И снова о Haswell. Обзор процессоров Core i5-4670K, Core i5-4670, Core i5-4570 и Core i5-4430

Автор: Gavric
Дата: 29.07.2013
Все фото статьи
Введение

Событий, которые могли бы хоть немного порадовать приверженцев настольных компьютеров, в последнее время происходит не слишком много. В условиях стагнации производители переориентируются на другие рынки, а преданным пользователям классических десктопов приходится терпеть разочарование за разочарованием. Одним из ярчайших примеров неоправдавшихся надежд стал недавний выход интеловских процессоров Haswell, которые, несмотря на внедрение нового поколения микроархитектуры и оптимистичные обещания разработчиков, оказались весьма сомнительной новинкой. Основная проблема в том, что разработка Haswell велась в первую очередь с прицелом на мобильные и ультрамобильные применения. И в то время как получившиеся продукты действительно смогли открыть новые горизонты для портативных систем, в классические настольные конфигурации они вписались крайне коряво. Анализу произошедшей неприятности мы посвятили отдельный материал, но, вкратце, десктопные новинки по сравнению с предыдущим поколением процессоров, Ivy Bridge, обеспечили крайне невысокий прирост производительности, но при этом требуют перехода на почти такую же платформу с новым типом сокета, хуже разгоняются и потребляют больше энергии. Всё это вряд ли можно назвать хорошим стимулом для обновления аппаратной начинки, так что вся история с анонсом Haswell наглядно показывает, что мобильному процессорному дизайну в десктопных процессорах совсем не место.

Тем не менее, мнение пользователей из числа энтузиастов настольных систем микропроцессорного гиганта беспокоит не слишком сильно. Вектор технического прогресса развёрнут явно не в их сторону, поэтому, хочется нам того или нет, но с грядущим засильем Haswell придётся смириться. Более того, эта микроархитектура, судя по всему, окажется живучее предшественниц и просуществует на рынке настольных систем заметно больше типичного строка, отведённого на один полупериод интеловского цикла разработки «тик-так». Согласно имеющейся информации, процессоры, построенные на перспективной микроархитектуре Broadwell, которая должна прийти на смену Haswell и стать своеобразной работой над ошибками совмещенной с внедрением 14-нм производственной технологии, в десктопные продукты не попадут вовсе. Вместо этого Intel просто выпустит совместимое с текущими процессорами Haswell новое семейство наборов системной логики и предложит модернизировать платформу, не затрагивая её фундамент. Обновления же дизайна массовых десктопных процессоров, видимо, придётся ждать как минимум до 2015 года – именно тогда планируется появление процессорного дизайна Skylake.

Получается, что обойти вниманием Haswell мало кому удастся. Так или иначе, десктопные системы на базе этих процессоров собирать придётся, а потому мы, несмотря ни на что, будем подробно рассматривать всевозможные модификации этих процессоров. Первая статья нового цикла касалась исключительно старшей десктопной версии Haswell, Core i7-4770K. Однако это – сравнительно дорогой процессор, стоимость которого переваливает за 300-долларовую отметку. Гораздо же более привлекательной для массового пользователя выглядит серия Core i5. Входящие в неё процессоры заметно дешевле, но при этом не сильно хуже по характеристикам. Согласно принятой Intel классификации, линейка Core i5 принципиально уступает Core i7 лишь в одном: её представители лишены поддержки технологии Hyper-Threading. В остальном Core i5 выглядят очень неплохо: они тоже обладают четырьмя вычислительными ядрами, а их тактовые частоты достаточно близки к частотам Core i7. То же, что объём кэш-памяти третьего уровня в младшей серии ограничен величиной 6 Мбайт (против 8 Мбайт в Core i7), на реальной производительности практически не сказывается: это мы хорошо знаем на примере процессоров прошлых поколений.

Учитывая сказанное, над тематикой второй статьи о процессорах Haswell долго думать не пришлось. Её мы посвятили тестированию основанных на этой микроархитектуре процессоров Core i5. Вместе с Core i7-4770K для приверженцев компьютеров традиционных форм-факторов компания Intel готова предложить и четыре десктопные модели Core i5 (не считая семи специфических моделей с индексами S, T и R, которые мы затронем как-нибудь в другой раз), и именно о них мы и поведём речь в данном материале.
Четвёртое поколение Intel Core i5: подробности

С точки зрения принципов формирования модельного ряда процессоры для настольных систем, относящиеся к поколению Haswell, мало чем отличаются от Ivy Bridge. Такую тенденцию мы хорошо проследили на примере серии Core i7, там с внедрением новой микроархитектуры не изменились даже частоты, не говоря уже о прочих базовых формальных характеристиках. Нет кардинальных перемен и в спецификациях четырёхтысячной серии Core i5, в чём нетрудно убедиться по приведённым ниже данным (дабы излишне не загромождать таблицу, в неё не включены специфичные модификации Core i5 с индексами S, T и R).


Основных моделей в обновлённой линейке Core i5 всего четыре, чуть позднее к ним добавится и пятая модификация, Core i5-4440, однако в целом Intel намеревается существенно ограничить внутривидовое разнообразие серии с тем, чтобы на каждый ценовой сегмент приходилось не более двух предложений. Поэтому взаимно однозначное соответствие между старыми Core i5 с дизайном Ivy Bridge и их последователями с дизайном Haswell провести невозможно. Впрочем, потеря это не столь существенная, единственное, что может несколько расстроить, это отсутствие в рядах Core i5 четырёхтысячной серии моделей, лишённых встроенного графического ядра.


Так или иначе, серия Core i5 остаётся самым привлекательным вариантом для потребителей, желающих получить в своё распоряжение четырёхъядерный процессор по приемлемой цене. Процессоры Core i5 поколения Haswell сильно похожи на Core i7, в их основе лежит даже аналогичный 22-нм полупроводниковый кристалл площадью 177 кв. мм. Однако производительность Core i5 всё-таки несколько ниже, и обуславливается это меньшими тактовыми частотами, урезанной с 8 Мбайт до 6 Мбайт кэш-памятью третьего уровня и отсутствием поддержки технологии виртуальной многопоточности Hyper-Threading.

Старшая модель в обновлённой линейке Core i5, также как и во флагманском семействе, относится к числу оверклокерских, обозначаемых суффиксом K. Core i5-4670K обладает полным набором незафиксированных множителей и позволяет разгон вычислительных ядер, L3-кэша и контроллера памяти. Для тех же пользователей, которые не хотят переплачивать за возможности, предназначенные для энтузиастов, в линейке имеется полностью аналогичная модификация Core i5-4670, но без оверклокерских функций. Помимо этого, интерес к неоверклокерским Core i5-4670 или Core i5-4570 может обуславливаться и тем, что процессоры Haswell K-серии (это, кстати, касается и Core i7-4770K) лишены поддержки технологий обеспечения безопасности vPro, TXT и VT-d. Младшая модель, Core i5-4430, тоже не поддерживает vPro и TXT, и к тому же её положение в линейке сказывается и на агрессивности работы технологии Turbo Boost 2.0. В то время как все остальные процессоры Core i5 могут динамически увеличивать свою частоту на 400 МГц выше номинала, максимальный авторазгон для Core i5-4430 ограничен лишь 200-мегагерцовой дельтой.

Кстати, из-за технологии Turbo Boost 2.0 понятие номинальной тактовой частоты можно считать утратившей свой смысл почти полностью. Реальная рабочая частота может снижаться до номинальной лишь у Core i5-4430, остальные же Core i5 даже при полной вычислительной нагрузке на все ядра работают на 200 МГц быстрее, нежели задекларировано в спецификациях. Впрочем, это далеко не новость, технология Turbo Boost 2.0 вела себя подобным образом и в процессорах поколения Ivy Bridge.

Да и вообще, между формальными характеристиками Core i5 поколений Haswell и Ivy Bridge нетрудно провести близкие параллели. Дело в том, что переход на новый микропроцессорный дизайн не вылился ни в рост тактовой частоты, ни в увеличение размеров кэш-памяти. Поэтому Core i5-4670K и Core i5-4670 имеют почти такие же номинальные характеристики, как и Core i5-3570K и Core i5-3570, а Core i5-4570 и Core i5-4430 очень похожи на Core i5-3470 и Core i5-3330. Впрочем, если спецификации представителей поколений Haswell и Ivy Bridge поставить рядом, то более новую микроархитектуру всё же выдадут на 7 Вт более высокое расчётное тепловыделение, поддержка нового набора инструкций AVX 2.0 и более прогрессивное графическое ядро HD Graphics 4600 с двадцатью исполнительными устройствами.

Таким образом, с точки зрения вычислительной производительности преимущество Core i5 четырёхтысячной серии над предшественниками в большинстве случае будет обуславливаться лишь усовершенствованиями, сделанными на уровне микроархитектуры. Давайте кратко освежим в памяти ключевые преимущества Haswell в сравнении Ivy Bridge. Их не так много, но, тем не менее, свою задачу они решают.


Начать следует с того, что в передней части исполнительного конвейера улучшены алгоритмы предсказания ветвлений. В данном случае прогресс достигается за счёт роста объёма внутренних буферов и структур данных, которое затронуло почти все составляющие части процессора. Попутно, например, увеличилось и окно внеочередного исполнения команд, что выливается в улучшение эффективности параллельной обработки инструкций одного потока и возможности более плотной загрузки исполнительных устройств. Такое изменение сделано не просто так, дело в том, что впервые с 2006 года в Haswell возросло количество исполнительных портов. Вместо шести их стало восемь, поэтому, в теории, пропускная способность конвейера Haswell стала больше на четверть. Вместе с этим инженеры Intel расширили систему команд, добавив подмножество инструкций AVX2. Главное достояние этого набора – FMA-команды, объединяющие сразу пару операций над числами с плавающей точкой. Благодаря им теоретическая производительность блока операций с вещественными числами Haswell выросла вдвое. Чтобы убрать потенциально возможные в свете сделанных нововведений узкие места, также была удвоена пропускная способность кэш-памяти первого и второго уровней.


В заключение остаётся лишь заметить, что в Haswell Intel отказалась от дифференциации используемых в настольных моделях процессоров графических ядер. Все общеупотребительные модели Core i7 и Core i5 получили единую графику уровня GT2. Ранее подобная по классу встроенная графика была характерна лишь для представителей K-серии, остальные же процессоры оснащались слабым ядром GT1. Поэтому теперь для систем без дискретной графической карты можно смело выбирать любой из LGA 1150-процессоров, различия между мощностью их графических движков будут минимальны. Это же касается и четырёхтысячной серии Core i3, которая будет анонсирована в течение сентября.
Как мы тестировали

Мы смогли собрать в едином тестировании сразу все четыре базовые модели Core i5, построенные на дизайне Haswell. Очевидно, их основными соперниками должны были стать аналогичные процессоры предыдущего поколения Ivy Bridge, из которых мы выбрали наиболее распространённые и интересные на данный момент модификации: Core i5-3570K и Core i5-3470. Кроме того, для большей показательности прогресса, происходящего на микропроцессорном фронте, в тестирование был включён и процессор Core i5-2550K, относящийся к поколению Sandy Bridge. Таким образом, на следующих далее диаграммах вы сможете найти результаты тестов производительности сразу трёх поколений интеловских процессоров.

Кроме этого, в исследование мы включили и пару процессоров более высокого класса: Core i7-3770K и Core i7-4770K. Их результаты будут служить неким ориентиром, указывающим на то, какую производительность можно получить, если выбрать CPU на треть дороже.

Что же касается предложений конкурента, то в число испытуемых мы смогли включить лишь старший CPU для платформы Socket AM3+, AMD FX-8350. Все же остальные предложения AMD после очередных снижений цен стоят заметно дешевле Core i5. Иными словами, AMD уже не питает никаких иллюзий по поводу возможности противопоставления собственного восьмиядерника старшим интеловским Core i7 или Core i5.

В итоге, состав тестовых систем включал следующие программные и аппаратные компоненты:

Процессоры:

AMD FX-8350 (Vishera, 8 ядер, 4.0-4.2 ГГц, 4 x 2 Мбайта L2, 8 Мбайт L3);
Intel Core i7-4770K (Haswell, 4 ядра + HT, 3.5-3.9 ГГц, 4 x 256 Кбайт L2, 8 Мбайт L3);
Intel Core i5-4670K (Haswell, 4 ядра, 3.4-3.8 ГГц, 4 x 256 Кбайт L2, 6 Мбайт L3);
Intel Core i5-4670 (Haswell, 4 ядра, 3.4-3.8 ГГц, 4 x 256 Кбайт L2, 6 Мбайт L3);
Intel Core i5-4570 (Haswell, 4 ядра, 3.2-3.6 ГГц, 4 x 256 Кбайт L2, 6 Мбайт L3);
Intel Core i5-4430 (Haswell, 4 ядра, 3.0-3.2 ГГц, 4 x 256 Кбайт L2, 6 Мбайт L3);
Intel Core i7-3770K (Ivy Bridge, 4 ядра + HT, 3.5-3.9 ГГц, 4 x 256 Кбайт L2, 8 Мбайт L3);
Intel Core i5-3570K (Ivy Bridge, 4 ядра, 3.4-3.8 ГГц, 4 x 256 Кбайт L2, 6 Мбайт L3);
Intel Core i5-3470 (Ivy Bridge, 4 ядра, 3.2-3.6 ГГц, 4 x 256 Кбайт L2, 6 Мбайт L3);
Intel Core i5-2550K (Sandy Bridge, 4 ядра, 3.4-3.8 ГГц, 4 x 256 Кбайт L2, 6 Мбайт L3).

Процессорный кулер: NZXT Havik 140.
Материнские платы:

ASUS Crosshair V Formula (Socket AM3+, AMD 990FX + SB950);
ASUS P8Z77-V Deluxe (LGA 1155, Intel Z77 Express);
Gigabyte Z87X-UD3H (LGA 1150, Intel Z87 Express).

Память: 2 x 8 GB DDR3-2133 SDRAM, 9-11-11-31 (G.Skill [TridentX] F3-2133C9D-16GTX).
Видеокарта: NVIDIA GeForce GTX 680 (2 Гбайт/256-бит GDDR5, 1006/6008 МГц).
Дисковая подсистема: Intel SSD 520 240 GB (SSDSC2CW240A3K5).
Блок питания: Corsair AX760i (80 Plus Platinum, 760 Вт).
Операционная система: Microsoft Windows 8 Enterprise x64;
Драйверы:

Intel Chipset Driver 9.4.0.1017;
Intel Graphics Media Accelerator Driver 15.31.3.64.3071;
Intel Management Engine Driver 9.5.0.1345;
Intel Rapid Storage Technology 12.5.0.1066;
NVIDIA GeForce 320.49 Driver.

Все тесты выполнялись с установленным в системе дискретным видеоускорителем NVIDIA GeForce GTX 680, то есть, вопрос производительности встроенного в новые процессоры Intel графического ядра в данном случае мы не затрагивали. Однако на нашем сайте есть специальный материал, всецело посвящённый современным интегрированным графическим ядрам, и он подробно раскрывает тематику производительности Intel HD Graphics 4600.
Производительность


Общая производительность

Для оценки производительности процессоров в общеупотребительных задачах мы традиционно используем тест Bapco SYSmark 2012, моделирующий работу пользователя в распространённых современных офисных программах и приложениях для создания и обработки цифрового контента. Идея теста очень проста: он выдаёт единственную метрику, характеризующую средневзвешенную скорость компьютера. С выходом Windows 8 бенчмарк SYSmark 2012 обновился до версии 1.5, и мы теперь используем именно эту адаптированную версию.


Микроархитектурные усовершенствования, сделанные в Haswell, выливаются в наблюдаемое невооружённым взглядом преимущество новых Core i5 над представителями трёхтысячной серии даже при равенстве в тактовых частотах. Величина такого превосходства составляет примерно 10 процентов, то есть мало отличается от того разрыва, который мы наблюдали при сравнении Core i7-4770K и Core i7-3770K. Но этого вполне хватает, чтобы флагманский Core i5 с микроархитектурой Ivy Bridge скатился до уровня средних моделей Core i5 поколения Haswell: Core i5-3570K отстаёт даже от Core i5-4570. Впрочем, никакого принципиального роста производительности при этом нет, и, говоря языком качественных понятий, следует констатировать, что новые Core i5 лишь немного быстрее старых. Даже если сопоставить новейший Core i5-4670K и старичка Core i5-2550K, то разница между ними составит всего лишь 16 процентов, что, учитывая разрыв между микроархитектурами этих CPU в два поколения, представляется очень вялым прогрессом. Впрочем, в отсутствии реальной конкуренции со стороны AMD компания Intel вполне может себе позволить расслабленный режим модернизации процессорных семейств, ведь старший FX-8350 пока не смог догнать даже самого младшего четырёхъядерного представителя семейства Haswell – Core i5-4430.

Более глубокое понимание результатов SYSmark 2012 способно дать знакомство с оценками производительности, получаемое в различных сценариях использования системы. Сценарий Office Productivity моделирует типичную офисную работу: подготовку текстов, обработку электронных таблиц, работу с электронной почтой и посещение Интернет-сайтов. Сценарий задействует следующий набор приложений: ABBYY FineReader Pro 10.0, Adobe Acrobat Pro 9, Adobe Flash Player 10.1, Microsoft Excel 2010, Microsoft Internet Explorer 10, Microsoft Outlook 2010, Microsoft PowerPoint 2010, Microsoft Word 2010 и WinZip Pro 14.5.


В сценарии Media Creation моделируется создание рекламного ролика с использованием предварительно отснятых цифровых изображений и видео. Для этой цели применяются популярные пакеты компании Adobe: Photoshop CS5 Extended, Premiere Pro CS5 и After Effects CS5.


Web Development — сценарий, в рамках которого моделируется создание web-сайта. Используются приложения: Adobe Photoshop CS5 Extended, Adobe Premiere Pro CS5, Adobe Dreamweaver CS5, Mozilla Firefox 3.6.8 и Microsoft Internet Explorer 10.


Сценарий Data/Financial Analysis посвящён статистическому анализу и прогнозированию рыночных тенденций, которые выполняются в Microsoft Excel 2010.


Сценарий 3D Modeling всецело посвящён созданию трёхмерных объектов и рендерингу статичных и динамических сцен с использованием Adobe Photoshop CS5 Extended, Autodesk 3ds Max 2011, Autodesk AutoCAD 2011 и Google SketchUp Pro 8.


В последнем сценарии, System Management, выполняется создание бэкапов и установка программного обеспечения и апдейтов. Здесь задействуются несколько различных версий Mozilla Firefox Installer и WinZip Pro 14.5.


Тут следует обратить внимание, что максимальное преимущество микроархитектуры Haswell над Ivy Bridge наблюдается в сценарии 3D Modeling. В этом случае новые Core i5 обгоняют своих одноклассников предыдущего семейства более чем на 20 процентов, указывая на наиболее полное раскрытие потенциала нового процессорного дизайна именно при хорошо распараллеливаемой нагрузке. В результате, Core i5-4670K удаётся достичь уровня производительности старшего LGA 1155-процессора предыдущего поколения, Core i7-3770K, не только при малопоточной нагрузке, где эффект от технологии Hyper-Threading минимален, но и во многих других ситуациях. В итоге, отрадная для Haswell картина наблюдается сразу в четырёх сценариях: System Management, Media Creation, Office Productivity и 3D Modeling. Однако не стоит переоценивать заслугу новой микроархитектуры: равенство показателей Core i7 и Core i5 разных поколений достигается в первую очередь за счёт изначального не слишком принципиального различия в характеристиках этих семейств. Но это можно считать и прекрасным аргументом в пользу новых Core i5: в целом ряде эпизодов при обычной вычислительной нагрузке они дотягивают по своей производительности до существенно более дорогих процессоров годичной давности.

Игровая производительность

Как известно, производительность платформ, оснащенных высокопроизводительными процессорами, в подавляющем большинстве современных игр определяется мощностью графической подсистемы. Именно поэтому при тестировании процессоров мы выбираем наиболее процессорозависимые игры, а измерение количества кадров выполняем дважды. Первым проходом тесты проводятся без включения сглаживания и с установкой далеко не самых высоких разрешений. Такие настройки позволяют оценить то, насколько хорошо проявляют себя процессоры с игровой нагрузкой в принципе, а значит, позволяют строить догадки о том, как будут вести себя тестируемые вычислительные платформы в будущем, когда на рынке появятся более быстрые варианты графических ускорителей. Второй проход выполняется с реалистичными установками – при выборе FullHD-разрешения и максимального уровня полноэкранного сглаживания. На наш взгляд такие результаты не менее интересны, так как они отвечают на часто задаваемый вопрос о том, какой уровень игровой производительности могут обеспечить процессоры прямо сейчас – в современных условиях.










Процессоры семейства Core i5 неоднократно назывались нами удачным выбором для высокопроизводительной игровой системы. Ничего не изменилось и с их переводом на микроархитектуру Haswell. Для обеспечения работой современной графической карты их мощности более чем достаточно: в большинстве игр разница в количестве кадров в секунду при выборе FullHD разрешения минимальна, то есть производительность упирается в графику, а не в вычислительную мощность CPU. Если же смотреть на перспективу, и обращать внимание на результаты с уменьшенным разрешением, то нетрудно заметить, что процессоры поколения Haswell могут предложить небольшое преимущество по сравнению с носителями микроархитектуры Ivy Bridge или Sandy Bridge. Однако самый старший LGA 1150 процессор Core i7-4770K всё-таки лучше, нежели Core i5-4670K. Многие актуальные шутеры, например, Metro: Last Light или Hitman: Absolution, приобрели качественную поддержку многопоточности, благодаря которой располагающий технологией Hyper-Threading представитель семейства Core i7 позволяет получить заметно более высокое количество кадров в секунду. Впрочем, всё ещё встречаются и обратные ситуации, примером которой служит гоночный симулятор F1 2012. В этой игре Hyper-Threading вредит производительности, и представители семейства Core i7 уступают своим более дешёвым собратьям.

Тестирование в реальных играх завершают результаты популярного синтетического бенчмарка 3DMark Fire Strike.


Эта диаграмма как бы проводит финальную черту под результатами тестов в играх, наглядно иллюстрируя то, что уже было сказано выше. Процессоры Core i7 обладают потенциально более высоким игровым потенциалом, их преимущество над Core i5 хорошо заметно. Что же касается модельного ряда Core i5, то все такие CPU, несмотря на их микроархитектурные различия и разницу в тактовых частотах, обеспечивают достаточно близкую производительность. Иными словами, 3D-игры – это явно не тот тип вычислительной нагрузки, который может стать стимулом для модернизации систем, построенных на четырёхъядерных интеловских процессорах с прошлыми версиями микроархитектуры.

Тесты в приложениях

На первой диаграмме в этом разделе приводится один из промежуточных показателей бенчмарка Futuremark 3DMark Fire Strike — Physics Score. Эта характеристика отражает скорость выполнения специального игрового физического теста, математически моделирующего поведение сложной системы с большим количеством объектов.


Полученные результаты легко объяснимы. Нагрузка, создаваемая данным бенчмарком, носит многопоточный характер, поэтому процессоры Core i7 с поддержкой Hyper-Threading и восьмиядерный FX-8350 ранжируются выше основных героев этой статьи. Однако и базирующиеся на дизайне Haswell процессоры Core i5 могут похвастать сравнительно неплохими показателями. С учётом того, что по сравнению с представителями серии Core i5 образца прошлого года роста тактовых частот не произошло, наблюдаемое шестипроцентное улучшение показателей производительности следует всецело отнести к заслугам новой микроархитектуры. Благодаря этому производительность уровня Core i5-3570K сегодня может обеспечить средний Core i5-4570, однако младший Core i5-4430 до уровня Core i5-3470 всё-таки не дотягивает.

Для измерения быстродействия процессоров при компрессии информации мы пользуемся архиватором WinRAR 5.0, при помощи которого с максимальной степенью сжатия архивируем папку с различными файлами общим объёмом 1.7 Гбайт.


Свежая версия архиватора WinRAR приобрела очень качественную поддержку многопоточности. Поэтому процессоры Core i7 демонстрируют внушительный полуторакратный отрыв от представителей семейства Core i5. В число лидеров записался и восьмиядерный AMD FX-8350, в силу своих микроархитектурных особенностей хорошо справляющийся с многопоточной целочисленной нагрузкой. Что же касается микроархитектуры Haswell, то она сама по себе ускоряет работу архиватора крайне незначительно. Представители поколений Haswell и Ivy Bridge, функционирующие на одинаковых частотах, справляются с тестовой задачей примерно за одно и то же время. Невелико преимущество нового семейства процессоров и над носителем микроархитектуры Sandy Bridge.

Производительность процессоров при криптографической нагрузке измеряется встроенным тестом популярной утилиты TrueCrypt, использующим «тройное» шифрование AES-Twofish-Serpent. Следует отметить, что данная программа не только способна эффективно загружать работой любое количество ядер, но и поддерживает специализированный набор инструкций AES.


Внушительное преимущество процессоров серии Core i7 над моделями, лишенными технологии Hyper-Threading, выявляется и при шифровании. Однако тут процессоры с дизайном Haswell раскрывают свои микроархитектурные преимущества лучше, чем при архивации. Разница между результатами Core i5 четырёхтысячной и трёхтысячной серий, работающими на одинаковых тактовых частотах, достигает четырёх процентов. Но гораздо более весомое превосходство Core i5-4670K показывает над Core i5-2550K: представитель поколения Sandy Bridge отстал от Haswell на 22 процента.

С выходом девятой версии популярного пакета для научных вычислений Wolfram Mathematica мы решили вернуть его в число используемых тестов. Для оценки производительности систем в нём используется встроенный в эту систему бенчмарк MathematicaMark9.


Новая микроархитектура Haswell позволяет процессорам, её использующим, получить примерно 7-процентное превосходство над предшественниками, работающими на той же самой тактовой частоте. Учитывая же, что не все алгоритмы Mathematica могут быть эффективно распараллелены, этого вполне хватает для того, чтобы Core i5-4670K и Core i5-4570 оказались быстрее флагманского LGA 1155 процессора предыдущего поколения, Core i7-3770K. Однако младший из Core i5 на архитектуре Haswell, тем не менее, высоким показателем производительности порадовать не способен. Core i5-4430 отстаёт от собратьев по тактовой частоте, а технология Turbo Boost в нём не слишком агрессивна, поэтому среди всех собранных в настоящем тестировании процессоров Intel у этой модификации Core i5 – самый низкий результат в MathematicaMark9.

Скорость работы с интернет-приложениями мы оценивали с использованием браузерного бенчмарка Rightware Browsermark 2.0, который реализует основные передовые и ресурсоёмкие веб-технологии (JavaScript, HTML5, WebGL, CSS и проч.). Запуск данного теста проводился в Google Chrome 28.


Большая часть нагрузки, создаваемой современными браузерами – однопоточная. Однако это объясняет приведённые на диаграмме показатели производительности не в полной мере. Примечательно, что внедрённая Intel свежая процессорная микроархитектура позволяет получить почти 10-процентное преимущество над представителями поколения Ivy Bridge. А так как производительность разных моделей CPU внутри одного семейства различается не слишком сильно, даже самый младший из Core i5 четырёхтысячной серии выдаёт заметно лучший результат, нежели Core i5-3570K.

Измерение производительности в новом Adobe Photoshop CC мы проводим с использованием собственного теста, представляющего собой творчески переработанный Retouch Artists Photoshop Speed Test, включающий типичную обработку четырёх 24-мегапиксельных изображений, сделанных цифровой камерой.


Мы уже отмечали, что новая микроархитектура Haswell не позволяет получить заметный рост производительности в прошлой версии Photoshop, CS6. Ничего не поменялось и с переходом на использование для целей тестирования более новой версии этого популярного графического редактора. Процессоры Haswell работают быстрее Ivy Bridge примерно на 6 процентов, а выигрыш самой свежей микроархитектуры по сравнению с Sandy Bridge составляет 15 процентов. Впрочем, несмотря на это, Core i5-4670K вновь превосходит по производительности Core i7-3770K, что является отличным аргументом для профессиональных фотографов и дизайнеров в пользу платформы LGA 1150.

Производительность в новом Adobe Premiere Pro CC тестируется измерением времени рендеринга в формат H.264 Blu-Ray проекта, содержащего HDV 1080p25 видеоряд с наложением различных эффектов.


Работа с видеоконтентом высокого разрешения – отлично распараллеливаемая задача. Как мы отмечали выше, в таких случаях новая микроархитектура хорошо раскрывает свои сильные стороны. Поэтому преимуществу Core i5-4670K над Core i5-3570K на уровне 9 процентов удивляться не следует. Более, того, старший из Core i5 поколения Ivy Bridge оказывается повержен и середняком поколения Haswell, процессором Core i5-4570. А вот младшая модель из новой линейки, Core i5-4430, способна на соперничество лишь с Core i5-2550K.

Производительность в Adobe After Effects СС оценивается путём замера времени рендеринга классическим методом заранее предопределённого 3D-ролика с применением набора фильтров и эффектов.


Также как и Premiere Pro, After Effects эффективно распараллеливает нагрузку и оптимально использует все вычислительные ресурсы процессоров. Это позволяет процессорам с микроархитектурой Haswell продемонстрировать свои сильные стороны и обеспечить примерно 8-процентное превосходство над предыдущим поколением CPU. Впрочем, несмотря на это, Core i7-3770K справляется с рендерингом в After Effects примерно на 8 процентов быстрее, чем Core i5-4670K. То есть, прирост, обеспечиваемый новой микроархитектурой, пока не может сравниться с тем эффектом, который даёт технология Hyper-Threading. Попутно отметим, что в задачах обработки видео неплохой результат показывает восьмиядерный процессор AMD FX-8350. Его производительность находится на одном уровне со средними моделями обновлённой линейки Core i5.

Для оценки скорости перекодирования видео в формат H.264 использовался тест x264 FHD Benchmark 1.0.1 (64bit), основанный на измерении времени кодирования кодером x264 исходного видео в формат MPEG-4/AVC с разрешением 1920x1080@50fps и настройками по умолчанию. Следует отметить, что результаты этого бенчмарка имеют огромное практическое значение, так как кодер x264 лежит в основе многочисленных популярных утилит для перекодирования, например, HandBrake, MeGUI, VirtualDub и проч. Мы периодически обновляем кодер, используемый для измерений производительности, и в данном тестировании приняла участие версия r2345, в которой реализована поддержка всех современных наборов инструкций, включая и AVX2.


Учитывая, что кодек x264 использует новейшие инструкции, появившиеся в процессорах поколения Haswell, удивляться их серьёзному превосходству над предшественниками явно не следует. Например, Core i5-4670K оказывается быстрее работающего на таких же тактовых частотах Core i5-3570K на внушительные 18 процентов, в результате чего со старшим процессором Core i5 предыдущего поколения сравнивается младший четырёхъядерник четырёхтысячной серии Core i5-4430. Это значит, что процессоры Haswell обладают достаточно серьёзным потенциалом, полное раскрытие которого зависит уже не от инженеров, а от программистского сообщества. Тем не менее, представители обновлённой серии Core i5 до Core i7-3770K, усиленного технологией Hyper-Threading, всё-таки не дотягивают. И более того, они заметно отстают от процессора AMD FX-8350, демонстрирующего при работе с видеоконтентом на удивление хорошие результаты.

В Autodesk 3ds max 2014 мы измеряем скорость рендеринга в mental ray специально подготовленной сложной сцены.


Сделанные в Haswell микроархитектурные усовершенствования позволяют получить при финальном рендеринге 3ds max 2014 примерно 13-процентное ускорение. В результате, большинство моделей Core i5 четырёхтысячной серии демонстрируют более высокую производительность, нежели любые Core i5 годичной давности. А самая старшая модель рассматриваемой линейки, Core i5-4670K, почти достигает уровня производительности процессора более высокого класса, Core i7-3770K. Однако младший Core i5-4430, отличающийся сравнительно низкими тактовыми частотами, уступает и Core i5-3470, и Core i5-2550K.
Энергопотребление

Новая микроархитектура Haswell позволила компании Intel наладить выпуск процессоров с удивительно низким тепловыделением и энергопотреблением, направленных на рынок портативных устройств. Но десктопные CPU – совсем другое дело. Здесь в первую очередь важна производительность, поэтому показатели энергоэффективности отошли на второй план. При тестировании Core i7, базирующихся на новой микроархитектуре, мы обнаружили, что при высокой вычислительной нагрузке Haswell могут потреблять больше, нежели их предшественники. На это же косвенно указывает и возросшая до 84 Вт характеристика TDP, превышающая расчётное тепловыделение процессоров прошлого поколения на 7 Вт.

Тем не менее, общее строение LGA 1150-систем даёт основания надеяться, что они способны демонстрировать лучшую экономичность, чем конфигурации на комплектующих предыдущего поколения. Во-первых, в процессор оказалась перенесена существенная часть преобразователя питания, что существенно упростило силовые схемы материнских плат, а, во-вторых, новые чипсеты стали производиться по более современному 32-нм технологическому процессу, и это снизило их расчётное тепловыделение с 6,7 до 4,1 Вт. Так что до сих пор у нас оставались сомнения в том, что наблюдавшееся высокое энергопотребление системы с процессором Core i7-4770K отражает ситуацию в полной мере.

Поэтому, получив в своё распоряжение полную линейку процессоров Core i5, построенных на дизайне Haswell, мы уделили отдельное внимание тестированию энергопотребления платформ на её основе. Используемый нами в тестовой системе новый цифровой блок питания Corsair AX760i позволяет осуществлять мониторинг потребляемой и выдаваемой электрической мощности, чем мы и пользуемся для наших измерений. На следующих ниже графиках, если иное не оговаривается отдельно, приводится полное потребление систем (без монитора), измеренное на выходе из блока питания и представляющее собой сумму энергопотребления всех задействованных в системе компонентов. КПД же самого блока питания в данном случае не учитывается. Во время измерений нагрузка на процессоры создаётся 64-битной версией утилиты LinX 0.6.4 с поддержкой набора инструкций AVX и FMA. Кроме того, для правильной оценки энергопотребления в простое мы активировали турбо-режим и все имеющиеся энергосберегающие технологии: C1E, C6, Enhanced Intel SpeedStep и Cool'n'Quiet.


В состоянии простоя наблюдается весьма отрадная и уже знакомая нам ситуация: платформы, базирующиеся на процессорах с микроархитектурой Haswell, потребляют ощутимо меньше всех остальных конфигураций.


Неплохо с точки зрения энергоэффективности показывает себя платформа LGA 1150 и в случае однопоточной нагрузки. Процессоры Core i7 и Core i5 вновь могут похвастать более низким реальным потреблением, нежели предшествующие и уж тем более конкурирующие предложения.


При полной нагрузке ситуация снова приходит к тому, что платформы на базе Haswell потребляют больше платформ, в основе которых лежат процессоры Ivy Bridge. Разница, впрочем, не слишком бросается в глаза, она составляет порядка 10 Вт, но, тем не менее, она присутствует. Надо заметить, что в прошлом тестировании мы получали более шокирующее различие, но на этот раз, при измерении потребления не образцов, а серийных экземпляров, разрыв сократился. Однако факт остаётся фактом: процессоры Haswell под нагрузкой потребляют больше Ivy Bridge несмотря на все те меры, которые предприняли инженеры Intel. В их защиту можно сказать лишь то, что у новых процессоров стало выше и быстродействие, то есть, с точки зрения выдаваемой ими производительности в пересчёте на каждый ватт затраченной энергии, новые CPU примерно соответствуют своим предшественникам.
Разгон

Разгон – это ещё одно слабое место процессоров поколения Haswell. Как выяснилось ранее, предельные частоты, которых можно достичь с оверклокерскими Core i7, построенными на этой микроархитектуре, существенно ниже тех частот, которые были доступны при оверклокинге процессоров предыдущих поколений. Основная причина – более сильный, чем ранее, нагрев кристаллов новых CPU под нагрузкой, в первую очередь уходящий своими корнями в интеграцию элементов преобразователя питания. При этом инженеры Intel не предприняли никаких действенных мер к организации более эффективного теплоотвода. Между процессорным полупроводниковым кристаллом и крышкой процессора, как и в случае с Ivy Bridge, проложен весьма посредственный термоинтерфейс, существенно затрудняющий передачу и отвод выделяемого процессорным кристаллом теплового потока. Бесфлюсовая пайка, применявшаяся при сборке LGA 1155 процессоров поколения Sandy Bridge, осталась в прошлом, и в настоящее время она задействуется лишь при производстве дорогих CPU для платформы LGA 2011. В результате, типичным разгоном, который удаётся достичь с процессором Core i7-4770K при использовании высокоэффективных воздушных кулеров, оказываются частоты порядка 4.4-4.5 ГГц. Причём нагрев процессорных ядер под нагрузкой доходит до околокритических величин даже при сравнительно небольших превышениях напряжения питания процессора.

Подобные проблемы существуют и с охлаждением разогнанных Core i5, поэтому рассчитывать, что они могут покорить более высокие вершины оверклокинга, нежели старшие собратья, совершенно неправомерно. Представители этого семейства в разгоне могут оказаться чуть лучше лишь за счёт того, что они лишены поддержки технологии Hyper-Threading, а потому немного меньше нагреваются при максимальной нагрузке. Однако повлияет ли это на максимально достижимые частоты? Проверим это на примере оверклокерского Core i5-4670K с разблокированными множителями.

Увеличение напряжения на тестовом процессоре до 1.25 В позволило добиться стабильной работы нашего экземпляра Core i5-4670K на частоте 4.5 ГГц.


Лучшие результаты разгона, к сожалению, оказались недоступны и для Core i5-4670K. Увеличение напряжения свыше 1.25 В приводит к перегреву процессора, температуры ядер которого оказываются очень близки к верхнему пределу уже и при таком напряжении. Выставление же более высокой частоты без изменения напряжения приводит к краху системы во время прохождения тестов стабильности.

Иными словами, принципиально лучшие результаты при разгоне Haswell не позволяет получить и оверклокерская модель, относящаяся к серии Core i5. Без применения специальных методов охлаждения или без насильственной смены термоинтерфейса между процессорным кристаллом и крышкой добиться работы на частотах выше 4.4-4.5 ГГц очень тяжело от любых четырёхъядерных Haswell.

Есть и ещё одна неприятность. Оказывается, процессоры семейства Core i5, отличные от Core i5-4670K, никакому разгону не подвержены вообще. Как мы помним, CPU этого же семейства, основанные на микроархитектуре Ivy Bridge и Sandy Bridge, но не принадлежащие к числу моделей с индексом «K», позволяли ограниченно увеличивать множитель выше номинала. Для них Intel разрешала 400-мегагерцовую прибавку к частоте, которая была доступна в дополнение к тем возможностям, которые давала технология Turbo Boost. Однако в Core i5 с дизайном Haswell эта полезная функция оказалась ликвидирована. Теперь для моделей без индекса «K» в названии установить коэффициент умножения, превышающий максимально разрешённый турбо-режимом, попросту невозможно.

Более того, с Core i5-4670, Core i5-4570 и Core i5-4430 не работает и изменение частоты BCLK. Несмотря на то, что с вводом платформы LGA 1150 Intel добавила в схему формирования частоты PCIe/DMI дополнительные делители, позволяющие беспрепятственно выставлять частоту базового генератора BCLK не только в 100, но и в 125 или 166 МГц, всё это тоже доступно исключительно для Core i5-4670K и Core i7-4770K. И это значит, что обладатели Core i5-4670, Core i5-4570 и Core i5-4430 на какой-либо разгон рассчитывать не могут вообще. В этом плане новые неоверклокерские Core i5 стали похожи на представителей серии Core i3.

Проиллюстрируем это двумя скриншотами. Вот так выглядит основная страница настроек параметров работы CPU на материнской плате Gigabyte Z87X-UD3H в случае, если в плате установлен Core i5-4670K.


Если же заменить Core i5-4760K на аналогичный по характеристикам Core i5-4760, то список настроек заметно редеет.


Функции для увеличения процессорного коэффициента умножения сверх номинала, как и для изменения множителя BCLK, просто пропадают из числа возможных настроек. В результате, в LGA 1150 системах с неоверклокерскими модификациями Core i5 допустимым остаётся разгонять лишь память или графическое ядро.
Выводы

Несмотря на то, что в рамках этого материала мы познакомились с несколькими моделями Core i5, основанными на микроархитектуре Haswell, которые ранее в наших тестированиях участия не принимали, полученные результаты практически не дают нам ничего нового. Свежие процессоры семейства Core i5 обладают точно таким же набором плюсов и минусов, как и исследованные нами ранее представители серии Core i7, использующие процессорный дизайн Haswell.

Конкретнее, это означает, что новые Core i5, относящиеся теперь к четырёхтысячной серии, оказались быстрее своих предшественников с трёхтысячными модельными номерами в среднем на 5-10 процентов. Этот прирост вычислительного быстродействия всецело обуславливается сделанными в Haswell микроархитектурными улучшениями, тактовые же частоты процессоров не изменились. Тем не менее, в процессе тестирования мы смогли увидеть и то, что потенциально новые CPU способны и на большее: у них есть неразыгранный пока козырь в виде поддержки набора инструкций AVX 2.0. На данный момент эти инструкции практически не используются существующим программным обеспечением, но их повсеместное внедрение в перспективе способно существенно поднять привлекательность Haswell в глазах пользователей.

Однако в целом непререкаемое превосходство процессоров Core i5 четырёхтысячной серии над их предшественниками можно поставить под серьёзное сомнение. Дело в том, что в числе важных потребительских характеристик следует рассматривать не только быстродействие, а в этом случае у носителей микроархитектуры Haswell обнаруживаются достаточно неприятные слабые места.

Флагманский процессор Core i5-4670K действительно быстрее любого другого Core i5, а при малопоточной нагрузке он даже способен помериться силой с тяжеловесом Core i7-3770K. Однако при этом разгонные возможности Core i5-4670K явно хуже, чем у того же Core i5-3570K. В процессе наших оверклокерских экспериментов с представителем семейства Haswell мы смогли достичь лишь 4.5 ГГц, в то время как частоты процессоров того же класса с архитектурой Ivy Bridge можно увеличить на 100-200 МГц сильнее. Конечно, в разгоне Core i5-4670K окажется всё равно чуточку быстрее за счёт своей более прогрессивной микроархитектуры, но не следует забывать, что CPU поколения Haswell требуют смены платформы, то есть, как минимум, покупки новой материнской платы. Поэтому выбор Core i5-4670K может иметь смысл лишь для абсолютно нового компьютера, переход же на него с предшественников вряд ли можно назвать разумным шагом.

Средние модификации Haswell, Core i5-4670 и Core i5-4570, также предлагают достаточно неплохой уровень производительности, который порой даже превышает быстродействие Core i5-3570K. Но их существенный недостаток в том, что для них, как и для остальных неоверклокерских моделей Haswell, Intel запретила разрешённый ранее ограниченный разгон. Это значит, что средние Core i5 поколения Ivy Bridge легко разгоняемы до частот порядка 4.0 ГГц, а вот Core i5, пришедшие им на смену, такой возможности напрочь лишены.

Младший же из существующих на данный момент Haswell, Core i5-4430, производит ещё более странное впечатление. По цене этот процессор близок к Core i5-3470, но вот по производительности он ему почти всегда уступает. Получается, он плох даже для совершенно новых систем, для которых логичнее использовать проверенные временем LGA 1155-конфигурации.

Таким образом, новые Core i5 четырёхтысячной серии могут представлять реальный интерес лишь в достаточно узком диапазоне ситуаций. Либо, когда речь идёт о сборке с нуля новой системы в которой планируется разгон процессора. И в этом случае в качестве основы платформы вполне можно выбрать Core i5-4670K. Либо, если планируется сборка с нуля системы, абсолютно не рассчитанной на разгон, причём бюджет, выделенный на процессор, близок к 200-долларовой величине. При такой постановке вопроса мы можем рекомендовать Core i5-4570. Во всех же остальных ситуациях приобретение именно Haswell и переход на платформу LGA 1150 кажется далеко не оптимальным решением.

Правда, из всего сказанного есть одно важное исключение. Не следует забывать, что очень сильной чертой новой микроархитектуры выступает усовершенствованное графическое ядро, производительность которого возросла куда заметнее, чем быстродействие вычислительной части CPU. В данном материале этому аспекту мы внимание совсем не уделяли, так как интегрированная графика HD Graphics 4600 была уже подробно протестирована нами ранее. Но в ситуации, когда речь идёт о выборе именно гибридного процессора, вместе с быстродействующей вычислительной частью обладающего достаточно мощным и функциональным графическим ядром, Haswell, несмотря ни на что, может стать достаточно неплохим вариантом.