Nehalem ускоряется: процессоры Core i7-975 XE и Core i7-950

Введение

Компания AMD, несколько месяцев тому назад начавшая внедрение новых процессорных ядер, при производстве которых используется обновлённый технологический процесс с нормами 45 нм, так и не смогла поколебать репутацию Intel как поставщика самых быстрых процессоров для настольных компьютеров. Однако череда анонсов, пусть и не самых производительных, но зато выгодных по цене процессоров Phenom II, вне всяких сомнений, стала главной движущей силой всего происходящего на рынке в последние полгода. Именно благодаря появлению свежих моделей компании AMD процессорный рынок не погряз в унылом застое. Агрессивно продвигая новые процессоры Phenom II, AMD смогла заставить Intel предпринимать ответные меры, в частности, корректировать собственный прайс-лист и добавлять новые модели в некоторых сериях своих процессоров.

К сожалению, события, происходящие в средней части рынка, не оказали практически никакого влияния на высокопроизводительные решения. До настоящего момента компания AMD так и не смогла предложить ничего, что можно было бы противопоставить серии Core i7, и это позволяет Intel спокойно почивать на лаврах, не заботясь о хоть каком-нибудь развитии этой серии. Выпущенная более чем полгода назад линейка процессоров Core i7 так и существовала всё это время в совершенно неизменном виде. Однако сегодня Intel, наконец, решилась на кое-какие перемены в своём высокопроизводительном семействе. Но изменения эти обусловлены совсем не стараниями конкурентов, а предстоящим ближайшей осенью внедрением микроархитектуры Nehalem в процессоры среднего уровня.

Как известно, на сентябрь этого года Intel запланирован анонс платформы LGA1156 и входящих в неё процессоров Core i5 (кодовое имя Linnfield), которые во многом будут походить на своих старших собратьев — Core i7. Эти процессоры будет роднить общая микроархитектура, одинаковое число ядер, поддержка технологии Hyper-Threading и даже одинаковый по объёму разделяемый между ядрами кэш третьего уровня. Существенные же отличия между Core i7 и Core i5, помимо используемого процессорного гнезда, будут заключаться в конфигурации встроенного контроллера памяти и наличии в ядре Core i5 контроллера шины PCI Express. Соответственно, основные изменения затронут именно платформу, а не процессор: системы с Core i5 будут работать с двухканальной, а не трёхканальной DDR3 SDRAM, а функции северного моста будут полностью переложены на процессор.

Совершенно очевидно, что для кардинальной рыночной дифференциации перечисленных отличий явно не хватит: производительность систем, построенных на процессорах Core i7 и Core i5, может оказаться непростительно близка. Получается, что перспективные интеловские предложения среднего ценового диапазона несут в себе существенную угрозу для продаж процессоров верхнего уровня, Core i7. Именно поэтому к числу перечисленных малосущественных различий Core i7 и Core i5 Intel хочет добавить ещё одно, гораздо более весомое, — отличие в тактовых частотах. По замыслу производителя, процессоры Core i5 должны получить более низкие, чем Core i7, частоты. Однако при этом Core i5 должны оказаться всё-таки более быстрыми процессорами, чем четырёхъядерные модели семейства Core 2 Quad, что невольно подводит Intel к необходимости увеличения скоростей существующего семейства Core i7. Только в этом случае, став «промежуточным» решением между Core 2 Quad и Core i7, процессоры Core i5 получат собственную рыночную нишу и окажутся востребованными, но при этом не вытеснят более дорогие Core i7.

Иными словами, желание Intel вывести на массовый рынок процессоры поколения Nehalem требует от компании конкретных мер: увеличения производительности модельного ряда Core i7 и ликвидации в нём нижних, наиболее дешёвых и медленных представителей. Именно к реализации этого плана Intel и приступает сегодня. Производитель поднимает частоты старших моделей Core i7 и выпускает два новых процессора с номерами 950 и 975. При этом две младшие модели серии Core i7, 920 и 940, переходят на завершающую стадию жизненного цикла и готовятся к снятию с производства.

Сегодняшний материал будет посвящён знакомству с новыми процессорами во флагманской серии Core i7. Что же касается Core i5, то про эти процессоры мы поговорим несколько позднее, ближе к дате их анонса.

Новые процессоры: Core i7-975 XE и Core i7-950

По сути, новые процессоры в семействе Core i7 не несут в себе никаких новшеств. Речь идёт о простом, узаконенном производителем разгоне. Можно даже говорить о том, что Core i7-950 — это Core i7-940 с увеличенной на 133 МГц тактовой частотой, а Core i7-975 XE — это Core i7-965 XE с частотой, поднятой на те же 133 МГц. Все остальные характеристики процессоров сохранились нетронутыми, рост же тактовой частоты достигается за счёт простого увеличения коэффициента умножения на единицу.

Таким образом, полный перечень процессоров семейства Core i7 выглядит следующим образом.

Следует добавить, что с точки зрения формальных спецификаций процессоры Core i7 поддерживают только трёхканальную DDR3-1067 память. К счастью, на практике ситуация обстоит несколько лучше. Все серийные процессоры позволяют увеличивать множители, отвечающие за частоту памяти, шины QPI и встроенного в процессор северного моста, поэтому нет никаких препятствий к поднятию как частоты памяти, так и частоты других функциональных узлов.

Модели Core i7, относящиеся к серии Extreme Edition (XE), также дают возможность изменения и основного множителя, формирующего тактовую частоту процессора. Поэтому эти процессоры можно разгонять не только увеличением частоты базового генератора, но и проще — изменением множителя.

Выход новых моделей Core i7-950 и i7-975 XE происходит одновременно со снятием с производства Core i7-940 и Core i7-965 XE. Обещанное прекращение поставок Core i7-920 произойдёт несколько позднее, оно будет приурочено к выходу семейства Core i5. В результате, процессоры Core i7 сохранят налёт некой элитарности. Младшие модели в этой серии не дешевеют, да и само семейство расширяться не склонно.


На скриншотах CPU-Z всё вполне ожидаемо, за исключением одной детали. А именно, в новых процессорах обнаруживается новый степпинг ядра — D0. Впрочем, полной неожиданностью это также назвать нельзя: об этом степпинге известно уже давно, более того, процессоры, использующие обновлённые ядра, уже можно приобрести. Core i7-920, основанные на кристаллах степпинга D0, поступили в продажу ещё в начале мая. Теперь же новый степпинг пришёл и в старшие модели процессоров, и это — отличный повод познакомиться с ним несколько подробнее.

Cтеппинг D0 и производительность

Информационный бюллетень о появлении нового степпинга ядра Intel разослал своим партнёрам ещё в январе. Однако официальный документ не содержал никаких интересных подробностей.

Сообщалось лишь об изменении артикула S-Spec, идентификатора CPUID и о небольших изменениях во внешнем виде процессора. Что же касается всего остального, то на все вопросы Intel отвечает с хитрецой — спецификации не изменятся. Но спецификации — спецификациями, а что же на самом деле? Например, некоторые считают, что в обновлённом ядре претерпел изменения контроллер памяти.

Проверить это несложно: просто измерим скорость работы с памятью двух процессоров Core i7-920, основанных на старой и новой редакции ядра. Чтобы различия обнаруживались более явно, тестирование мы вы выполнили, разогнав оба процессора до частоты 4,0 ГГц (20 x 200 МГц) и установив память в режим DDR3-1600 с задержками 8-8-8-24. Интегрированный в процессор северный мост в обоих случая работал на частоте 3,2 ГГц.

Результаты теста подсистемы памяти явно указывают на то, что никаких изменений в производительности процессоров с ядром нового степпинга ждать не следует. Различия в полученных цифрах вполне укладываются в величину погрешности.

Значит, нововведений следует ждать только со стороны энергопотребления и результатов разгона. В том, что с этих точек зрения новый степпинг способен предложить какие-то изменения, мы уже убедились во время предварительного тестирования Core i7-975 XE. Попробуем проверить полученные выводы ещё раз, ведь теперь в наших руках оказались не ранние инженерные, а серийные экземпляры процессоров.

Разгон

Опыты по разгону процессоров мы проводили в платформе, основанной на материнской плате Gigabyte GA-EX58-UD5. Для охлаждения во всех случаях был использован кулер Noctua NH-U12P с вентилятором Enermax Magma UCMA12 (1500 об/мин). Проверка стабильности системы под нагрузкой выполнялась утилитой LinX 0.5.8.

В первую очередь испытаниям был подвергнут процессор Core i7-975 XE. Так как эта модель относится к классу Extreme Edition, она позволяет изменять коэффициент умножения как в сторону уменьшения, так и в сторону увеличения относительно стандартного значения. Именно этим его свойством мы и пользовались при проведении экспериментов.

Так, без увеличения напряжения питания выше штатных 1,2 В нам беспрепятственно удалось увеличить множитель на три шага — до 28x: в таком состоянии система сохраняла полную стабильность и проходила все тесты. Таким образом, наш экземпляр процессора Core i7-975 XE, имеющий номинальную частоту 3,33 ГГц, оказался способен к работе на частоте 3,73 ГГц при использовании номинального напряжения питания.

Очевидно, что это далеко не предел: температура ядра процессора во время тестов на стабильность была ниже 80 градусов, что недвусмысленно указывает на возможность покорения более высоких частот при поднятии напряжения. Поэтому для следующего эксперимента мы повысили процессорное напряжение до 1,35 В — на 0,15 В выше номинального значения. В результате частотный потенциал процессора действительно увеличился, и мы смогли беспрепятственно поднять коэффициент умножения ещё на две единицы.

Таким способом мы достигли итоговой частоты 4,13 ГГц. Процессор успешно прошёл тестирование на стабильность, но температура его ядра под нагрузкой порой достигала 98 градусов. Поэтому совершенно неудивительно, что мы уже не смогли добиться столь же устойчивой работы системы при использовании более высоких значений множителя, и частота 4,26 ГГц «на воздухе» покорена не была.

Тем не менее, даже 4,13 ГГц — весьма неплохой результат, особенно если принять во внимание тот факт, что предыдущий побывавший в нашей лаборатории Extreme Edition, Core i7-965, с использованием воздушного кулера разгонялся только до 3,87 ГГц. Сегодня же граница разгона была существенно отодвинута, и произошло это, по-видимому, благодаря новому степпингу. Впрочем, чтобы окончательно убедиться, что в данном случае мы имеем дело именно с улучшением частотного потенциала в новой версии ядре, а не со случайной удачей, на разгон была проверена и вторая новинка, Core i7-950, которая использует в своей основе такой же полупроводниковый кристалл D0.

Core i7-950 — это гораздо более дешёвый, чем i7-975, процессор, но штатные частоты этих моделей отличаются всего на 133 МГц. Главное же, в чём Core i7-950 «хуже» своего старшего собрата — его множитель заблокирован. Поэтому при разгоне этого процессора приходится оперировать базовой частотой тактового генератора, одновременно понижая множители, задающие итоговые частоты для шин QPI и памяти. Подробнее о методике разгона Core i7 можно прочитать в нашей статье «Разгон Core i7-920: подробное руководство».

Итог же испытаний таков: при использовании штатного уровня напряжения имеющийся в лаборатории Core i7-950 смог пройти проверку на стабильность на частоте 3,8 ГГц.

Для достижения такого результата, как видно по приведённому снимку, частота базового тактового генератора была увеличена до 166 МГц. Температура ядра процессора во время работы под многопоточной нагрузкой не превышала 80 градусов.

Увеличение напряжения до 1,325 В, также как и в случае с Core i7-975, ощутимо сказалось на частотном потенциале испытуемого процессора. При таком уровне напряжения питания он смог устойчиво работать под нагрузкой на частоте 4,1 ГГц.

Температура процессорного ядра во время таких тестов, правда, вплотную подбиралась к критическому уровню, но, тем не менее, никаких проблем это не создало.

Таким образом, процессоры Core i7, анонсируемые сегодня и отличающиеся от своих предшественников не только повышенными номинальными частотами, но и версией ядра, в целом могут похвастать несколько улучшенным частотным потенциалом. Судя по нашему опыту, с применением воздушного охлаждения им вполне могут покоряться частоты, превышающие 4-гигагерцовую планку. Но при этом следует иметь в виду, что главная проблема, возникающая при разгоне любых процессоров семейства Core i7, остаётся в силе. Эти процессоры имеют высокое тепловыделение, которое сильно увеличивается при разгоне, и, в особенности, при разгоне с увеличением напряжения питания. Поэтому, основным фактором, не дающим получить во время разгона ещё более высокие результаты, остаётся недостаточная эффективность систем охлаждения. Иными словами, если бы в наших тестах использовался более производительный кулер, или же, например, серьёзная жидкостная система охлаждения, результаты могли бы быть и ещё выше.

Как мы тестировали

Честно говоря, тестирование новых моделей Core i7 — не сильно увлекательное занятие. Ещё в нашем обзоре полугодовой давности мы показали, что в ресурсоёмких приложениях, способных эффективно распараллеливать нагрузку на большое количество потоков, равных Core i7 попросту нет. В тех же задачах, где оптимизация под многоядерные архитектуры выполнена не столь качественно, процессоры Core i7 могут отставать от моделей предыдущего поколения, Core 2 Quad. Так как с того времени в верхней части процессорного рынка не произошло никаких изменений, фактически, ещё до тестирования понятно, что мы получим в результате.

Тем не менее, в настоящем обзоре, приуроченном к выходу Core i7-975 XE и i7-950, мы сопоставили производительность указанных процессоров с производительностью предшествующих моделей этого семейства, а также сравнили полученные данные с быстродействием старших представителей других четырёхъядерных семейств.

При тестировании производительности был использован следующий набор аппаратных и программных средств:

Процессоры:

AMD Phenom II X4 955 BE (Deneb, 3,2 ГГц, 4 x 512 Кбайт L2, 6 Мбайт L3);
Intel Core 2 Extreme QX9770 (Yorkfield, 3,2 ГГц, 1600 МГц FSB, 2 x 6 Мбайт L2);
Intel Core i7-975 XE (Bloomfield, 3,33 ГГц, 6,4 ГГц QPI, 4 x 256 кбайт L2, 8 Мбайт L3);
Intel Core i7-965 XE (Bloomfield, 3,2 ГГц, 6,4 ГГц QPI, 4 x 256 кбайт L2, 8 Мбайт L3);
Intel Core i7-950 (Bloomfield, 3,06 ГГц, 4,8 ГГц QPI, 4 x 256 кбайт L2, 8 Мбайт L3);
Intel Core i7-940 (Bloomfield, 2,93 ГГц, 4,8 ГГц QPI, 4 x 256 кбайт L2, 8 Мбайт L3);
Intel Core i7-920 (Bloomfield, 2,66 ГГц, 4,8 ГГц QPI, 4 x 256 кбайт L2, 8 Мбайт L3).

Материнские платы:

ASUS P5E3 Premium/Wi-Fi@n (LGA775, Intel X48, DDR3 SDRAM);
Gigabyte GA-EX58-UD5 (LGA1366, Intel X58 Express);
Gigabyte MA790FXT-UD5P (Socket AM3, AMD 790FX + SB750, DDR3 SDRAM).

Память:

Mushkin 996601 4GB XP3-12800 (2 x 2 Гбайта, DDR3-1600 SDRAM, 7-7-7-20);
Mushkin 998679 6GB XP3-12800 (3 x 2 Гбайта, DDR3-1600 SDRAM, 8-8-8-24).

Графическая карта: Sapphire Radeon HD 4890;
Жёсткий диск: Western Digital Raptor WD1500AHFD;
Блок питания: SilverStone SST-ST85ZF (850 Вт);
Операционная система: Microsoft Windows Vista x64 SP1;
Драйверы:

Intel Chipset Software Installation Utility 9.1.0.1007;
ATI Catalyst 9.5 Display Driver.

Заметим также, что в рамках этого исследования мы немного изменили применяемый обычно нами набор тестового инструментария, сделав больший акцент на «тяжёлые» приложения, связанные с созданием и обработкой медиаконтента.

Производительность

Общая производительность

Результаты, полученные в PCMark Vantage, трудно назвать неожиданными. Увеличение частоты старших моделей Core i7 не повлекло за собой никаких перемен: они как были вне конкуренции, так и остались. Ни процессор серии Core 2 Quad, ни уж тем более Phenom II X4, не могут показать производительность, близкую к быстродействию Core i7-950 и i7-975.

Игровая производительность

Тестирование Core i7 в играх, как мы знаем, способно преподнести немало сюрпризов. Главный из них — это невысокий уровень производительности процессоров с микроархитектурой Nehalem. Впрочем, произошедшее увеличение тактовой частоты как раз и позволяет во многом выправить положение. По крайней мере, Core 2 Extreme QX9770 теперь не выглядит самым быстрым игровым процессором, Core i7-975 XE вполне способен побороться с ним за это звание. Тем более, как мы знаем, дополнительный прирост скорости в играх в системах, основанных на Core i7, можно получить, если отключить технологию Hyper-Threading.

Это яркий пример того, как новая технология, представляемая Intel как одно из главных достоинств новой микроархитектуры, способна приводить к отрицательным результатам. К счастью, действительно серьёзное падение производительности при активации Hyper-Threading наблюдается лишь в некоторых играх.

Производительность при кодировании видео

Современные видеокодеки в системах с процессорами Core i7 демонстрируют просто выдающиеся показатели. Очевидно, что главный вклад в столь впечатляющий результат вносит технология Hyper-Threading, благодаря которой процессор получает возможность исполнять до 8 потоков одновременно.

Производительность в видеоредакторах

Примерно также, как и при простом кодировании, дело обстоит и при редактировании видео. Всё семейство Core i7 отлично справляется с такой нагрузкой, опережая своих конкурентов местами даже в разы! Судя по всему, большинство микроархитектурных оптимизаций, сделанных в Nehalem, технология Hyper-Threading и поддержка набора инструкций SSE4.2 проявляют себя в полной мере именно при работе с медиаконтентом.

Производительность в графических редакторах

Хотя Adobe Photoshop не относится к приложениям, способным эффективно загрузить любое количество ядер (физических и виртуальных), преимущество Core i7 и тут не вызывает никаких сомнений. Аналогичная ситуация наблюдается и в другом графическом редакторе — Paint.Net.

Производительность при рендеринге

Нет никаких нареканий и к скорости Core i7 при построении изображений во многих программах 3D-моделирования. Однако в инженерном пакете AutoCAD неожиданно хорошо выступил процессор Phenom II X4 955, обогнавший почти всех конкурентов, предлагаемых Intel. При этом серии Core i7 произошедший прирост тактовой частоты помогает очень слабо.

Производительность при научных расчётах

И вновь мы можем уверенно говорить о том, что 133-мегагерцовый прирост тактовой частоты, проведённый Intel, не повлёк за собой никаких качественных изменений в результатах тестов. Процессоры серии Core i7 как были, так и остались вне всякой конкуренции.

Энергопотребление

Если с производительностью новых Core i7 ситуация была более-менее ясна изначально, то вот вокруг энергопотребления существует некоторая интрига. Заключается она в том, что процессоры Core i7-975 XE и i7-950 используют новый степпинг ядра, который может стать причиной отличий новинок по электрическим и тепловым характеристикам от «старых» процессоров этой же серии. Именно поэтому к тестированию энергопотребления мы подошли с куда большим интересом.

Приводимые ниже цифры представляют собой полное энергопотребление тестовых платформ в сборе (без монитора) «от розетки». Во время измерений нагрузка на процессоры создавалась 64-битной версией утилиты LinX 0.5.8. Кроме того, для правильной оценки энергопотребления в простое мы активировали все имеющиеся энергосберегающие технологии: C1E, Cool'n'Quiet 3.0 и Enhanced Intel SpeedStep.

Полученные в состоянии простоя числа говорят об одном: алгоритмы энергосбережения, применяемые в процессорах Nehalem разных версий, работают практически идентично. Все процессоры этой серии совершенно одинаково в моменты простоя сбрасывают свою частоту до 1,6 ГГц, из-за чего мы и наблюдаем примерно одинаковое энергопотребление. Кстати, попутно хочется отметить, что процессоры Core i7 отнюдь не демонстрируют чудеса экономичности. Да, они производительны, но при этом системы, на них основанные, потребляют в среднем больше, чем аналогичные платформы, базирующиеся на других четырёхъядерных процессорах. Об этом же говорят данные энергопотребления, снятые нами под нагрузкой.

Новый степпинг, действительно, принёс некоторое уменьшение энергопотребления Core i7. Судя по результатам, потребление процессоров с ядром версии D0 при одинаковой частоте уменьшилось примерно на 10 Вт. И это — очень неплохо для Core i7, не блещущих своей экономичностью. Впрочем, общий итог от этого не меняется: платформа LGA1366 продолжает оставаться одной из самых «прожорливых» в энергетическом плане на сегодняшний день. И очевидно, что в ближайшее время Intel не сможет с этим ничего сделать. Существенного снижения энергопотребления и тепловыделения процессоров с микроархитектурой Nehalem можно ожидать только от перспективных процессоров, которые будут производиться по технологическому процессу с нормами производства 32 нм. А такие модели появятся в верхней части процессорного рынка лишь в середине следующего года.

Выводы

Если вспомнить всё, о чём было сказано на протяжении данного материала, то может сложиться впечатление, что анонс Core i7-975 XE и i7-950 — вполне рядовое событие. И это отчасти так: формально, Intel лишь косметически «обновил фасад» своих высокопроизводительных предложений, увеличив тактовую частоту пары старших моделей на незначительные 133 МГц, в относительном выражении составляющие менее 5 %. И это действительно мало что изменило в результатах тестов. В тех задачах, где процессоры Core i7 показывали выдающийся уровень производительности, прирост скорости остался незаметен, а в приложениях, где процессоры Core i7 уступали предшественникам, его не хватило для того, чтобы заметно изменить соотношение сил.

Однако помимо прироста тактовых частот, новые модели Core i7 таят в себе и некоторые другие мелкие отличия, обусловленные использованием в их основе ядер Bloomfield версии D0. Так, новые процессоры стали чуть экономичнее: можно, например, говорить о том, что 133-мегагерцовый прирост тактовой частоты не отразился на тепловыделении и энергопотреблении. Кроме того, явно улучшились и разгонные возможности. Для новых моделей частота 4,0 ГГц выглядит вполне достижимой даже при использовании обычного воздушного охлаждения.

В итоге, несмотря на то, что новые Core i7 не предлагают никаких глобальных усовершенствований, они привносят значительное количество полезных мелочей. И этого количества вполне достаточно для того, чтобы в ближайшем будущем мы воздержались от упрёков в пассивности в верхнем сегменте рынка, направленных в адрес Intel.

Ну и подводя общий итог, хочется отметить, что процессоры Core i7 продолжают представлять собой прекрасную платформу для той части пользователей, деятельность которой связана с созданием и обработкой мультимедийного контента. В приложениях для работы с 3D-моделями, звуком, изображениями и видео Core i7 чувствует себя как рыба в воде. Однако если вы хотите остановить свой выбор на платформе LGA1366, то вам придётся мириться не только с высокой стоимостью компонентов, её составляющих, но и с не самым лучшим быстродействием в некоторых играх, а также с относительно высоким энергопотреблением системы.

Другие материалы по данной теме

Дважды два: процессоры AMD Phenom II X2 и Athlon II X2
Дешёвые двухъядерники: AMD Athlon X2 против Intel Pentium
Новый степпинг Intel Core i7: знакомимся с i7-975 XE