функционална единица, работеща на честотата на процесора. Друга разлика между системния агент е, че обменът на данни между него и процесора и графичните ядра, както и с кеша от трето ниво, се осъществява чрез същата пръстеновидна шина, която обединява всички обекти в Sandy Bridge.

Говорейки за иновациите, налични в системния агент, на първо място бих искал да кажа за дълго желаното подобрение на контролера на паметта. В процесорите Westmere (Clarkdale) контролерът на паметта, комбиниран с графичното ядро, не се представя добре. В Sandy Bridge тази регресия най-накрая е елиминирана; новият контролер на паметта поне не е по-бавен от контролера на паметта на процесорите Lynnfield. В същото време контролерът поддържа двуканален DDR3 SDRAM: формално - DDR3-1067 или DDR3-1333, но всъщност процесорите Sandy Bridge имат набор от умножители, които позволяват паметта да бъде тактована на честоти 1600, 1866 и 2133 MHz.

Можете да си представите приблизителното ниво на производителност на контролера на паметта Sandy Bridge, например, въз основа на наличните резултати от теста Aida64.

Според xfastest.com. Тестването е извършено на Core i7-2400 с
двуканална DDR3-1600 памет с времена 7-7-7-21-1T

Латентността на подсистемата на паметта в система с процесор Sandy Bridge се оказва сравнима с латентността на подобна платформа с процесори LGA1156 Core i7. В същото време новите процесори очевидно се възползват от производителността на подсистемата на паметта.

PCIE шинният контролер в Sandy Bridge е подобен на подобен контролер за LGA1156 процесори. Той поддържа 16 PCI Express 2.0 ленти, които могат да бъдат групирани в една шина PCIE 16x или две шини PCIE 8x. Ето защо старата платформа LGA1366 няма да загуби своята релевантност с пускането на системи LGA1155: тя ще продължи да бъде единствената опция, която ви позволява да сглобявате пълноскоростни видео подсистеми, които комбинират няколко GPU, свързани с PCIE шина с максимална честотна лента.

Настъпи важна промяна и по отношение на поддържаните интерфейси на дисплея. Графичното ядро на новите процесори ще има способността използвайки HDMIверсия 1.4, ключова характеристикакоето е поддръжка за предаване на 3D изображения.

Управление на захранването и овърклок

Друга важна част от системния агент на Sandy Bridge, в допълнение към външните интерфейсни контролери, е PCU (Power Control Unit). Точно както при процесорите Nehalem, това устройство е програмируем микроконтролер, който събира информация за температурите и текущата консумация на различни процесорни възли и има способността да контролира интерактивно тяхната честота и захранващо напрежение. PCU изпълнява както енергоспестяващи функции, така и турбо режим, който беше допълнително разработен в Sandy Bridge.

Всички функционални модули, съставляващи процесорите Sandy Bridge, са разделени на три домейна, които използват независим честотен часовник и верига за захранване. Първият и основен домейн съчетава процесорни ядра и L3 кеш, които работят на същата честота и напрежение. Вторият домейн е графичното ядро, което използва собствена честота. Третият домейн е самият системен агент.

Това разделяне позволи на инженерите да внедрят Enhanced Intel SpeedStep и Турбо ускорениеедновременно и независимо за графични и процесорни ядра. Подобен подход вече е прилаган в мобилни процесори Arrandale, но там работеше по прост начин, чрез драйвера. Sandy Bridge реализира изцяло хардуерно решение, което контролира честотите на изчислителните и графичните ядра по взаимосвързан начин, като взема предвид текущото им потребление. Това ви позволява да получите по-сериозен овърклок на процесорните ядра, реализиран чрез турбо режим, докато графичното ядро не работи, и обратното - значително овърклокване на графичното ядро, когато изчислителните ядра не са напълно натоварени. Агресивността на турбо режима в Sandy Bridge може лесно да се оцени от факта, че честотата на процесора може да се увеличи с четири стъпки спрямо номиналната честота, а промяната в честотата на графичното ядро може да достигне шест до седем стъпки.

Това обаче не са всички новости в технологията Turbo Boost. Предимството на новата му реализация се крие и във факта, че PCU има способността да контролира честотите по-интелигентно, като се фокусира върху действителните температури на компонентите на процесора, а не само върху тяхната консумация на енергия. Това означава, че когато процесорът работи при благоприятни термични условия, неговата консумация на енергия може да надхвърли границата на TDP.

По време на типична ежедневна работа натоварването на процесора варира. Процесорът прекарва по-голямата част от времето си в енергоспестяващи състояния и високата производителност е необходима само за кратки периоди от време. По време на такива интервали отоплението на процесора няма време да достигне сериозни стойности - инерцията, осигурена от топлопроводимостта на охладителя, го влияе. PCU, който контролира честотите в Sandy Bridge, правилно вярва, че няма да се случи нищо лошо, ако в такива моменти процесорът бъде овърклокнат повече от теоретичната стойност на разсейване на топлината, която теоретично може да позволи. Когато температурата на процесора започне да се доближава до критични стойности, честотата ще бъде намалена до безопасни стойности.

Това автоматично се превръща в доходност по отношение на постигането максимална производителностизползване на висококачествено охлаждане в системи, базирани на Sandy Bridge. Но не се заблуждавайте – максималната продължителност на работа в състояние „извън TDP“ е хардуерно ограничена до 25 секунди.

Що се отнася до конвенционалния овърклок, извършван по традиционни методи, и тук можем да очакваме драматични промени, които едва ли ще бъдат приети с ентусиазъм от овърклокърите. Коренът на всички злини се крие в същото желание за интеграция - в платформите LGA1155 Intel премести генератора на базовата честота към набора от системна логика. Но не това доведе до фатални последици за традиционния овърклок, а фактът, че честотният генератор стана единствен и той се използва за генериране на всички честоти в системата. Както знаете, не всички автобуси и контролери се справят добре с овърклок. Например, когато увеличавате честотата или скоростта на шината PCI Express USB работаили SATA контролеринестабилността може да настъпи много бързо. И именно този фактор ще се превърне в сериозна пречка при опит за увеличаване на честотата централен процесорчрез ускоряване на генератора на базовата честота.

Фактите са следните. Базовата тактова честота, използвана в процесорите Sandy Bridge, е настроена на 100 MHz. Самият генератор ви позволява да променяте стойностите на тази честота в много широк диапазон и дори на стъпки от 0,1 MHz. Опитите за увеличаване обаче много бързо се сблъскват с нестабилност или неработоспособност на системата. По този начин не знаем за успешен опит за увеличаване на базовата честота над 105 MHz. С други думи, традиционният и изпитан във времето метод за овърклок чрез увеличаване на честотата на тактовия генератор в системи, базирани на Sandy Bridge, се проваля и не позволява овърклок да надхвърли несериозните 5%.

Така че единствената наистина смислена опция за овърклок на обещаващи LGA1155 процесори е увеличаването на техния коефициент на умножение. Сред моделите Sandy Bridge, които Intel ще предложи на клиентите, ще има специални продукти, които нямат заключен множител и на теория могат да бъдат овърклокнати до 5,7 GHz (57 е максимална стойностумножител, вграден в микроархитектурата). Въпреки това, такива процесори, които ще бъдат обозначени с наставката "K" в номера на процесора, ще бъдат класифицирани в горната ценова категория и ще струват малко повече от обикновените си колеги.

За потребителите на обикновени модели CPU ще се предлага изкуствено ограничен овърклок - такива процесори също ще позволяват увеличаване на коефициента на умножение, но с не повече от 4 стъпки спрямо стандартната стойност. Освен това говорим конкретно за овърклок, промяната на множителя няма да повлияе по никакъв начин на технологията Turbo Boost, която освен това ръчно увеличаване на честотата ще добави и свое автоматично. Освен това във всички свои процесори Intel няма да ограничава множителите, които определят честотата на графичното ядро и паметта. Тоест овърклокването на графичното ядро и паметта ще бъде налично в системи с всякакви модификации на Sandy Bridge - както овърклок, така и обикновени.

Овърклокърите обаче едва ли ще сметнат тази компенсация за достатъчна, така че най-вероятно ще се интересуват изключително от отключени процесори - Core i5-2500K и Core i7-2600K. Освен това наличната информация за техния честотен потенциал изглежда много обнадеждаваща. Например, има доказателства за стабилната производителност на Core i7-2600K при овърклок и до 5,0 GHz с въздушно охлаждане.

windwithme данни, http://itbbs.pconline.com.cn/diy/12120702.html

Описаният резултат е постигнат чрез използване на охладителя Prolimatech Mega Shadow Deluxe Edition и увеличаване на напрежението на ядрото на процесора до 1,45 V. Разбира се, такова сериозно увеличение на напрежението едва ли ще е подходящо за ежедневна употреба, но смятаме, че при честоти от около 4,8 GHz Sandy Bridge процесорите ще работят в режим 24/7, което определено могат.

Нека обобщим

Връщайки се към началото на тази статия, бих искал да ви напомня, че Intel позиционира Sandy Bridge като „так“ като част от своята „тик-так“ стратегия. Това означава, че според производителя този процесор е носител на нова микроархитектура. В същото време, изследвайки структурата му, не открихме фундаментално нови идеи, които да поразят въображението. Всъщност има само много малки подобрения, възкресяване на стари успешни технологии и по-нататъшна интеграция. Разумно ли е да говорим за ново поколение процесори в този случай или Sandy Bridge наистина трябва да се разглежда само като еволюирал Nehalem?

И тук нямаме съмнения - напълно сме съгласни според Intel. Процесорите Sandy Bridge са отлична илюстрация за появата на ново качество поради натрупването на количествени промени. Много иновации в микроархитектурата на изчислителните ядра, добавянето на поддръжка за 256-битови AVX инструкции, подобрено графично ядро, появата на хардуерни единици за кодиране и декодиране на видео, нов L3 кеш, пръстенна шина, интелигентна система агент, по-агресивен Турбо технологияУсилване и повишени тактови честоти - всичко това поотделно може да изглежда като дребни неща, но като цяло те произвеждат продукт, който се е подобрил фундаментално. Нещо повече, неговото превъзходство е доста осезаемо - ясно може да се види във факта, че Sandy Bridge стана значително по-бърз от своите предшественици, като същевременно остава в рамките на същия термичен пакет.

Разбира се, когато казваме „значително“, нямаме предвид значително увеличение на скоростта. Въпреки това, замяната на базирана на Lynnfield или Clarkdale система LGA1156 с комплект LGA1155 на подобна цена дънна платкаи процесор Sandy Bridge, можете да очаквате поне 25 процента увеличение на производителността във всички приложения, зависими от процесора.

Има обаче и определени класове проблеми, при които Sandy Bridge ще бъде с порядък по-добър от своите предшественици поради новите структурни блокове. На първо място, значително увеличение на производителността се очаква в много помощни програми за транскодиране на видео, за нуждите на които са добавени специални хардуерни кодеци и декодери към новите процесори. Също така, мултимедийни, криптографски, научни или финансови алгоритми, използващи новите набори от инструкции AES-NI и AVX, ще могат да работят значително по-бързо на новите процесори. Разбира се, всички тези предимства ще бъдат възможни само със специална софтуерна оптимизация, но изглежда, че няма да се наложи да чакате твърде дълго за това, тъй като инженерите на Intel са положили всички усилия, за да гарантират, че иновациите са удобни за разработчиците.

Потребителите, които възнамеряват да използват вграденото графично ядро, също ще се възползват значително от новата платформа. В сравнение с предишната версия на Intel HD Graphics, тя стана значително по-бърза, което собствениците на бъдещи лаптопи, базирани на Sandy Bridge и новата платформа Huron River, със сигурност ще могат да оценят. И ако новите процесори се планират да се използват като част от домашни компютри или HTPC, вграденото графично ядро ще ви зарадва с поддръжка на интерфейса HDMI 1.4, който ви позволява да предавате към външни устройства 3D изображение.

Като цяло изглежда има само един сериозен недостатък в Sandy Bridge - проблеми с овърклок. И ако купувачите на процесори от горната ценова категория могат, като платят малко повече, да получат удобен за овърклок отключен процесор, тогава сред процесорите по-евтини от $200 няма да има такива опции. Така че платформата LGA1155 ще отбележи друга тенденция - Intel иска да ограничи възможностите за овърклок на евтините процесори. Това обаче едва ли ще окаже голямо влияние върху популярността на овърклока като феномен - привържениците на работата на оборудването до предела на възможностите му ще бъдат приети с радост сред привържениците си от AMD, която тази година трябва да пусне собствен продукт, не по-малко епохален от Sandy Bridge - Bulldozer.

Следващият преглед на нов продукт на Intel обикновено започва с обяснение на стратегията на процесорния гигант, наречена Tic-Tac. Нейният смисъл е, че на всеки две години на света се представя нова архитектура с междинен преход към по-сложен технически процес.

Благодарение на него прогресът на пазара не спира и постоянно се сблъскваме с все по-функционални и продуктивни решения. Вярно е, че някои иновации не влияят на производителността толкова, колкото бихме искали. Например преходът от архитектурата Core към Nehalem не доведе до сериозно увеличение на скоростта, но ни позволи да изоставим обичайната шина FSB и да направим процесора по-интегриран, съдържащ не само контролер на паметта, но и графично ядро. Последният беше оборудван с много бавни представители на семейство Westmere. Следващата стъпка на Intel има за цел да коригира тази ситуация и да доведе бъдещите продукти до ново ниво на производителност.

Семейството процесори на Intel, изработено по 32 nm технологични стандарти (ядро Clarkdale), се оказа по-бавно от първите решения, базирани на архитектурата Nehalem (Bloomfield и Lynnfield). Изключение беше шестядреният Core i7-9xx (Gulftown), който нямаше вградено видео ядро. Това поведение се дължи на структурата на по-младите представители на Westmere, които се състоят от два кристала. На един от тях имаше изчислителни единиции кеш, а от другата са контролерите на паметта, PCI Express шините и графичното ядро. Връзката между тези половини се осъществява с помощта на интерфейса QPI. Естествено, този хибрид не успя да демонстрира чудеса на производителност, дори въпреки поддръжката на технологията Hyper-Threading, благодарение на която се състезаваше само с по-младите четириядрени модели Core 2.

С такава висока степен на интеграция се налага използването на монолитен кристал с вътрешни широки шини за обмен на информация между блоковете. След като тестваха 32nm технологичния процес, инженерите на компанията най-накрая успяха да комбинират всички блокове в един чип и дори преразгледаха архитектурата, която беше наречена Sandy Bridge.

И така, какво му е толкова специалното? Първо, както вече беше отбелязано, всичко функционални блоковевече са разположени на един чип, а броят на ядрата в моделите процесори от висок клас е увеличен на четири. Второ, споделената кеш памет от трето ниво стана обща за всички, включително видео ядрото, и работи на честотата на процесора, което по най-добрия начинще се отрази на работата на последния. Освен това е повишена производителността на графичното ядро, а част от северния мост, известен от по-старите процесори като Uncore, вече се нарича System Agent. И трето, генераторът на часовник е вграден в чипсета и овърклокването на базовата честота вече е загубило значението си. Но на първо място.

Основните представители на архитектурата Sandy Bridge съдържат четири ядра и поддържат технологията Hyper-Threading, благодарение на която процесорите могат да изпълняват осем нишки едновременно. Кешът от трето ниво (или LLC - кеш от последно ниво) сега работи на скорост на процесора, има капацитет от осем мегабайта и може да се използва от всички процесорни единици, които се нуждаят от него. Предвид големия брой потребители и възможното увеличаване на броя на ядрата в бъдещите процесори, инженерите на Intel трябваше да се откажат от обичайната комуникационна топология между възлите и да дадат предпочитание на 256-битова пръстеновидна шина, свързваща изчислителните ядра, кеша, графичния процесор и "системен агент". Честотна лентана такава шина за такт е равен на произведението от броя на процесорните ядра и неговата ширина. За четириядрен Sandy Bridge с 8 мегабайта кеш и честота 3,0 GHz ще бъде 384 GB в секунда (96 GB / s на връзка), а за двуядрен - само 192 GB / s.

Размерите на кеша на другите нива остават непроменени (32 KB за инструкции и данни и 256 KB на второ ниво за всяко ядро), но скоростта на работа с тях вече е по-висока. Добавен е и т. нар. L0 кеш за 1,5 хиляди декодирани микрооперации, което дава възможност да се увеличи скоростта на процесора и енергийната му ефективност.

System Agent, който замени Uncore, е аналог на северния мост и съдържа DDR3 и PCI шина Express, DMI, видео изходен блок и блок за управление на захранването (PCU). За разлика от същия Uncore, „системният агент“ функционира отделно от L3 кеша и не зависи от неговата честота и захранващо напрежение. Преди това комуникацията с кеша от трето ниво налагаше сериозни ограничения при овърклок на процесори, особено на ядрото Bloomfield. Двуканалният контролер на паметта е преработен и неговата производителност и латентност вече не са по-лоши от най-добрите представители на архитектурата Nehalem. Състоянието на поддържаната памет е DDR3-1066 и DDR3-1333, но при използване на дънни платки с Intel чипсет P67 Express може да инсталира модули с честоти до 2133 MHz. Броят на лентите PCI Express 2.0 не се е променил в сравнение с предшествениците си и е 16 броя. Когато работите с CrossFireX или SLI, те могат да бъдат комбинирани в осем реда за всяка видеокарта. „Системният агент“, изчислителните ядра с кеш памет и графичният процесор се третират отделно един от друг и имат свои собствени захранващи напрежения. Модулът PCU събира данни за нивото на потребление на енергия и разсейване на топлината на тези агрегати и контролира тяхното състояние, като ги превключва или в икономичен режим на работа, или в продуктивен. Благодарение на отделна честотна тактова схема, процесорът и видеоядрото могат да бъдат овърклокнати независимо един от друг с помощта на технологията Turbo Boost 2.0 и дори над нивото на TDP, но само за кратко време и при условие, че процесорът е бил неактивен известно време преди.

В допълнение към архитектурните промени, новите процесори вече включват поддръжка за 256-битови AVX (Advanced Vector Extensions) инструкции, които са по-нататъшно развитие на SSE и позволяват увеличаване на скоростта на изчисленията с плаваща запетая в мултимедийни приложения, научни и финансови задачи. Поддръжката за AES-NI инструкции, която се появи в Westmere и направи възможно подобряването на скоростта на криптиране и декриптиране с помощта на алгоритъма AES, продължи да съществува в Sandy Bridge.

Въпреки че новото графично ядро Intel HD Graphics принадлежи към ново поколение, има значителни архитектурни разлики между него и GPU, вграден в Clarkdale, бр. Това са същите 12 шейдърни единици (за HD Graphics 3000 и шест за HD Graphics 2000), но с поддръжка на DirectX 10.1 и OpenGL 3.0.

Чрез прехвърляне на видеоядрото към чип, споделен с процесора, направен по 32 nm технологични стандарти, стана възможно да се увеличи тактовата честота на GPU до 1,35 GHz. Това може да има положително въздействие върху производителността на видео подсистемата, дори до степен на конкуренция с дискретни графични адаптери от начално ниво от AMD и NVIDIA. Но дори и при тази честота, скоростта в приложенията за игри все още ще остави много да се желае. В новия Intel версии HD Graphics ще се интересува повече от възможността за хардуерно кодиране на MPEG2 и H.264 видео формати, нови филтри за пост-обработка и поддръжка на HDMI 1.4 с Blu-Ray 3D.

Разбира се, горните промени са предназначени да увеличат производителността на новите решения, но най-сериозната иновация в Sandy Bridge може би ще бъде прехвърлянето на генератора на базовата честота към набора от системна логика. Той е единственият и всички честоти на различни възли и блокове, както самият процесор, така и чипсетът, зависят от него. Поради тази причина базова честотае 100 MHz и когато се увеличи, честотата не само на процесора, но и на всички видове шини и контролери ще се увеличи, а това ще повлияе сериозно на стабилността на системата при овърклок.

В тази връзка новите процесори изискват и нов сокет - LGA 1155. И въпреки че изглежда подобен на LGA 1156, липсва един контакт, а ключът е преместен по-близо до ръба на сокета, което не позволява поставянето на процесор от по-старо поколение в него.

Що се отнася до овърклока, максимумът, който може да се постигне, е повишаване на базата от номиналните 100 MHz до 105 MHz (+/- един или два мегахерца), което очевидно няма да е достатъчно. Може би с този подход от Intel ентусиастите биха могли да се откажат от платформата LGA1155, ако не и за едно нещо - компанията все пак реши да остави възможността за овърклок на своите процесори, но само в K-серията и чрез повишаване на множителя, тъй като не е блокиран в тях ( максимум x57). Потребителите вече са запознати с подобни модели, базирани на ядра Lynnfield и Clarkdale. В момента има два аналога на Sandy Bridge и всичките са в ценовия диапазон $200-300, което допълнително ще разочарова овърклокърите, повечето от които едва ли ще могат да си позволят такива процесори.

Но за най-икономичните все пак беше направено снизхождение - във всеки обикновен процесор, базиран на новата архитектура, можете да повишите множителя с четири точки, без да броите турбо режима. Например, ако честотата на процесора е 3,1 GHz, тогава той лесно ще работи на 3,5 GHz, докато технологията Turbo Boost ще функционира правилно. Това, разбира се, не е овърклок от 1,5 пъти по честота, с който вече сме свикнали, но все пак е по-добре от нищо.

Освен всичко друго, графичното ядро вече може да бъде официално овърклокнато, естествено, когато се използва дънна платка с подходящия чипсет. За продуктивен компютър ще ви трябва платка Intel P67 Express, която ви позволява да овърклокнете самия процесор, а за да се възползвате от вграденото видео ядро, ще ви трябва платка Intel H67 Express. За съжаление, последният е лишен от възможността да контролира множителя на процесора.

Те ще бъдат разгледани по-подробно в предстоящите материали на нашия уебсайт, а в заключение за архитектурата Sandy Bridge си струва да споменем внедряването на поддръжка за DDR3 памет, чийто максимален обем е увеличен до 32 GB. Факт е, че с прехода към отделно формиране на честотите на основните блокове и овърклокването на процесора чрез увеличаване на неговия множител, честотата на паметта винаги е постоянна и равна на умножаването на определен коефициент по честота от 133 MHz, което има съотношение с основа 4:3. Броят на умножителите на паметта позволява да се използва в режими от DDR3-800 до DDR3-2400 със стъпка от 266 MHz. Ако работната честота на модулите не е кратна на 266, те автоматично (при използване на XMP профили) ще преминат към режим със следващата по-ниска честота.

След Кратко описаниеархитектурни характеристики на Sandy Bridge, нека да преминем към продукти, базирани на него.
Съставът

Процесорите, базирани на новата микроархитектура, скоро ще трябва да заемат всички ниши, включително решенията от начално ниво, където в момента доминират продуктите с LGA775 сокет. Изключение ще бъде сегментът с висока производителност на пазара, който е оставен на моделите Bloomfield и Lynnfield, въпреки че нещата трябва да се променят в полза на Sandy Bridge и неговите производни по-късно тази година.

В момента Intel обяви 29 модела нови процесори, от които 14 са предназначени за пазара на настолни компютри. Сред тях има както конвенционални (95 W), така и с намалена консумация на енергия (модели със суфикс S - 65 W и T - 45-35 W). Естествено, процесорите със стандартно ниво на TDP са от по-голям интерес за значителна част от потребителите. Освен това на вътрешния пазар всякакви други вариации са изключително редки.

Таблицата по-долу предоставя списък на всички стандартни модели CPU, базирани на Sandy Bridge, по-старите от които вече са налични на пазара.

	Intel Core i7-2600/2600K*	Intel Core i5-2500/2500K*	Intel Core i5-2400	Intel Core i5-2300	Intel Core i3-2120	Intel Core i3-2100
семейство
Конектор	LGA1155	LGA1155	LGA1155	LGA1155	LGA1155	LGA1155
Процесорна технология CPU, nm	32	32	32	32	32	32
Брой ядра	4 (8 потока)	4 (4 потока)	4 (4 потока)	4 (4 потока)	2 (4 потока)	2 (4 потока)
Номинална честота, GHz	3,4	3,3	3,1	2,8	3,3	3,1
Turbo Boost (стъпка на увеличаване на честотата в зависимост от натоварването на 1/2/3/4 ядра)	4/3/2/1	4/3/2/1	4/3/2/1	4/3/2/1	-	-
Обем на кеша L3, MB	8	6	6	6	3	3
Графично ядро	GMA HD 2000/3000	GMA HD 2000/3000	GMA HD 2000	GMA HD 2000	GMA HD 2000	GMA HD 2000
Честота на графичното ядро, MHz (номинален/турбо режим)	850/1350	850/1100	850/1100	850/1100	850/1100	850/1100
Канали на паметта	2	2	2	2	2	2
Поддържан тип памет	DDR3-1333/ 1066	DDR3-1333/ 1066	DDR3-1333/ 1066	DDR3-1333/ 1066	DDR3-1333/ 1066	DDR3-1333/ 1066
Hyper-Threading	+	-	-	-	+	+
AES-NI	+	+	+	+	-	-
Intel vPro	+/-	+/-	+	-	-	-
TDP, W	95	95	95	95	65	65
Препоръчителна цена, $	294/317	205/216	184	177	138	117

* — множителят е отключен за увеличение.

Както можете да видите, имената на серията остават същите - Core i7, Core i5 и Core i3, но са променени номерата на процесорите, които са станали четирицифрени. Първата цифра обозначава второто поколение Intel Core, следващите три цифри се отнасят за рейтинга на производителността, а суфиксът в в такъв случай K означава отключен множител.

В момента серията Core i7 включва два модела с честота 3,4 GHz и осем мегабайта кеш памет. Технологията Turbo Boost ви позволява да увеличите работната честота с 1-4 стъпки в зависимост от броя на заредените ядра. Процесорът с отключен множител използва по-модерно видео ядро GMA HD 3000, чиято честота може да се увеличи от номиналните 850 MHz до 1350 MHz. Такъв CPU е на цена от $317 в партиди от хиляда броя. По-достъпно решение за ентусиасти принадлежи към серията Core i5 и има номер 2500K с цена около $216. Процесорите от тази моделна гама са оборудвани само с шест мегабайта кеш и не поддържат технологията Hyper-Threading. Но както ще покаже нашето тестване, Sandy Bridge се справя добре и без него. Както при по-старите продукти, режимът Turbo Boost и графичното ядро са подобни, само честотата на GPU може да се повиши до 1100 MHz. При по-малко мощните процесори Core i5 автоматичното овърклокване не е толкова бързо и има стъпка 1-2-2-3 (съответно за четири, три, две и едно ядро). Най-евтините представители на новото поколение принадлежат към серията Core i3, имат само две ядра и кеш от три мегабайта, но поддържат Hyper-Threading и могат да обработват четири нишки едновременно. Технологията Turbo Boost не е налична и за компенсиране на ниската производителност честотата им първоначално е висока и започва от 3,1 GHz. Те не предоставят поддръжка за новите инструкции на AES-NI. За такива трудности производителят е определил цена от около $120-140 на процесор. Остава само да чакаме заместител на сегашния Celeron, който се базира на вече древната архитектура отпреди пет години.

И двете са решения за ентусиасти и са предназначени за безпроблемен овърклок, благодарение на отключения множител. Външно процесорите Sandy Bridge се различават от Lynnfield и Clarkdale, като имат изместени клавиши към ръба и по-малко контакти от предната страна на субстрата:

Core i7-2600K, Core i5-2500K (вляво), Core i5-870 и Core i5-660 (вдясно)

Честотата на модела Core i7-2600K е 3,4 GHz, но благодарение на технологията Turbo Boost е със 100 MHz по-висока. И колкото по-малко нишки се изпълняват, толкова повече расте.

При натоварване на три ядра тяхната честота ще бъде равна на 3,6 GHz, две – вече 3,7 GHz, а едно – ще достигне своя максимум от 3,8 GHz. В момента това е един от най-високочестотните процесори в портфолиото на Intel. А в бъдещите модели тази граница може безболезнено да се вдигне до 4,2-4,5 GHz.

Следващият участник не поддържа Hyper-Threading, има капацитет на кеш паметта от шест мегабайта и според спецификациите работи на 3,3 GHz. Поради автоматичния овърклок действителната честота естествено е 3,4 GHz.

По отношение на Turbo Boost операцията, нищо не се е променило и честотата на Core i5-2500K се променя на стъпки от 100 MHz, докато достигне максимум 3,7 GHz.

Когато не работят, процесорите работят на 1600 MHz, докато захранващото напрежение намалява от 1,2 до 0,9 V. По време на автоматичен овърклок, напротив, леко се увеличава (до 1,24 V). Като цяло няма нищо особено и всички характеристики на въпросните модели отговарят напълно на спецификациите за тях.

Охладителна система

Преди да преминем към овърклок, си струва да кажем няколко думи за системите за охлаждане на новите процесори.

Получихме два охладителя за тест. Единият е семпъл, с алуминиев радиатор и медна пета. Скоростта на въртене на вентилатора, управляван от PWM, беше около 1100-2000 rpm. Най-вероятно всички представители на архитектурата Sandy Bridge ще бъдат оборудвани с него.

Вторият охладител е тип кула, познат ни от шестядрения Core i7-980X Extreme Edition, където беше използван за първи път. С незначителни промени в дизайна си, компанията започна да оборудва с него продукти за ентусиасти от предишното поколение и дори достави охладителя на пазара на дребно като отделна единица, наречена XTS100H.

Дизайнът му използва три топлинни тръби (а не четири, като Core i7-980X), преминаващи през серия от тънки, често разположени алуминиеви плочи. Вентилаторът с PWM управление е защитен с телена решетка и има скорост от 800-2600 rpm (17-45 dBA). За да се намалят нивата на шума, на капака на охладителя има превключвател, който превключва вентилатора на по-малко интензивен режим на работа - 800-1400 об./мин.

Основата на охладителя е медна, малка по размер, но полирана до огледален блясък. XTS100H е закрепен към дъската с помощта на пластмасова подсилваща плоча и четири винта и е доста сигурен.

По отношение на ефективността в номиналния режим на работа на процесора Core i7-2600K тези охладителни системи се представят доста добре в сравнение с евтиния Arctic Cooling Freezer 11 LP и дори Noctua NH-D14.

Но това важи за работата на процесора при стандартна честота - за съжаление, такива охладители не могат да се използват с овърклок до 4,5-5 GHz.

Овърклок

Сега идва забавната част. Със сигурност мнозина са се сблъсквали с проблема с овърклокването на процесори с архитектура Nehalem, базирани на 45-nm технологичен процес, които трудно достигат честоти над 4,2 GHz с въздушно охлаждане. Но никой не беше изненадан от 4,5 GHz на 32 nm Clarkdale и Gulftown. В допълнение към самия потенциал на ядрото, високата BCLK честота, която се получава при по-ниските модели CPU, допринесе за проблема с овърклока. С Sandy Bridge можете да увеличите честотата само чрез увеличаване на множителя, чиято граница ще се определя от възможностите на процесора от серията K (максимум x57). За да постигнете 4,5 GHz, ще бъде достатъчно леко да увеличите напрежението на ядрата, без да засягате други параметри (трябва да е активирано Turbo Boost). Тестовите екземпляри на Core i7-2600K и Core i5-2500K работеха на тази честота, когато напрежението беше повишено съответно до 1,28 и 1,35 V, което е напълно достатъчно, за да може системата да работи 24/7. Увеличението с още 200 MHz изисква увеличаване на напрежението до 1,3 V за по-стария модел и 1,375 V за по-младия. Пет гигахерца бяха постигнати само от Core i7-2600K при 1,45 V:

Температурата на процесора в този режим с Noctua NH-D14 не надвишава 78°C.

Core i5-2500K успя да работи стабилно на 4,8 GHz при напрежение 1,425 V (температурата не надхвърли 71 градуса по Целзий) - ако всички по-млади са такива, тогава очевидно не е подходящ за сериозни експерименти с овърклок.

За да постигнете още по-високи нива на овърклок на Sandy Bridge задължителенНеобходимо е да активирате опцията Internal PLL Overvoltage в BIOS/UEFI на дънните платки. Можете също да опитате да увеличите различни захранващи напрежения. Максималната безопасна стойност за процесора е 1,52 V (но има мнение, че не се препоръчва да се използва по-висока от 1,38-1,4 V за режим 24/7), за „системния агент“ - 0,971 V, модули памет - 1,57 V Параметърът VCCIO (или Vtt - напрежение на контролера на паметта) ви позволява да постигнете стабилност при работа с високочестотна памет, но не се препоръчва да го повишавате над 1,1 V. CPU PLL е ограничен до 1,89 V, а графичното ядро, подобно на процесорното ядро, може да се задоволи с 1,52 V.

В допълнение към овърклокването на процесора, можете да увеличите честотата на паметта и без никакви танци с бубен, както се изискваше преди. Достатъчно е да изберете необходимия режим и може би леко да увеличите напрежението на контролера.

Но този медал има и обратна страна. Тъй като базовата граница за овърклок е около 105 MHz, сега ще бъде трудно да се определи максималната специфична възможна честота. Ще трябва или да се ограничите до фиксирани режими, или да изберете BCLK в рамките на 100-105 MHz, което ще даде увеличение от 20 MHz за всеки мегахерц над номинала, което не е толкова много.
Тестови конфигурации

За да се сравни производителността на новите процесори с решения от предишно поколение и конкуренти, беше сглобена следната система:

дънна платка: ASUS P8P67 Deluxe (Intel P67 Express, EFI 1053);
памет: Kingston KHX2000C8D3T1K3/6GX (3x2 GB, DDR3-2000@1333, 8-8-8-24-1T);
охладител: Noctua NH-D14;
видео карта: ASUS ENGTX580/2DI/1536MD5 ( GeForce GTX 580);
твърд диск: Seagate ST3500418AS (500 GB, 7200 rpm, SATAII);
захранване: Seasonic SS-600HM (600 W);

операционна система: Windows 7 Home Premium x64;
Драйвер за чипсет: Intel Chipset Software Installation Utility 9.2.0.1019;
Драйвер за видео карта: GeForce 263.09.

IN операционна системаЗащитната стена, UAC и Windows Defender бяха деактивирани, файлът на страницата беше зададен на 4096 MB. Настройките на видео драйвера не са променени. Паметта работеше на 1333 MHz със закъснения от 8-8-8-24-1T. Останалите настройки в UEFI на дънната платка бяха оставени по подразбиране.

Конфигурациите на останалите участници се различаваха по процесори, дънни платки и, ако е необходимо, памет. За платформата LGA1366 беше както следва:

процесор: Intel Core i7-975 EE (3.33 GHz, 8 MB кеш);
дънна платка: ASUS Sabertooth X58 (Intel X58 Express, BIOS 0603).

Платформата LGA1156 беше оборудвана със следното оборудване:

ПРОЦЕСОР: Intel Xeon X3470 (вместо Core i7-870; 2,93 GHz, 8 MB кеш);
процесор: Intel Core i5-660 (3.33 GHz, 4 MB кеш);
дънна платка: ASUS Maximus III Extreme (Intel P55 Express, BIOS 1204).

Съперниковият лагер защити честта по следния начин:

ПРОЦЕСОР: AMD Phenom II X6 1100T (3,3 GHz, 6 MB кеш);
процесор: AMD Phenom II X6 1075T (3.0 GHz, 6 MB кеш);
дънна платка: ASUS Crosshair IV Extreme (AMD 890FX, BIOS 0502);
памет: Goodram Play GY1600D364L8/4GDC (2x2 GB, DDR3-1600@1333, 8-8-8-24-1T).

Този избор на процесори се определя както от тяхната наличност към момента на тестване, така и от ценовото позициониране на всеки модел. По този начин цената на Core i7-2600K (и следователно на обикновената версия) е почти същата като на Core i7-870, а Core i5-660 и AMD Phenom II X6 1075T се конкурират с Core i5-2500K. Phenom II X6 1100T е флагманът на AMD и заема средна позиция между Основни линии i7 и Core i5.

Всички процесори бяха тествани в номинален режим (честотата на Uncore на Core i7-975 EE беше 2940 MHz) с активирани всички технологии, като Hyper-Threading, Turbo Boost и Turbo Core, и когато е овърклокнат до 3,8 GHz с деактивирани функции за автоматично овърклокване. Честотата на паметта винаги се поддържаше на 1333 MHz; само един представител на AMD беше овърклокнат, тъй като нямаше да има разлика между тях:

Core i7-2600K – честота на процесора 3800 MHz (38x100), памет 1333 MHz (10x133);
Core i5-2500K – честота на процесора 3800 MHz (38x100), памет 1333 MHz (10x133);
Core i7-975 EE - честота на процесора 3806 MHz (22x173), Uncore 3114 MHz (18x173), QPI 3114 MHz (18x173), памет 1384 MHz (8x173);
Core i7-870 - честота на процесора 3806 MHz (22x173), Uncore 3114 MHz (18x173), QPI 3114 MHz (18x173), памет 1384 MHz (8x173);
Core i5-660 - честота на процесора 3806 MHz (22x173), Uncore 3114 MHz (18x173), QPI 3806 MHz (22x173), памет 1384 MHz (8x173);
Phenom II X6 1100T - честота на процесора 3813 MHz (15.5x246), NB и HT 2214 MHz (9x246), памет 1311 MHz (5.33x246).

Резултати от тестове в приложен софтуер

Подсистема памет

Съдейки по резултатите в програмата Aida64, контролерът на паметта Sandy Bridge наистина е преработен и демонстрира висока производителност, особено при теста за запис. Копирането на данни е по-бързо в по-стария модел, а Core i5-2500K в този случай се доближава по производителност до процесорите от предишното поколение.

Все още не е възможно да се победи контролерът Lynnfield по отношение на латентността, но разликата в стандартния режим на работа е минимална и става по-изразена при овърклок. И най-вероятно ще расте с по-нататъшно увеличаване на честотата. Но като се има предвид потенциалът на новите продукти, това не си струва да се обръща твърде много внимание.

Синтетика

В PCMark Vantage въпросните процесори превъзхождат своите предшественици. Дори съкратеният Sandy Bridge се оказа по-производителен от бившия флагман на Intel. Core i5-660 също се представя добре, въпреки че в повечето тестове на този пакет не блесна с резултати. Например, в игрите той е с 20-40% по-лош от други фирмени решения.

Но благодарение на поддръжката си за AES-NI инструкции в комуникационния тест, той се конкурира почти равностойно с 2000-годишни модели.

Оттук и такъв висок краен резултат. Отбелязваме лека загуба на Core i5-2500K в теста за игри.

Архивиране

Тестването в архиватори беше извършено чрез компресиране на папка с различни файлове с общ обем 600 MB. И двата нови процесора демонстрират чудеса на производителност. Двуядреният Clarkdale не е много подходящ за такава работа и резултатът трябва да чака 1,5 пъти повече, отколкото при останалите участници.

Изобразяване

В еднопроцесорния тест Cinebench 11 се вижда цялата мощ на архитектурата Sandy Bridge, но с преминаването към многонишкови изчисления по-младият представител започва да губи позиции, макар и не значително - изостава доста от повече скъп Core i7-870. Решенията на AMD, които преди бяха в сянка, неочаквано заеха челна позиция благодарение на своите шест ядра.

Същото е положението и с POV-Ray и колкото повече ядра има процесорът, толкова по-мощен е той в програмата за рендиране.

Математически изчисления

Изчисляването на броя на ходовете във Fritz Chess Benchmark също зависи от броя на изпълняваните ядра или нишки и Core i5-2500K отново изостава от Lynnfield. Phenom II X6 1075T дори успява да го надмине, като с овърклок разликата между тях само се увеличава, до 16%.

Друг бенчмарк, добре оптимизиран за многопоточност. В wPrime няма лидери като такива - всички процесори от високо ниво и на двата производителя показват едни и същи резултати, които зависят от честотата на конкретен модел. Sandy Bridge, лишен от Hyper-Threading, отново изостава, но не толкова, колкото Core i5-660.

Работа с видео

Интересна картина се наблюдава в x264 HD Benchmark, който извършва двупроходна компресия на видео файлове с помощта на кодека H.264. Първото преминаване не усвоява лесно Hyper-Threading и без тази технология резултатът обикновено е по-висок, което виждаме при Core i5-2500K.

Второто преминаване, напротив, изисква възможно най-много изчислителни ядра и пълноправен начинаещ връща заслужената длан. Продуктите на AMD не са по-лоши от своите конкуренти в този тест. Перспективите за Clarkdale на фона на новите архитектурни решения изглеждат неясни - очевидно им остава много малко време на пазара.
Резултати от тестове в приложения за игри

Синтетика

Сега нека да преминем към тестове за игри, започвайки със синтетика. В 3DMark Vantage балансът на мощността беше предсказуем, като се има предвид неговата оптимизация за многоядрена производителност. Core i7-2600K е безспорен лидер, следван от продукти, базирани на архитектурата Nehalem. Текущият флагман на AMD се конкурира само с новия четириядрен Core i5, изоставайки леко от него. Но с ускорение се представят почти на ниво.

Нов тест на нашите страници показва смесени резултати - новите продукти изостават с до 3% от своите предшественици. Какъв е проблема? Защо 3DMark 11 е толкова неблагоприятен за тях? Нека да разгледаме резултатите от теста на процесора Physics. Всичко в него е естествено и не виждаме нищо ново.

Но в графичния подтест има спад в производителността на системата, базирана на Sandy Bridge, и тя отстъпва дори на Core i5-660, което е много трудно за вярване.

Може би проблемът е в внедряването на PCI Express интерфейса или нещо друго и ще бъде решен в бъдещи версии на тестовия пакет или драйвери. Междувременно можем да отбележим първото поражение на представители на платформата LGA1155.

игри

В реални приложения за игри, например Crysis, две хиляди модела изглеждат по-привлекателни, особено когато $200 Core i5-2500K не е по-лош от скъпите Lynnfield и Bloomfield.

Стратегията в реално време World in Conflict се оказа не по-малко чувствителна към нови продукти. На фона на такива резултати, покупка остарели решенияняма да се оправдае. Освен ако, разбира се, не поевтинеят значително.

S.T.A.L.K.E.R.: Call of Pripyat е силно зависим от честотата на процесора и капацитета на неговия кеш. Ако при номинална стойност Core i5-2500K превъзхожда Core i7-870 с дузина кадъра, то при овърклок последният си отмъщава. Но Lynnfield няма да може да работи без проблеми на честоти от 4,5 GHz или дори по-високи, нали?

заключения

След като извърши огромна работа по грешките, Intel представи микроархитектурата Sandy Bridge с огромен потенциал, решенията, базирани на които се характеризират с висока производителност и рентабилност. И въпреки че в него няма нищо революционно, именно с него ще започне нов кръг от развитие на пазара на процесори. Високата интеграция и ниската консумация на енергия ще станат неразделна част от бъдещи продукти, които ще стават все по-функционални, което неволно забелязваме вече сега.

Процесорите Sandy Bridge, въпреки средната си цена, ни предлагат ново ниво на производителност, достъпно преди това само с топ решения. Благодарение на преработения контролер на паметта и някои архитектурни промени беше възможно да се отървем от много от ограничаващите фактори, които възпираха по-нататъшното развитие на архитектурата на Nehalem. Но цената за това беше необходимостта от нова платформа с конектор LGA1155, несъвместима с пуснатите по-рано решения. Въпреки цялата привлекателност на Sandy Bridge, преминаването към него от LGA1156 или дори LGA1366 е малко вероятно да оправдае разходите, но ще даде възможност най-накрая да се отървете от древния LGA775 или да преминете от конкурентен лагер. Освен това новият продукт наистина си заслужава.

В допълнение към ядрото на процесора е подобрено и графичното ядро, което вече се намира на същия чип с другите блокове. Неговата функционалност и производителност му позволява да се конкурира с дискретни карти от начално ниво от серията GeForce и Radeon. Потребителите вече не трябва да мислят за закупуване на евтин адаптер, когато възможностите на вградения са силно ограничени.

Ентусиастите ще оценят потенциала за овърклок на процесорите, базирани на най-новата микроархитектура, която благодарение на използването на 32-nm технологичен процес е увеличена до 4,5-5,0 GHz и по-висока. Такива честоти се предлагат с въздушно охлаждане и леко увеличение на захранващото напрежение. За подобни подвизи преди това беше необходимо да се прибегне до подобрено охлаждане и сериозно увеличение на захранващото напрежение.

Но колкото и идеална да е новата платформа, определено ще има известен недостатък в нея. И в случая става въпрос за ентусиасти. Вече е възможно да се овърклокват процесори от определена серия с отключен множител, а не всеки, както беше преди. И всичко щеше да е наред, ако не беше тяхната цена, която в момента е от порядъка на $250-350, което не всеки овърклок може да си позволи. Това, което очевидно липсва тук, е по-достъпен модел, който би позволил на ентусиастите, съобразени с разходите, които съставляват мнозинството, безпроблемно да надстроят до новата платформа.
— Процесори Intel Core i7-2600K, Core i5-2500K, Core i7-975 EE, Xeon X3470 и Core i5-660;

Kingston - памет Kingston KHX2000C8D3T1K3/6GX;

Noctua - охладител Noctua NH-D14 и термопаста Noctua NT-H1;

Syntex - Seasonic SS-600HM захранване;

Wilk Elektronik - Goodram Play GY1600D364L8/4GDC памет.

Тези дни Intel представя на света дългоочаквани процесори Пясъчен мост, чиято архитектура преди това беше наречена революционна. Но не само процесорите станаха нови в наши дни, но и всички съпътстващи компоненти на новите настолни и мобилни платформи.

И така, тази седмица, цели 29 нови процесора, 10 чипсета и 4 безжичен адаптерза лаптопи и настолни работни компютри и компютри за игри.

ДА СЕ мобилни новиниотнасям се:

процесори Intel Core i7-2920XM, Core i7-2820QM, Core i7-2720QM, Core i7-2630QM, Core i7-2620M, Core i7-2649M, Core i7-2629M, Core i7-2657M, Core i7-2617M, Core i5- 2540M, Core i5-2520M, Core i5-2410M, Core i5-2537M, Core i3-2310M;

Intel QS67, QM67, HM67, HM65, UM67 Express чипсети;

безжичен мрежови контролери Intel Centrino Advanced-N + WiMAX 6150, Centrino Advanced-N 6230, Centrino Advanced-N 6205, Centrino Wireless-N 1030.

В десктоп сегмента ще има:

процесори Intel Core i7-2600K, Core i7-2600S, Core i7-2600, Core i5-2500K, Core i5-2500S, Core i5-2500T, Core i5-2500, Core i5-2400, Core i5-2400S, Core i5- 2390T, Core i5-2300;

Intel P67, H67, Q67, Q65, B65 Express чипсети.

Но веднага си струва да се отбележи, че обявяването на новата платформа не е едностранно за всички модели процесори и чипсети - от началото на януари са налични само решения от клас "mainstream", а повечето от по-разпространените и не толкова скъпи ще пуснати в продажба малко по-късно. Заедно с пускането на процесорите за настолни компютри Sandy Bridge беше представен нов процесорен сокет за тях LGA 1155. По този начин новите продукти не допълват гамата Intel Core i3/i5/i7, а са заместител на процесори за LGA 1156, повечето от които сега се превръщат в напълно необещаващо придобиване, тъй като в близко бъдеще тяхното производство трябва да спре напълно. И само за ентусиасти, до края на годината Intel обещава да продължи да пуска по-стари четириядрени модели, базирани на ядрото Lynnfield.

Въпреки това, съдейки по пътната карта, дълготрайната платформа Socket T (LGA 775) ще остане актуална поне до средата на годината, като е основа за системи от начално ниво. За най-производителните игрални системи и истинските ентусиасти до края на годината ще бъдат актуални процесорите, базирани на ядрото Bloomfield на гнездото LGA 1366. Както можете да видите, жизненият цикъл на двуядрените процесори с „интегрирана“ графика адаптер, базиран на ядрото Clarkdale, се оказа много кратък, само една година, но те са тези, които „отъпкаха“ пътя за представения „днес“ Sandy Bridge, свиквайки потребителя с идеята, че не само контролер на паметта, но също така видеокарта може да бъде интегрирана в процесора. Сега е дошло времето не само да се пуснат по-бързи версии на такива процесори, но и да се актуализира сериозно архитектурата, за да се осигури забележимо увеличение на тяхната ефективност.

Основните характеристики на процесорите с архитектура Sandy Bridge са:

производство в съответствие с 32 nm технологичен процес;

значително повишена енергийна ефективност;

оптимизирана технология Intel Turbo Boost и поддръжка на Intel Hyper-Threading;

значително увеличение на производителността на интегрираното графично ядро;

внедряване на нов набор от инструкции Intel Advanced Vector Extension (AVX) за ускоряване на обработката на реални числа.

Но всички горепосочени нововъведения не биха предоставили възможност да се говори за наистина нова архитектура, ако всичко това сега не се изпълнява в едно ядро (чип), за разлика от процесорите, базирани на ядрото Clarkdale.

Естествено, за да могат всички процесорни възли да работят в хармония, беше необходимо да се организира бърз обмен на информация между тях - Ring Interconnect се превърна във важна архитектурна иновация.

Ring Interconnect се свързва чрез L3 кеш памет, сега наричана LLC (Last Level Cache), процесорни ядра, графично ядро и системен агент, който включва контролер на паметта, PCI Express шинен контролер, DMI контролер, модул за управление на захранването и други контролери и модули, наричани преди „uncore“.

Шината Ring Interconnect е следващият етап от развитието на шината QPI (QuickPath Interconnect), която след като беше тествана в сървърни процесори с актуализираната 8-ядрена архитектура Nehalem-EX, мигрира към ядрото на настолни и настолни процесори. мобилни системи. Ring Interconnect създава четири 32-битови пръстена за Data Ring, Request Ring, Snoop Ring и Acknowledge Ring. Пръстеновата шина работи на честотата на ядрото, така че нейната пропускателна способност, латентност и консумация на енергия са напълно зависими от работната честота на изчислителните единици на процесора.

Кешът от трето ниво (LLC - Last Level Cache) е общ за всички изчислителни ядра, графичното ядро, системния агент и други блокове. В този случай графичният драйвер определя кои потоци от данни да постави в кеш паметта, но всяко друго устройство може да има достъп до всички данни в LLC. Специален механизъм контролира разпределението на кеш паметта, за да гарантира, че няма да възникнат сблъсъци. За да се ускори работата, всяко от процесорните ядра разполага със собствен сегмент от кеш паметта, до който има директен достъп. Всеки такъв сегмент включва независим контролер за достъп до шина Ring Interconnect, но в същото време има постоянно взаимодействие със системния агент, който извършва цялостно управление на кеша.

Системният агент е по същество „северен мост“, вграден в процесора и съчетава PCI Express, DMI, оперативна памет, блок за обработка на видео (медиен процесор и управление на интерфейса), мениджър на захранването и други спомагателни модули. Системният агент взаимодейства с други процесорни възли чрез пръстеновидна шина. В допълнение към рационализирането на потоците от данни, системният агент следи температурата и натоварването на различни блокове и чрез Power Control Unit осигурява контрол на захранващото напрежение и честоти, за да осигури най-добра енергийна ефективност при висока производителност. Тук може да се отбележи, че за захранването на новите процесори е необходим трикомпонентен стабилизатор на захранването (или два, ако вграденото видеоядро остане неактивно) - отделно за изчислителните ядра, системния агент и интегрираната видеокарта.

Шината PCI Express, вградена в процесора, отговаря на спецификация 2.0 и има 16 ленти за възможност за увеличаване на мощността на графичната подсистема с помощта на мощен външен 3D ускорител. В случай на използване на по-стари набори от системна логика и съгласуване по проблеми с лицензирането, тези 16 реда могат да бъдат разделени на 2 или три слота съответно в режими 8x+8x или 8x+4x+4x за NVIDIA SLI и/или AMD CrossFireX.

За обмен на данни със системата (устройства, I/O портове, периферни устройства, контролерите на които са разположени в чипсета) се използва DMI 2.0 шина, която позволява изпомпване до 2 GB/s полезна информацияи в двете посоки.

Важна част от системния агент е вграденият в процесора двуканален DDR3 контролер на паметта, който номинално поддържа модули на честоти от 1066-1333 MHz, но когато се използва в дънни платки, базирани на чипсет Intel P67 Express, той може лесно да осигури работа на модули на честоти до 1600 и дори 2133 MHz. Поставянето на контролера на паметта на същия чип с процесорните ядра (ядрото Clarkdale се състоеше от два чипа) трябва да намали латентността на паметта и съответно да увеличи производителността на системата.

Благодарение отчасти на усъвършенствания мониторинг на параметрите на всички процесорни ядра, кеш памет и спомагателни модули, който е внедрен в блока за управление на захранването, процесорите Sandy Bridge вече разполагат с подобрена технология Intel Turbo Boost 2.0. Сега, в зависимост от натоварването и изпълняваните задачи, процесорните ядра, ако е необходимо, могат да бъдат ускорени дори извън термичния пакет, както при нормалния ръчен овърклок. Но системният агент ще следи температурата на процесора и неговите компоненти и когато се открие „прегряване“, честотите на възлите постепенно ще намаляват. Процесорите за настолни компютри обаче имат ограничено време за работа в супер-ускорен режим, т.к тук е много по-лесно да се организира много по-ефективно охлаждане от охладител в „кутия“. Подобно „преувеличаване“ ще позволи увеличаване на производителността в критични за системата моменти, което трябва да създаде у потребителя впечатлението, че работи с по-мощна система, както и да намали времето за изчакване за отговор на системата. Също така, Intel Turbo Boost 2.0 гарантира, че вграденото видео ядро също има динамична производителност в настолни компютри.

Архитектурата на процесора Sandy Bridge предполага не само промени в междукомпонентната комуникационна структура и подобрения във възможностите и енергийната ефективност на тези компоненти, но и вътрешни промени във всяко изчислително ядро. Ако пренебрегнем „козметичните” подобрения, най-важните са следните:

връщане към разпределението на кеш паметта за приблизително 1,5 хиляди декодирани микрооперации L0 (използвани в Pentium 4), което е отделна част от L1, което едновременно осигурява по-равномерно зареждане на тръбопроводите и намалява консумацията на енергия поради увеличените паузи в работа на доста сложни оперативни декодиращи схеми;

повишаване на ефективността на блока за прогнозиране на разклоненията поради увеличаване на капацитета на адресните буфери на резултатите от разклоненията, историята на командите и историята на разклоненията, което повишава ефективността на тръбопроводите;

увеличаване на капацитета на пренаредения буфер за инструкции (ROB - ReOrder Buffer) и повишаване на ефективността на тази част от процесора поради въвеждането на физически регистрационен файл (PRF - Physical Register File, също характерна черта на Pentium 4) за съхранение на данни, както и разширяване на други буфери;

удвояване на капацитета на регистрите за работа с поточно предаване на реални данни, което в някои случаи може да осигури двойно по-висока скорост на изпълнение на операциите, използващи ги;

повишаване на ефективността на изпълнение на инструкции за криптиране за AES, RSA и SHA алгоритми;

въвеждане на нови векторни инструкции Advanced Vector Extension (AVX);

оптимизация на кеш паметта на първо ниво L1 и второ ниво L2.

Важна характеристика на графичното ядро на процесорите Sandy Bridge е, че то вече се намира на един чип с останалите блокове, като неговите характеристики се контролират и състоянието му се следи на хардуерно ниво от системен агент. В същото време блокът за обработка на медийни данни и генериране на сигнали за видео изходи е поставен в този системен агент. Тази интеграция осигурява по-тясно взаимодействие, по-ниска латентност, по-голяма ефективности т.н.

Въпреки това, няма толкова промени в самата архитектура на графичното ядро, колкото бихме искали. Вместо очакваната поддръжка на DirectX 11, просто беше добавена поддръжка на DirectX 10.1. Съответно, не много приложения, които поддържат OpenGL, са ограничени до хардуерна съвместимост само с версия 3 на спецификацията на този безплатен API. В същото време, въпреки че се говори за подобряване на изчислителните блокове, те все още са същият брой - 12, и то само за по-стари процесори. Въпреки това, увеличаването на тактовата честота до 1350 MHz обещава забележимо увеличение на производителността във всеки случай.

От друга страна, създайте интегрирано видео ядро с наистина висока производителност и функционалност за модерни игрис ниската си консумация на енергия е много трудно. Следователно липсата на поддръжка за нови API ще се отрази само на съвместимостта с нови игри и производителността, ако наистина искате да играете удобно, ще трябва да се увеличи с помощта на дискретен 3D ускорител. Но разширяването на функционалността при работа с мултимедийни данни, предимно при кодиране и декодиране на видео вътре Intel ClearВидео технологията HD може да се счита за едно от предимствата на Intel HD Graphics II (Intel HD Graphics 2000/3000).

Актуализираният медиен процесор ви позволява да разтоварвате процесорните ядра при кодиране на видео във формати MPEG2 и H.264, а също така разширява набора от функции за последваща обработка с хардуерно внедряване на алгоритми за автоматично регулиране на контраста на изображението (ACE - Adaptive Contrast Enhancement), цвят корекция (TCC – Total Color Control) и подобряване на вида на кожата (STE – Skin Tone Enhancement). Внедряването на поддръжка за HDMI интерфейс версия 1.4, съвместим с Blu-ray 3D (Intel InTru 3D), увеличава перспективите за използване на вградената видеокарта.

Всички горепосочени архитектурни характеристики осигуряват на новото поколение процесори забележимо превъзходство в производителността спрямо моделите от предишното поколение, както при изчислителни задачи, така и при работа с видео.

В резултат на това платформата Intel LGA 1155 става по-продуктивна и функционална, заменяйки LGA 1156.

За да обобщим, семейството процесори Sandy Bridge е проектирано да решава много широк обхватзадачи с висока енергийна ефективност, което би трябвало да ги направи наистина широко разпространени в новите производствени системи, особено когато по-достъпни модели в широк диапазон станат налични за продажба.

В близко бъдеще 8 процесора постепенно ще станат достъпни за клиентите настолни системи различни нива: Intel Core i7-2600K, Intel Core i7-2600, Intel Core i5-2500K, Intel Core i5-2500, Intel Core i5-2400, Intel Core i5-2300, Intel Core i3-2120 и Intel Core i3-2100. Моделите с индекс K се отличават с безплатен множител и по-бърз вграден видео адаптер Intel HD Graphics 3000.

Енергийно ефективни (индекс S) и силно енергийно ефективни (индекс T) модели също са пуснати за енергийно критични системи.

За да поддържат новите процесори, дънни платки, базирани на Intel P67 Express и Intel H67 Express чипсети, са налични днес, а в близко бъдеще се очаква да включват Intel Q67 Express и Intel B65 Express, насочени към корпоративни потребители и малки предприятия. Всички тези чипсети най-накрая започнаха да поддържат устройства с SATA интерфейс 3.0, макар и не с всички портове. Но те не поддържат привидно още по-популярната USB 3.0 шина. Интересна особеност на новите чипсети за конвенционалните дънни платки е, че те вече не поддържат PCI шина. В допълнение, сега генераторът на часовник е вграден в чипсета и е възможно да се контролират неговите характеристики, без да се засяга стабилността на системата, само в много малък диапазон, ако имате късмет, тогава само ±10 MHz, а на практика дори по-малко .

Трябва също да се отбележи, че различните чипсети са оптимизирани за използване с различни процесори в системи, предназначени за различни цели. Тоест, Intel P67 Express се различава от Intel H67 Express не само по липсата на поддръжка за работа с интегрирано видео, но и по разширените възможности за овърклок и настройка на производителността. На свой ред Intel H67 Express изобщо не забелязва безплатния множител в моделите с индекс K.

Но поради архитектурните особености, овърклокването на процесорите Sandy Bridge все още е възможно само с помощта на множител, ако това е модел от серията K. Въпреки че всички модели са склонни към известна оптимизация и свръхусилване.

По този начин, временно, за да се създаде илюзията за работа на много мощен процесор, дори моделите със заключен множител са способни на забележимо ускорение. Времето за такова ускорение за настолни системи, както споменахме по-горе, е ограничено от хардуера, а не само от температурата, както при мобилните компютри.

След представянето на всички архитектурни особености и иновации, както и актуализирани собствени технологии, остава само още веднъж да обобщим защо Sandy Bridge е толкова иновативен и да ни напомним за неговото позициониране.

В близко бъдеще ще бъде възможно да се купуват процесори за високопроизводителни и масово произвеждани системи Серия Intel Core i7 и Intel Core i5, които се различават по поддръжка Технологии на Intel Hyper-Threading (деактивиран е за модели с четири ядра Intel Core i5) и количеството кеш памет от трето ниво. За по-икономичните купувачи са представени нови модели Intel Core i3, които имат 2 пъти по-малко изчислителни ядра, макар и с поддръжка на Intel Hyper-Threading, само 3 MB LLC кеш, не поддържат Intel Turbo Boost 2.0 и всички са оборудвани с Intel HD графика 2000.

Процесорите ще бъдат въведени за масовите системи в средата на годината Intel Pentium(много е трудно да се изостави тази марка, въпреки че беше предсказано преди година) въз основа на много опростена архитектура на Sandy Bridge. Всъщност тези процесори „работен кон“ ще напомнят по възможности на вчерашния текущ Core i3-3xx на ядрото Clarkdale, т.к. Те ще загубят почти всички функции, присъщи на по-старите модели за LGA 1155.

Остава да се отбележи, че пускането на процесорите Sandy Bridge и цялата настолна платформа LGA 1155 стана следващият „Tac“ в рамките на концепцията „Tic-Tac“ на Intel, т.е. основна актуализация на архитектурата за пускане на вече установената 32 nm технология. След около година ще ни чакат Ivy процесориМост с оптимизирана архитектура и направен по 22 nm технологичен процес, който със сигурност отново ще има „революционна енергийна ефективност“, но, надяваме се, няма да елиминира процесорния сокет LGA 1155. Е, ще почакаме и ще видим. Междувременно имаме поне една година, за да проучим архитектурата на Sandy Bridge и да я тестваме цялостно , която ще започнем в следващите дни.

Статията е прочетена 14627 пъти

Абонирайте се за нашите канали

Почти винаги, под всяка публикация, която по един или друг начин засяга производителността на съвременните процесори на Intel, рано или късно се появяват няколко гневни коментара на читатели, че напредъкът в разработването на чипове на Intel отдавна е в застой и няма смисъл да се преминава от “ добрият стар Core i7-2600K "към нещо ново. В такива забележки най-вероятно ще има раздразнено споменаване на печалби в производителността на нематериално ниво от „не повече от пет процента на година“; относно нискокачествения вътрешен термичен интерфейс, който е непоправимо повреден модерни процесори Intel; или за това какво да закупите съвременни условияпроцесори със същия брой изчислителни ядра, както преди няколко години, обикновено са късогледи аматьори, тъй като нямат необходимите резерви за бъдещето.

Няма съмнение, че всички подобни забележки не са без основание. Въпреки това изглежда много вероятно те силно преувеличават съществуващите проблеми. Лабораторията 3DNews тества детайлно процесорите на Intel от 2000 г. насам и не можем да се съгласим с тезата, че всякакъв вид тяхното развитие е приключило и това, което се случва с микропроцесорния гигант през последните години вече не може да се нарече нищо освен стагнация. Да, рядко се случват драстични промени при процесорите на Intel, но въпреки това те продължават систематично да се подобряват. Следователно онези чипове от серията Core i7, които можете да закупите днес, очевидно са по-добри модели, предложен преди няколко години.

Ядро на поколението	Кодово име	Технически процес	Етап на развитие	Време за освобождаване
2	Пясъчен мост	32 nm	Така (Архитектура)	I четвърт 2011 г
3	АйвиМост	22 nm	Отметка (процес)	II тримесечие 2012 г
4	Хасуел	22 nm	Така (Архитектура)	II тримесечие 2013
5	Бродуел	14 nm	Отметка (процес)	II тримесечие 2015 г
6	Скайлейк	14 nm	Така (Архитектура)	III тримесечие 2015 г
7	Кабиезеро	14+ nm	Оптимизация	I четвърт 2017 г
8	кафеезеро	14++ nm	Оптимизация	IV тримесечие 2017 г

Всъщност този материал е точно контрааргумент на аргументите за безполезността на избраната от Intel стратегия за постепенно развитие на потребителските процесори. Решихме да съберем в един тест по-старите процесори на Intel за масови платформи през последните седем години и да видим на практика колко са напреднали представителите на сериите Kaby Lake и Coffee Lake спрямо „референтния“ Sandy Bridge, който през годините на хипотетични сравнения и умствени контрасти са се превърнали в съзнанието на обикновените хора в истинска икона на процесорното инженерство.

⇡ Какво се промени в процесорите на Intel от 2011 г. до днес

Отправна точка в съвременна историяРазработката на процесорите на Intel се счита за микроархитектура СандиМост. И това не е без причина. Въпреки факта, че първото поколение процесори под марката Core беше пуснато през 2008 г. на базата на микроархитектурата Nehalem, почти всички основни характеристики, които са присъщи на съвременните масови процесори на микропроцесорния гигант, влязоха в употреба не тогава, а след няколко години по-късно, когато следващото поколение стана широко разпространен дизайн на процесора, Sandy Bridge.

Сега Intel ни свикна с откровено бавния напредък в развитието на микроархитектурата, когато иновациите станаха много малко и почти не водят до увеличаване на специфичната производителност на процесорните ядра. Но само преди седем години ситуацията беше коренно различна. По-специално, преходът от Nehalem към Sandy Bridge беше белязан от 15-20 процента увеличение на IPC (броя инструкции, изпълнявани на такт), което беше причинено от дълбока преработка на логическия дизайн на ядрата с оглед на увеличаване тяхната ефективност.

Sandy Bridge постави много принципи, които не са се променили оттогава и са станали стандарт за повечето процесори днес. Например, там се появи отделен кеш на нулево ниво за декодирани микрооперации и започна да се използва физически регистрационен файл, което намалява разходите за енергия при работа с алгоритми за изпълнение на инструкции извън реда.

Но може би най-важното нововъведение беше, че Sandy Bridge беше проектиран като унифицирана система върху чип, проектирана едновременно за всички класове приложения: сървър, десктоп и мобилно устройство. Най-вероятно общественото мнение го е поставило като прадядо на съвременното Coffee Lake, а не някакъв Nehalem и със сигурност не Penryn, точно поради тази особеност. Въпреки това, общият размер на всички промени в дълбините на микроархитектурата на Sandy Bridge също се оказа много значителен. В крайна сметка този дизайн загуби цялото старо родство с P6 (Pentium Pro), което се появяваше тук и там във всички предишни процесори на Intel.

Говорейки за общата структура, не може да не си припомним, че пълноценно графично ядро беше вградено в процесорния чип Sandy Bridge за първи път в историята на процесорите на Intel. Този блок влезе в процесора след контролера на паметта DDR3, споделен от L3 кеша и контролера на шината PCI Express. За да свържат изчислителните ядра и всички други "екстра-ядрени" части, инженерите на Intel внедриха в Sandy Мост новпо това време, мащабируема пръстеновидна шина, използвана за организиране на взаимодействие между структурни единици в следващите масово произвеждани процесори до днес.

Ако се спуснем до нивото на микроархитектурата Sandy Bridge, тогава една от нейните ключови характеристики е поддръжката на семейството SIMD инструкции, AVX, предназначени да работят с 256-битови вектори. Досега такива инструкции са станали твърдо установени и не изглеждат необичайни, но прилагането им в Sandy Bridge изисква разширяването на някои изчислителни задвижващи механизми. Инженерите на Intel се стремят да направят работата с 256-битови данни толкова бърза, колкото работата с вектори с по-малък капацитет. Следователно, заедно с внедряването на пълноценни 256-битови устройства за изпълнение, беше необходимо също да се увеличи скоростта на процесора и паметта. Логическите изпълнителни единици, предназначени за зареждане и съхраняване на данни в Sandy Bridge, получиха двойно по-висока производителност, освен това пропускателната способност на кеша от първо ниво при четене беше симетрично увеличена.

Невъзможно е да не споменем фундаменталните промени, направени в Sandy Bridge в работата на блока за прогнозиране на клона. Благодарение на оптимизациите в приложените алгоритми и увеличените размери на буфера, архитектурата на Sandy Bridge направи възможно намаляването на процента на неправилните прогнози за разклонения почти наполовина, което не само имаше забележимо въздействие върху производителността, но също така направи възможно допълнително намаляване на консумация на енергия на този дизайн.

В крайна сметка, от днешна гледна точка, процесорите Sandy Bridge могат да се нарекат примерно въплъщение на фазата „так“ в принципа „тик-так“ на Intel. Подобно на своите предшественици, тези процесори продължиха да се базират на 32-nm технологичен процес, но повишението на производителността, което предложиха, беше повече от убедително. И това беше подхранвано не само от актуализираната микроархитектура, но и от тактовите честоти, увеличени с 10-15 процента, както и въвеждането на по-агресивна версия на технологията Turbo Boost 2.0. Като вземем всичко това предвид, става ясно защо много ентусиасти все още си спомнят Sandy Bridge с най-топлите думи.

По-старото предложение в семейството Core i7 по време на пускането на микроархитектурата Sandy Bridge беше Core i7-2600K. Този процесор получи тактова честота от 3,3 GHz с възможност за автоматично овърклок при частично натоварване до 3,8 GHz. Въпреки това, 32-nm представители на Sandy Bridge се отличават не само с относително високи за това време тактови честоти, но и с добър потенциал за овърклок. Сред Core i7-2600K често беше възможно да се намерят екземпляри, способни да работят на честоти от 4,8-5,0 GHz, което до голяма степен се дължи на използването на висококачествен вътрешен термичен интерфейс - спойка без поток.

Девет месеца след пускането на Core i7-2600K, през октомври 2011 г., Intel актуализира по-старото си предложение през моделна гамаи предложи леко ускорен модел Core i7-2700K, чиято номинална честота беше увеличена до 3,5 GHz, а максималната честота в турбо режим до 3,9 GHz.

Жизненият цикъл на Core i7-2700K обаче се оказа кратък - още през април 2012 г. Sandy Bridge беше заменен с актуализиран дизайн АйвиМост. Нищо особено: Ivy Bridge принадлежи към фазата на „тик“, тоест представлява прехвърляне на старата микроархитектура към нови полупроводникови релси. И в това отношение напредъкът наистина беше сериозен - кристалите Ivy Bridge бяха произведени по 22-nm технологичен процес, базиран на триизмерни FinFET транзистори, които тогава едва навлизаха в употреба.

В същото време старата микроархитектура на Sandy Bridge на ниско ниво остава практически недокосната. Бяха направени само няколко козметични корекции, за да се ускорят операциите на подразделението на Ivy Bridge и леко да се подобри ефективността на технологията Hyper-Threading. Вярно е, че по пътя "неядрените" компоненти бяха донякъде подобрени. PCI Express контролерът придоби съвместимост с третата версия на протокола, а контролерът на паметта увеличи възможностите си и започна да поддържа високоскоростна DDR3 памет за овърклок. Но в крайна сметка увеличението на специфичната производителност при прехода от Sandy Bridge към Ivy Bridge беше не повече от 3-5 процента.

Новият технологичен процес също не даде сериозни поводи за радост. За съжаление въвеждането на 22 nm стандарти не позволи фундаментално увеличение на тактовите честоти на Ivy Bridge. По-старата версия на Core i7-3770K получи номинална честота от 3,5 GHz с възможност за овърклок в турбо режим до 3,9 GHz, тоест от гледна точка на честотната формула се оказа не по-бърза от Core i7-2700K. Само енергийната ефективност се е подобрила, но потребителите настолни компютриТози аспект традиционно не буди голямо значение.

Всичко това, разбира се, може да се отдаде на факта, че не трябва да се случват пробиви на етапа „отметка“, но в някои отношения Ivy Bridge се оказа дори по-лош от предшествениците си. Говорим за ускорение. При представянето на носители с този дизайн на пазара, Intel реши да се откаже от използването на запояване с галий без флюс на капака за разпределение на топлината към полупроводниковия чип по време на окончателното сглобяване на процесорите. Започвайки с Ivy Bridge, баналната термична паста започна да се използва за организиране на вътрешния термичен интерфейс и това веднага достигна максимално постижимите честоти. Ivy Bridge определено се влоши по отношение на потенциала за овърклок и в резултат на това преходът от Sandy Bridge към Ivy Bridge се превърна в един от най-противоречивите моменти в новата история на потребителските процесори на Intel.

Следователно, за следващия етап от еволюцията, Хасуел, се възлагаха специални надежди. В това поколение, принадлежащо към фазата „така“, се очакваше да се появят сериозни микроархитектурни подобрения, от които се очакваше да може поне да тласне напред спрялия прогрес. И до известна степен това се случи. Четвъртото поколение процесори Core, които се появиха през лятото на 2013 г., получиха забележими подобрения във вътрешната структура.

Основното нещо: теоретичната мощност на актуаторите на Haswell, изразена в броя на микрооперациите, изпълнявани за тактов цикъл, се е увеличила с една трета в сравнение с предишните процесори. В новата микроархитектура не само съществуващите задвижващи механизми бяха ребалансирани, но се появиха два допълнителни порта за изпълнение за целочислени операции, обслужване на клонове и генериране на адреси. В допълнение, микроархитектурата придоби съвместимост с разширен набор от векторни 256-битови инструкции AVX2, които, благодарение на FMA инструкции с три операнда, удвоиха пиковата пропускателна способност на архитектурата.

В допълнение към това инженерите на Intel прегледаха капацитета на вътрешните буфери и, където е необходимо, ги увеличиха. Прозорецът на планера е нараснал по размер. В допълнение, целочислените и реалните физически регистрационни файлове бяха увеличени, което подобри способността на процесора да пренарежда реда на изпълнение на инструкциите. В допълнение към всичко това, подсистемата на кеша също се промени значително. Кешовете L1 и L2 в Haswell получиха два пъти по-широка шина.

Изглежда, че изброените подобрения трябва да са достатъчни, за да увеличат значително специфичната производителност на новата микроархитектура. Но без значение как е. Проблемът с дизайна на Haswell беше, че той остави непроменен предния край на конвейера за изпълнение и декодерът на инструкции x86 запази същата производителност, както преди. Това означава, че максималната скорост на декодиране на x86 код в микроинструкции остава на ниво от 4-5 команди на такт. И в резултат на това, когато се сравняват Haswell и Ivy Bridge на същата честота и с товар, който не използва новите инструкции на AVX2, печалбата в производителността беше само 5-10 процента.

Имиджът на микроархитектурата Haswell също беше развален от първата вълна процесори, пуснати на нейна основа. Базирани на същата 22nm технология като Ivy Bridge, новите продукти не успяха да предложат високи честоти. Например, по-старият Core i7-4770K отново получи базова честота от 3,5 GHz и максимална честота в турбо режим от 3,9 GHz, тоест няма напредък в сравнение с предишните поколения на Core.

В същото време, с въвеждането на следното технологичен процес Intel започна да се сблъсква с различни видове трудности с 14-nm стандарти, така че година по-късно, през лятото на 2014 г., следващото поколение не беше пуснато на пазара Ядрени процесори, и втората фаза на Haswell, която получи кодовите имена Haswell Refresh или, ако говорим за флагмански модификации, тогава Devil’s Canyon. Като част от тази актуализация, Intel успя значително да увеличи тактовите честоти на 22nm CPU, което наистина им вдъхна нов живот. Като пример можем да цитираме новия старши процесор Core i7-4790K, който при номиналната си честота достигна 4,0 GHz и получи максимална честота, като се вземе предвид турбо режимът при 4,4 GHz. Изненадващо е, че такова ускорение от половин GHz беше постигнато без никакви реформи на процеса, а само чрез прости козметични промени в захранването на процесора и чрез подобряване на свойствата на топлопроводимост на термичната паста, използвана под капака на процесора.

Въпреки това дори представители на семейството на Дяволския каньон не могат да се оплакват особено от предложения сред ентусиастите. В сравнение с резултатите на Sandy Bridge, техният овърклок не може да се нарече изключителен, освен това постигането на високи честоти изисква сложно „скалпиране“ - премахване на капака на процесора и след това замяна на стандартния термичен интерфейс с материал с по-добра топлопроводимост.

Поради трудностите, които измъчваха Intel при прехвърлянето на масовото производство към 14 nm стандарти, производителността на следващото, пето поколение процесори Core Бродуел, получи се много измачкано. Компанията дълго време не можеше да реши дали си струва да пусне на пазара процесори за настолни компютри с този дизайн, тъй като при опит за производство на големи полупроводникови кристали процентът на дефекти надхвърли приемливите стойности. В крайна сметка четириядрените процесори Broadwell, предназначени за настолни компютри, се появиха, но, първо, това се случи едва през лятото на 2015 г. - с девет месеца закъснение спрямо първоначално планираната дата, и второ, само два месеца след обявяването им, Intel представи следващото поколение дизайн Skylake.

Въпреки това, от гледна точка на развитието на микроархитектурата, Broadwell едва ли може да се нарече вторична разработка. И дори повече от това, настолните процесори от това поколение използват решения, до които Intel никога не е прибягвала преди или след това. Уникалността на настолните Broadwell се определя от факта, че те са оборудвани с мощно интегрирано графично ядро Iris Pro на ниво GT3e. И това означава не само, че процесорите от това семейство имаха най-мощното интегрирано видео ядро по това време, но и че бяха оборудвани с допълнителен 22-nm кристал Crystall Well, който е кеш памет от четвърто ниво, базирана на eDRAM.

Смисълът от добавянето на отделен чип с бърза интегрирана памет към процесора е съвсем очевиден и се определя от нуждите на високопроизводително интегрирано графично ядро в буфер на кадри с ниска латентност и висока честотна лента. Въпреки това, eDRAM паметта, инсталирана в Broadwell, е архитектурно проектирана специално като жертвен кеш и може да се използва и от процесорните ядра. В резултат на това настолните компютри Broadwell се превърнаха в единствените масово произвеждани процесори от този вид със 128 MB L4 кеш. Вярно е, че обемът на L3 кеша, разположен в чипа на процесора, който беше намален от 8 на 6 MB, пострада донякъде.

Някои подобрения също са включени в основната микроархитектура. Въпреки че Broadwell беше във фазата на отметка, преработката засегна предния край на конвейера за изпълнение. Прозорецът на планировчика за изпълнение на команди извън реда беше разширен, обемът на таблицата за превод на асоциативни адреси от второ ниво се увеличи с един и половина пъти и в допълнение цялата схема за превод придоби втори манипулатор на пропуски, който направи възможно паралелното обработване на две операции за превод на адреси. Като цяло, всички нововъведения повишиха ефективността на извънредното изпълнение на команди и прогнозирането на сложни разклонения на кода. По пътя бяха подобрени механизмите за извършване на операции за умножение, които в Broadwell започнаха да се обработват значително по-бързо. В резултат на всичко това Intel дори успя да твърди, че подобренията на микроархитектурата увеличават спецификата Изпълнение на Бродуелв сравнение с Haswell с около пет процента.

Но въпреки всичко това беше невъзможно да се говори за някакво значително предимство на първите настолни 14-nm процесори. Както кешът от четвърто ниво, така и промените в микроархитектурата само се опитаха да компенсират основния недостатък на Broadwell - ниските тактови скорости. Поради проблеми с технологичния процес, базовата честота на старшия представител на семейството, Core i7-5775C, беше зададена само на 3,3 GHz, а честотата в турбо режим не надвишава 3,7 GHz, което се оказа по-лошо от характеристиките на Devil's Canyon с цели 700 MHz.

Подобна история се случи с овърклок. Максималните честоти, до които е възможно да се загреят настолни компютри Broadwell без използване на усъвършенствани методи за охлаждане, бяха в района на 4,1-4,2 GHz. Ето защо не е изненадващо, че потребителите бяха скептични относно изданието на Broadwell и процесорите от това семейство останаха странно нишово решение за тези, които се интересуваха от мощно интегрирано графично ядро. Първият пълноправен 14-nm чип за настолни компютри, който успя да привлече вниманието на широки слоеве от потребители, беше само следващ проектмикропроцесорен гигант - Скайлейк.

Skylake, подобно на процесорите от предишното поколение, е произведен по 14 nm технология. Тук обаче Intel вече успя да постигне нормални тактови скорости и овърклок: по-старата настолна версия на Skylake, Core i7-6700K, получи номинална честота от 4,0 GHz и автоматично овърклок в турбо режим до 4,2 GHz. Това са малко по-ниски стойности в сравнение с Devil’s Canyon, но по-новите процесори определено бяха по-бързи от своите предшественици. Факт е, че Skylake е „така“ в номенклатурата на Intel, което означава значителни промени в микроархитектурата.

И те наистина са. На пръв поглед не бяха направени много подобрения в дизайна на Skylake, но всички те бяха насочени и направиха възможно премахването на съществуващите слаби места в микроархитектурата. Накратко, Skylake получи по-големи вътрешни буфери за по-дълбоко извънредно изпълнение на инструкции и по-висока честотна лента на кеш паметта. Подобренията засегнаха блока за прогнозиране на разклоненията и входната част на конвейера за изпълнение. Степента на изпълнение на инструкциите за деление също беше увеличена и механизмите за изпълнение за събиране, умножение и FMA инструкции бяха ребалансирани. В допълнение, разработчиците са работили за подобряване на ефективността на технологията Hyper-Threading. Като цяло това ни позволи да постигнем приблизително 10% подобрение в производителността на такт в сравнение с предишни поколения процесори.

Като цяло Skylake може да се характеризира като доста дълбока оптимизация на оригиналната Core архитектура, така че да няма тесни места в дизайна на процесора. От една страна, чрез увеличаване на мощността на декодера (от 4 на 5 микрооперации на такт) и скоростта на кеша на микрооперациите (от 4 на 6 микрооперации на такт), скоростта на декодиране на инструкции се е увеличила значително. От друга страна, ефективността на обработката на получените микрооперации се е увеличила, което е улеснено от задълбочаването на алгоритмите за изпълнение извън реда и преразпределението на възможностите на портовете за изпълнение, заедно със сериозна ревизия на скоростта на изпълнение на редица обикновени, SSE и AVX команди.

Например, Haswell и Broadwell имаха по два порта за извършване на умножения и FMA операции върху реални числа, но само един порт за събиране, което не съответстваше добре на реалния програмен код. В Skylake този дисбаланс беше елиминиран и добавките започнаха да се извършват на два порта. Освен това броят на портовете, способни да работят с целочислени векторни инструкции, се увеличи от два на три. В крайна сметка всичко това доведе до факта, че за почти всеки тип операция в Skylake винаги има няколко алтернативни порта. Това означава, че микроархитектурата най-накрая успешно елиминира почти всички възможни причини за прекъсване на тръбопровода.

Забележими промени също засегнаха кеширащата подсистема: честотната лента на кеш паметта от второ и трето ниво беше увеличена. В допълнение, асоциативността на кеша от второ ниво беше намалена, което в крайна сметка направи възможно подобряването на неговата ефективност и намаляване на наказанието при обработка на пропуски.

Значителни промени са настъпили в повече високо ниво. Така в Skylake пропускателната способност на пръстеновидната шина, която свързва всички процесорни единици, се е удвоила. В допълнение, процесорът от това поколение има нов контролер на паметта, който е съвместим с DDR4 SDRAM. И в допълнение към това, нова DMI 3.0 шина с два пъти по-голяма честотна лента беше използвана за свързване на процесора към чипсета, което направи възможно внедряването на високоскоростни PCI Express 3.0 линии и през чипсета.

Въпреки това, както всички предишни версии на Core архитектурата, Skylake беше друга вариация на оригиналния дизайн. Това означава, че в шестото поколение на микроархитектурата Core разработчиците на Intel продължават да се придържат към тактиката на постепенно въвеждане на подобрения във всеки цикъл на разработка. Като цяло, това е недостатъчен подход, който не ви позволява веднага да видите значителни промени в производителността, когато сравнявате процесори от съседни поколения. Но когато обновявате стари системи, не е трудно да забележите забележимо увеличение на производителността. Например, самият Intel охотно сравни Skylake с Ivy Bridge, демонстрирайки, че производителността на процесора се е увеличила с повече от 30 процента за три години.

И всъщност това беше доста сериозен напредък, защото след това всичко стана много по-лошо. След Skylake всяко подобрение в специфичната производителност на процесорните ядра спря напълно. Тези процесори, които в момента са на пазара, все още продължават да използват микроархитектурния дизайн на Skylake, въпреки факта, че са изминали почти три години от въвеждането му в настолните процесори. Неочакваният престой настъпи, защото Intel не успя да се справи с внедряването на следващата версия на полупроводниковия процес с 10nm стандарти. В резултат на това целият принцип "тик-так" се разпадна, принуждавайки микропроцесорния гигант по някакъв начин да се измъкне и да се включи в многократно преиздаване на стари продукти под нови имена.

Генерация на процесори Кабиезеро, който се появи на пазара в самото начало на 2017 г., стана първият и много ярък пример за опитите на Intel да продаде същия Skylake на клиенти за втори път. Тесните семейни връзки между двете поколения процесори не бяха особено скрити. Intel честно каза, че Kaby Lake вече не е „отметка“ или „така“, а проста оптимизация на предишния дизайн. В същото време думата „оптимизация“ означаваше някои подобрения в структурата на 14-nm транзистори, което отвори възможността за увеличаване на тактовите честоти без промяна на топлинната обвивка. Дори беше измислен специален термин „14+ nm“ за модифицирания технически процес. Благодарение на тази производствена технология, старшият мейнстрийм настолен процесор Kaby Lake, наречен Core i7-7700K, успя да предложи на потребителите номинална честота от 4,2 GHz и турбо честота от 4,5 GHz.

По този начин увеличението на честотите на Kaby Lake в сравнение с оригиналния Skylake беше приблизително 5 процента и това беше всичко, което, честно казано, постави под съмнение легитимността на класифицирането на Kaby Lake като следващото поколение Core. До този момент всяко следващо поколение процесори, независимо дали принадлежи към фазата „тик“ или „так“, осигуряваше поне известно увеличение на показателя IPC. Междувременно в Kaby Lake изобщо нямаше микроархитектурни подобрения, така че би било по-логично тези процесори да се разглеждат просто като второто стъпало на Skylake.

Въпреки това, новата версия на 14-nm технологичния процес все още успя да се покаже по някои положителни начини: потенциалът за овърклок на Kaby Lake в сравнение със Skylake се увеличи с около 200-300 MHz, благодарение на което процесорите от тази серия бяха доста топло приети от ентусиасти. Вярно е, че Intel продължи да използва термична паста под капака на процесора вместо спойка, така че скалпирането беше необходимо за пълно овърклокване на Kaby Lake.

Intel също не успя да се справи с въвеждането в експлоатация на 10-nm технология до началото на тази година. Ето защо в края на миналата година на пазара беше представен друг тип процесори, изградени на същата микроархитектура Skylake - кафеезеро. Но да говорим за Coffee Lake като третата маска на Skylake не е съвсем правилно. Миналата година беше период на радикална промяна на парадигмата на пазара на процесори. AMD се върна към „голямата игра“, която успя да наруши установените традиции и да създаде търсене на масови процесори с повече от четири ядра. Изведнъж Intel се оказа, че играе наваксващо изоставане и пускането на Coffee Lake не беше толкова опит да се запълни паузата до дългоочакваната поява на 10nm Core процесори, а по-скоро реакция на пускането на шест- и осем- сърцевина AMD процесори Ryzen.

В резултат на това процесорите Coffee Lake получиха важна структурна разлика от своите предшественици: броят на ядрата в тях беше увеличен до шест, което Intel платформасе случи за първи път. Въпреки това не бяха въведени промени на ниво микроархитектура: Coffee Lake по същество е шестядрен Skylake, сглобен на базата на абсолютно същия софтуер вътрешна структураизчислителни ядра, които са оборудвани с L3 кеш, увеличен до 12 MB (с стандартен принцип 2 MB на ядро) и са обединени от обичайната пръстенна шина.

Но въпреки факта, че толкова лесно си позволяваме да кажем „нищо ново“ за Coffee Lake, не е съвсем честно да се каже за пълното отсъствие на промени. Въпреки че нищо не се е променило в микроархитектурата, специалистите на Intel трябваше да положат много усилия, за да гарантират, че шестядрените процесори могат да се поберат в стандартна настолна платформа. И резултатът беше доста убедителен: шестядрените процесори останаха верни на обичайния термичен пакет и освен това изобщо не се забавиха по отношение на тактовите честоти.

По-специално старшият представител Generation Coffee Lake, Core i7-8700K, има базова честота от 3,7 GHz, а в турбо режим може да ускори до 4,7 GHz. В същото време потенциалът за овърклок на Coffee Lake, въпреки по-масивния му полупроводников кристал, се оказа дори по-добър от този на всички негови предшественици. Core i7-8700K често се приемат от обикновените им собственици, за да достигнат марката от пет гигахерца и такъв овърклок може да бъде реален дори без скалпиране и подмяна на вътрешния термичен интерфейс. А това означава, че Coffee Lake, макар и обширно, е значителна крачка напред.

Всичко това стана възможно единствено благодарение на още едно подобрение в 14nm технологичния процес. През четвъртата година от използването му за масово производство на настолни чипове Intel успя да постигне наистина впечатляващи резултати. Въведената трета версия на 14-nm стандарт („14++ nm“ в обозначенията на производителя) и пренареждането на полупроводниковия кристал направи възможно значително подобряване на производителността на изразходван ват и увеличаване на общата изчислителна мощност. С въвеждането на шест ядра Intel може би успя да направи още по-значима крачка напред от всяко от предишните подобрения на микроархитектурата. И днес Coffee Lake изглежда като много примамлива опция за надграждане на по-стари системи, базирани на предишни носители с микроархитектура Core.

Кодово име	Технически процес	Брой ядра	GPU	L3 кеш, MB	Брой транзистори, милиард	Площ на кристала, mm 2
Пясъчен мост	32 nm	4	GT2	8	1,16	216
Айви Бридж	22 nm	4	GT2	8	1,2	160
Хасуел	22 nm	4	GT2	8	1,4	177
Бродуел	14 nm	4	GT3e	6	N/A	~145 + 77 (eDRAM)
Скайлейк	14 nm	4	GT2	8	N/A	122
Езерото Каби	14+ nm	4	GT2	8	N/A	126
Кафе езеро	14++ nm	6	GT2	12	N/A	150

⇡ Процесори и платформи: спецификации

За сравнение последните седем поколения Core i7 взехме старшите представители в съответната серия - по един от всеки дизайн. Основните характеристики на тези процесори са показани в следващата таблица.

	Core i7-2700K	Core i7-3770K	Core i7-4790K	Core i7-5775C	Core i7-6700K	Core i7-7700K	Core i7-8700K
Кодово име	Пясъчен мост	Айви Бридж	Хасуел (Дяволският каньон)	Бродуел	Скайлейк	Езерото Каби	Кафе езеро
Технология на производство, nm	32	22	22	14	14	14+	14++
дата на излизане	23.10.2011	29.04.2012	2.06.2014	2.06.2015	5.08.2015	3.01.2017	5.10.2017
Ядра/нишки	4/8	4/8	4/8	4/8	4/8	4/8	6/12
Базова честота, GHz	3,5	3,5	4,0	3,3	4,0	4,2	3,7
Turbo Boost честота, GHz	3,9	3,9	4,4	3,7	4,2	4,5	4,7
L3 кеш, MB	8	8	8	6 (+128 MB eDRAM)	8	8	12
Поддръжка на паметта	DDR3-1333	DDR3-1600	DDR3-1600	DDR3L-1600	DDR4-2133	DDR4-2400	DDR4-2666
Разширения на набор от инструкции	AVX	AVX	AVX2	AVX2	AVX2	AVX2	AVX2
Интегрирана графика	HD 3000 (12 ЕС)	HD 4000 (16 ЕС)	HD 4600 (20 ЕС)	Iris Pro 6200 (48 ЕС)	HD 530 (24 ЕС)	HD 630 (24 ЕС)	UHD 630 (24 ЕС)
Макс. честота на графичното ядро, GHz	1,35	1,15	1,25	1,15	1,15	1,15	1,2
PCI Express версия	2.0	3.0	3.0	3.0	3.0	3.0	3.0
PCI Express ленти	16	16	16	16	16	16	16
TDP, W	95	77	88	65	91	91	95
Гнездо	LGA1155	LGA1155	LGA1150	LGA1150	LGA1151	LGA1151	LGA1151v2
Официална цена	$332	$332	$339	$366	$339	$339	$359

Любопитно е, че през седемте години от излизането на Sandy Bridge години IntelНикога не успях да увелича значително тактовите честоти. Въпреки факта, че технологичният процес на производство е променян два пъти и микроархитектурата е сериозно оптимизирана два пъти, днешният Core i7 няма почти никакъв напредък в работната си честота. Най-новото ядро i7-8700K има номинална честота от 3,7 GHz, което е само с 6 процента по-високо от честотата на Core i7-2700K, пуснат през 2011 г.

Подобно сравнение обаче не е напълно правилно, тъй като Coffee Lake има един и половина пъти повече изчислителни ядра. Ако се съсредоточим върху четириядрения Core i7-7700K, тогава увеличението на честотата все още изглежда по-убедително: този процесор се е ускорил спрямо 32-nm Core i7-2700K с доста значителни 20 процента в мегахерца. Въпреки че това все още трудно може да се нарече впечатляващо увеличение: в абсолютно изражение това се превръща в увеличение от 100 MHz на година.

Няма пробиви в други формални характеристики. Intel продължава да предоставя на всички свои процесори индивидуален L2 кеш от 256 KB на ядро, както и общ L3 кеш за всички ядра, чийто размер се определя в размер на 2 MB на ядро. С други думи, основният фактор, при който има най-голям напредък, е броят на изчислителните ядра. Развитието на Core започна с четириядрени процесори и стигна до шестядрени. Освен това е очевидно, че това не е краят и в близко бъдеще ще видим осемядрени варианти на Coffee Lake (или Whiskey Lake).

Въпреки това, както е лесно да се види, ценовата политика на Intel остава почти непроменена в продължение на седем години. Дори шестядреният Coffee Lake се повиши в цената само с шест процента в сравнение с предишните четириядрени флагмани. Въпреки това, други по-стари процесори от клас Core i7 за масовата платформа винаги са стрували на потребителите около $330-340.

Любопитно е, че най-големите промени са настъпили дори не със самите процесори, а с тяхната поддръжка на RAM. Широчината на честотната лента на двуканалната SDRAM се удвои от пускането на Sandy Bridge до днес: от 21,3 на 41,6 GB/s. И това е друго важно обстоятелство, което определя предимството на съвременните системи, съвместими с високоскоростна DDR4 памет.

И като цяло през всичките тези години заедно с процесорите се развива и останалата част от платформата. Ако говорим за основните етапи в развитието на платформата, тогава, в допълнение към увеличаването на скоростта на съвместимата памет, бих искал да отбележа и появата на поддръжка за графичния интерфейс PCI Express 3.0. Изглежда, че високоскоростната памет и бързата графична шина, заедно с напредъка в процесорните честоти и архитектури, са значителни причини модерни системистанаха по-добри и по-бързи от предишните. Поддръжката на DDR4 SDRAM се появи в Skylake, а прехвърлянето на процесорната шина PCI Express към третата версия на протокола се случи в Ivy Bridge.

Освен това системните логически комплекти, придружаващи процесорите, получиха забележимо развитие. Всъщност днешните чипсети на Intel от триста серия могат да предложат много по-интересни възможности в сравнение с Intel Z68 и Z77, които се използват в дънни платки LGA1155 за процесори от поколение Sandy Bridge. Това се вижда лесно от следващата таблица, в която сме обобщили характеристиките на флагманските чипсети на Intel за масовата платформа.

	P67/Z68	Z77	Z87	Z97	Z170	Z270	Z370
CPU съвместимост	Пясъчен мост Айви Бридж		Хасуел	Хасуел Бродуел	Скайлейк Езерото Каби		Кафе езеро
Интерфейс	DMI 2.0 (2 GB/s)				DMI 3.0 (3,93 GB/s)
PCI Express стандарт	2.0				3.0
PCI Express ленти	8				20	24
PCIe M.2 поддръжка	Не			Яжте	Да, до 3 устройства
PCI поддръжка	Яжте	Не
SATA 6 Gb/s	2		6
SATA 3 Gb/s	4		0
USB 3.1 Gen2	0
USB 3.0	0	4	6		10
USB 2.0	14	10	8		4

Съвременните логически комплекти значително подобриха способността за свързване на високоскоростни носители за съхранение. Най-важното: благодарение на прехода на чипсетите към шината PCI Express 3.0, днес във високопроизводителни модули можете да използвате високоскоростни NVMe устройства, които дори в сравнение със SATA SSD могат да предложат значително по-добра реакция и повече висока скоростчетене и писане. И само това може да се превърне в убедителен аргумент в полза на модернизацията.

Освен това модерните чипсети предоставят много по-богати възможности за свързване допълнителни устройства. И ние не говорим само за значително увеличение на броя на PCI Express лентите, което гарантира наличието на няколко допълнителни PCIe слота на платките, замествайки конвенционалните PCI. По пътя, днешните чипсети също имат естествена поддръжка за USB 3.0 портове, а много съвременни дънни платки също са оборудвани с USB 3.1 Gen2 портове.

Семейството процесори на Intel, изработено по 32 nm технологични стандарти (ядро Clarkdale), се оказа по-бавно от първите решения, базирани на архитектурата Nehalem (Bloomfield и Lynnfield). Изключение беше шестядреният Core i7-9xx (Gulftown), който нямаше вградено видео ядро. Това поведение се дължи на структурата на по-младите представители на Westmere, които се състоят от два кристала. Единият от тях помещава изчислителните модули и кеш паметта, а другият помещава контролерите на паметта, PCI Express шините и графичното ядро. Връзката между тези половини се осъществява с помощта на интерфейса QPI. Естествено, този хибрид не успя да демонстрира чудеса на производителност, дори въпреки поддръжката на технологията Hyper-Threading, благодарение на която се състезаваше само с по-младите четириядрени модели Core 2.

И така, какво му е толкова специалното? Първо, както вече беше отбелязано, всички функционални блокове вече са разположени на един чип, а броят на ядрата в моделите с високопроизводителни процесори е увеличен до четири. Второ, споделеният кеш от трето ниво стана общ за всички, включително видео ядрото, и работи на честотата на процесора, което ще има най-добър ефект върху производителността на процесора. Освен това е повишена производителността на графичното ядро, а част от северния мост, известен от по-старите процесори като Uncore, вече се нарича System Agent. И трето, генераторът на часовник е вграден в чипсета и овърклокването на базовата честота вече е загубило значението си. Но на първо място.

Основните представители на архитектурата Sandy Bridge съдържат четири ядра и поддържат технологията Hyper-Threading, благодарение на която процесорите могат да изпълняват осем нишки едновременно. Кешът от трето ниво (или LLC - кеш от последно ниво) сега работи на скорост на процесора, има капацитет от осем мегабайта и може да се използва от всички процесорни единици, които се нуждаят от него. Предвид големия брой потребители и възможното увеличаване на броя на ядрата в бъдещите процесори, инженерите на Intel трябваше да се откажат от обичайната комуникационна топология между възлите и да дадат предпочитание на 256-битова пръстеновидна шина, свързваща изчислителните ядра, кеша, графичния процесор и "системен агент". Пропускателната способност на такава шина за такт е равна на произведението от броя на процесорните ядра и нейната ширина. За четириядрен Sandy Bridge с 8 мегабайта кеш и честота 3,0 GHz ще бъде 384 GB в секунда (96 GB / s на връзка), а за двуядрен - само 192 GB / s.

System Agent, който замени Uncore, е аналог на северния мост и съдържа DDR3 памет и PCI Express шинни контролери, DMI, видео изходен блок и блок за управление на захранването (PCU). За разлика от същия Uncore, „системният агент“ функционира отделно от L3 кеша и не зависи от неговата честота и захранващо напрежение. Преди това комуникацията с кеша от трето ниво налагаше сериозни ограничения при овърклок на процесори, особено на ядрото Bloomfield. Двуканалният контролер на паметта е преработен и неговата производителност и латентност вече не са по-лоши от най-добрите представители на архитектурата Nehalem. Поддържаната памет е DDR3-1066 и DDR3-1333, но при използване на дънни платки, базирани на чипсет Intel P67 Express, ще бъде възможно инсталирането на модули с честоти до 2133 MHz. Броят на лентите PCI Express 2.0 не се е променил в сравнение с предшествениците си и е 16 броя. Когато работите с CrossFireX или SLI, те могат да бъдат комбинирани в осем реда за всяка видеокарта. „Системният агент“, изчислителните ядра с кеш памет и графичният процесор се третират отделно един от друг и имат свои собствени захранващи напрежения. Модулът PCU събира данни за нивото на потребление на енергия и разсейване на топлината на тези агрегати и контролира тяхното състояние, като ги превключва или в икономичен режим на работа, или в продуктивен. Благодарение на отделна честотна тактова схема, процесорът и видеоядрото могат да бъдат овърклокнати независимо един от друг с помощта на технологията Turbo Boost 2.0 и дори над нивото на TDP, но само за кратко време и при условие, че процесорът е бил неактивен известно време преди.

Въпреки че новото графично ядро Intel HD Graphics принадлежи към ново поколение, няма съществени архитектурни разлики между него и вградения в Clarkdale графичен процесор. Това са същите 12 шейдърни единици (за HD Graphics 3000 и шест за HD Graphics 2000), но с поддръжка на DirectX 10.1 и OpenGL 3.0.

Чрез прехвърляне на видеоядрото към чип, споделен с процесора, направен по 32 nm технологични стандарти, стана възможно да се увеличи тактовата честота на GPU до 1,35 GHz. Това може да има положително въздействие върху производителността на видео подсистемата, дори до степен на конкуренция с дискретни графични адаптери от начално ниво от AMD и NVIDIA. Но дори и при тази честота, скоростта в приложенията за игри все още ще остави много да се желае. IN нова версия Intel HD Graphics ще се интересува повече от възможността за хардуерно видео кодиране на MPEG2 и H.264 формати, нови филтри за последваща обработка и поддръжка за HDMI 1.4 с Blu-Ray 3D.

Разбира се, горните промени са предназначени да увеличат производителността на новите решения, но най-сериозната иновация в Sandy Bridge може би ще бъде прехвърлянето на генератора на базовата честота към набора от системна логика. Той е единственият и всички честоти на различни възли и блокове, както самият процесор, така и чипсетът, зависят от него. Поради тази причина базовата честота е 100 MHz и когато се повиши, ще се увеличи честотата не само на процесора, но и на всички видове шини и контролери, което сериозно ще повлияе на стабилността на системата при овърклок.

След кратко описание на архитектурните характеристики на Sandy Bridge, нека да преминем към продуктите, базирани на него.