Neljännen sukupolven Intel-ydinsuorittimien sarja. Kaikkien aikojen Intel-suoritinarkkitehtuurit

Haswell – neljännen sukupolven mikroprosessori Intelin arkkitehtuuri Ydin. Eräänlainen "niin" Ivy Bridgelle tyypillisellä 22 nm:n tuotantotekniikalla. Mutta haluaisin aloittaa tarkastelun yhdestä syystä tai pikemminkin seurauksesta siitä, mihin prosessorin kehityksen vektori on suunnattu.

"Tumma silikoni"

Puoli vuosisataa sitten Intelin perustaja Gordon Moore muotoili lain, jonka mukaan transistorien määrä sirulla kaksinkertaistuu noin kahden vuoden välein. Sääntöä noudatettiin puoli vuosisataa, kun uusia teknisiä prosesseja syntyi ja tuotanto siirtyi vähitellen 150 nm:stä 28 nm:iin, ja se laski jatkuvasti. Vielä muutama vuosi sitten uskottiin, että 45 nm:n jälkeen olisi vaikea vaihtaa 28 nm:iin, ja vain edistyneimmät ja rikkaimmat valmistajat pääsisivät 14-10 nm:iin.

Mutta tänä vuonna AMD valmistautuu hallitsemaan 20-22 nm:n prosessiteknologiaa, ja Intel on tuottanut 22 nm:n ratkaisuja yli vuoden. Vuoteen 2018-2020 mennessä metallointikerrosten määrä nousee 18-20:een ja prosessorin sisällä olevien transistorien määrä ylittää biljoonan! Hullut numerot, jotka osoittavat, että tekniikan raja on melkein saavutettu.

Kolikon toinen puoli on suljetun transistorin läpi kulkevat kasvavat vuotovirrat, jotka ovat pääasiallinen tekijä virrankulutuksen kasvussa, jonka ei ihannetapauksessa pitäisi muuttua. Mutta sisään olemassa olevaa todellisuutta Energian kulutuksen ja siten lämmöntuotannon maailmanlaajuisen kasvun seurauksena prosessorit ovat vähitellen muuttumassa pieniksi ydinreaktoreiksi. Ja tässä vaiheessa insinöörien piti etsiä ratkaisuja ongelmaan.

On olemassa useita lähestymistapoja, jotka mahdollistavat mikroelektroniikan menestymisen pimeällä piiaikakaudella: uusien teknologisten edistysaskelten ottaminen käyttöön, erikoistuminen ja tehonhallinta sekä optimointi järjestelmätasolla, rinnakkain energiatehokkuuden lisääminen.

Koska prosessori ei ole täysin käytössä sen eri aikoina, vaan vain osittain, syntyi ajatus sammuttaa käyttämättömät lohkot, joita kutsuttiin "tummaksi piiksi". Ja mitä enemmän tummia osia (jotka toimivat merkittävästi pienemmällä kellotaajuudella tai ovat kokonaan pois käytöstä), sitä pienempi CPU:n virrankulutus.

Tulevaisuudessa mikroelektroniikan on tehtävä läpimurto sellaisten transistorien käytössä, joita ei valmisteta perinteisellä MOSFET-tekniikalla. Tri-Gate- ja FinFET-transistoreiden sekä High-K-dielektriikin keksintö mahdollisti väistämättömän viivästymisen yhdellä tai kahdella prosessorisukupolvella, mutta mikroelektroniikka lähestyy viimeistä kehitysvaihetta. Jos vain siksi, että äskettäin esitellyt tekniikat ovat itse asiassa kertaluonteisia parannuksia.

MOSFET:ien korvaavia yrityksiä on yritetty löytää jo pitkään, ja osa niistä on jo olemassa piissä. Nyt on ainakin kaksi ehdokasta: TFET-transistorit ja nanoelektromekaaniset transistorit. Niiden odotetaan vähentävän radikaalisti vuotovirtoja, mutta teollista tuotantoa ei ole vielä hallittu. Samasta syystä, vuotovirtojen lisääntymisen vuoksi, on mahdotonta lisätä ytimien lukumäärää solun koon pienentyessä. Muuten kaikkien toimilaitteiden samanaikainen aktivointi johtaa erittäin korkeaan energiankulutukseen.

Nykyaikaisten analyytikoiden mukaan tätä ei voida hyväksyä. Ja on typerää varustaa tällaiset prosessorit kahden kilon säteilijöillä. Älä unohda emolevyn tehoyksikköä. Hänen on tuotettava valtava virta. Siksi "tumman piin" tuominen prosessoreihin on tällä hetkellä ainoa tapa pitää TDP kohtuullisissa rajoissa eikä vähentää erityistä CPU:n suorituskyky. Itse asiassa tämä on vastaus taajuuden, virrankulutuksen ja transistorien määrän kasvuun.

Prosessorituotannon taloudellista puolta koskeva lauseke vaatii erityistä huomiota. Teoriassa mitä enemmän kiteitä mahtuu (kun niiden koko on pienentynyt), sitä kannattavampaa on valmistaa uusia malleja. Käytännössä tämä kuitenkin käy lähes merkityksettömäksi: syntyy pakkausongelmia, uusien litografisten maskien kehitys- ja valmistuskustannukset ovat jopa kolmasosa tuotantokustannuksista, mikä johtaa piin pinta-alayksikkökustannusten nousuun. . Ja viime kädessä se tekee siirtymisestä uuteen teknologiseen prosessiin taloudellisesti epämiellyttävän. Älä unohda saada hyvitystä. Mitä nopeammin ja useammin siirryt suuremmasta teknisestä pienempään prosessiin, sitä kauemmin tuotteen valmistaminen ja myynti kestää. Toisaalta käyttökelpoisten kiteiden saanto on suurempi.

Toinen skenaario prosessorien kehittämiselle on sirualueen pienentäminen. Joka tapahtuu kahden tai kolmen vuoden välein. Vaihtoehto itsessään ei ole huono, paitsi että joudut monimutkaisemaan mikropiirin johdotuksen ja ostamaan kalliita laitteita, suorittaa tutkimuksia. Lisäksi jossain vaiheessa kehittäjät saavat erittäin ylikuumenevia alueita prosessorissa ja kohtaavat jäähdytysongelmia. Selvä esimerkki tästä on siirtyminen Sandy Bridgestä Ivy Bridgeen.

Ja Haswell-lähdön kanssa lisälämpöä tuottavat tehosäätimet, jotka nyt sijaitsevat kannen alla. Todennäköisesti jäljellä oleva osa aluetta siirtymisen aikana enemmän hieno tekninen prosessi käytetään vähentämään energiankulutusta - mottona "Lisää tummaa piitä tarkoittaa parempaa!"

Tämän seurauksena uuden konseptin ("tumma pii") käyttöönoton ansiosta valmistajat voivat säästää huippu- ja keskimääräistä energiankulutusta samalla kiinteä koko kristalli ja rajoitettu TDP. Joten lähitulevaisuudessa prosessorit säästävät käyttöaluetta ja vähentävät vähitellen virrankulutusta.

Haswell: Ulkokuva

Haswellin kaksi- ja neliytiminen variantit.

Haswellin sukupolven ratkaisut luotiin jatkuvasti kasvavaa kannettavien tietokoneiden ja ultrabookien sektoria silmällä pitäen. Tästä syystä uusille prosessoreille asetettiin asianmukaiset vaatimukset. Ja työpöytäversio on mukautettu työpöytäjärjestelmät CPU kanssa korkeat taajuudet. Valitettavasti Haswellin laskentaosa ei ole sen etu Ivy Bridgeen verrattuna. Yleisesti ottaen uusien suorituskyvystä Intelin mallit Ensinnäkin he kiinnittävät huomiota rakenteellisiin muutoksiin (virtalähdejärjestelmä on siirtynyt prosessoriin, uuteen grafiikkaytimeen), eivätkä 2D-tehtävien erityiseen nopeuteen.

Haswellin Intel HD Graphics -arkkitehtuurissa ei ole vallankumouksellisia muutoksia verrattuna Ivy Bridgeen, mutta siinä on uusia ominaisuuksia (mukaan lukien lisääntynyt suoritusyksiköiden määrä ja joitain arkkitehtonisia parannuksia), jotka lisäävät suorituskykyä ja vähentävät merkittävästi virrankulutusta.

Tuetut sovellusliittymät:

• Haswell– DirectX 11.1, OpenGL 4.0 ja OpenCL 1.2;
• Ivy Bridge– DirectX 11.0, OpenGL 3.3 ja OpenCL 1.1.

Riippuen mallista GPU-prosessori Haswell vapautetaan erilaisia ​​modifikaatioita, jotka eroavat toimilaitteiden lukumäärästä (EU). GT1- ja GT2-muunnelmiin lisätään uusi - GT3. Se sisältää paitsi kaksinkertaisen määrän EU:ita kuin GT2, myös kaksinkertaisen määrän rasterointiyksiköitä, pikselitoimintoja (Stensil-puskuri, Color Blend) ja L3-välimuistia. Tämä lähestymistapa lisää teoriassa integroidun näytönohjaimen huippusuorituskykyä 50-70%, mikä, kuten tiedätte, on edelleen huomattavasti huonompi kuin AMD:n APU (Accelerated Processing Unit).

Katsotaanpa syvemmälle

Ymmärtääksemme, kuinka vakavasti Intel on laajentanut GPU:lle varattua prosessorin osaa, meidän on ensin arvioitava määrälliset parannukset. Siten Command Streamer (CS) on täydennetty yhdellä Resource Streamer (RS) -lohkolla. Itse lohko on ainutlaatuinen nykyaikaiselle Intel-arkkitehtuurille, koska se sopii täydellisesti työn siirtämiseen suorittimelta GPU:lle. Se tekee osittain sen, mitä ajurit tekivät aiemmin, mutta valitettavasti se ei voi korvata ohjelmiston ydintä kokonaan.

Kehäbussien hallinnan kehittäminen jatkuu. Sandy Bridgen ajoista lähtien Intel on ymmärtänyt teknologian kehityksen suunnan ja virrankulutuksen suuren merkityksen ja "irrottanut" rengasväylän taajuuden CPU:n laskentayksiköistä. Nyt Ring Bus muuttaa taajuutta laajemmalla alueella ja jopa prosessorin taajuudesta riippumatta, mikä säästää energiaa entisestään.

Myös mediajärjestelmän lohkoja on päivitetty - yleensä ne ovat samat kuin Ivy Bridgessä, mutta kuten aina, parempia.

• MPEG2-koodaus;
• Parannettu videon koodauslaatu, mahdollisuus valita suorituskyvyn ja laadun välillä (nopea, normaali ja laatu);
• SVC:n (Scalable Video Coding) dekoodaus AVC:ksi, VC1:ksi ja MPEG2:ksi;
• Motion JPEG-dekoodaus;
• Korkean resoluution videon dekoodaus - jopa 4096x2304 pikseliä.

Prosessorissa on uusi toimilaite - Video Quality Engine, joka vastaa erilaisista laadun parannuksista (kohinan vaimennus, lomituksen poisto, ihon sävyn korjaus, mukautuva kontrastin muutos). Mutta vain Haswell lisäsi niihin vielä kaksi ominaisuutta: kuvanvakautus ja kuvanopeuden muunnos.

Kuvanvakain on ollut meille tuttua jo pitkään, koska AMD:n GPU:t ja APU:t tarjosivat sitä meille kauan sitten, mutta kuvanopeuden muunnos on paljon mielenkiintoisempi ominaisuus. Tämä on laitteistoratkaisu, joka muuntaa 24-30 ruudun videon 60 kehykseksi! Intel väittää älykkään kehysten yhdistämisen ja yhteenliittämisen yksinkertaisen kehysten kertomisen tai interpoloinnin sijaan. Lyhyesti sanottuna tekniikka laskee vierekkäisten kehysten liikkeet ja "frame rate conversion" -lohkon avulla interpolointi ja lisäys tehdään.

Lisäksi seuraavat ominaisuudet ovat ilmestyneet:

• Kolmen näytön käyttö samanaikaisesti;
• DisplayPort 1.2 kanssa sarjaliitäntä paneelit;
• Tukee korkearesoluutioisia näyttöjä jopa 3840 x 2160 @ 60 Hz Display-portin 1.2 kautta ja 4096x2304 @ 24 Hz HDMI:n kautta;
• Sijainti "kollaasi".

Kollaasitila yhdistää neljä näyttöä ja muuttaa koko käytettävissä olevan pinnan 4K-näytöksi. Tätä tarkoitusta varten on tarkoitus käyttää erityisiä jakajia.

Mitä tulee itse arkkitehtuuriin, lohkosuunnittelu, kun kaikki prosessorit rakennetaan erillisistä yhtenäisistä lohkoista, ei ole hävinnyt. Mutta tärkeintä on, että Haswell-prosessorit vaativat vain uuden liittimen, joka on tietysti myös energiatehokas.

Uusi Haswell-arkkitehtuuri käsittelee edelleen erittäin hyvin mono- ja monisäikeisiä työkuormia. Kaksi asiaa tarkistettiin: dekoodattujen käskyjen jono ja puskurien kapasiteetti (kasvava). Tämä paransi hieman haaran ennustuksen tarkkuutta ja paransi kierteiden erottelun optimointia Hyper-Threading-tilassa. Tärkeä elementti Rakenteeseen tuli uusia ohjeita, jotka on suunniteltu kaksinkertaistamaan nopeutta oikeaan aikaan. Valitettavasti lisääntynyt välimuistin kaistanleveys (ensimmäinen ja toinen taso) liittyy vanhaan latenssiin.

Intel Core -prosessorit suorittivat jopa kuusi mikrooperaatiota rinnakkain. Siitä huolimatta sisäinen organisaatio ja sisältää yli kuusi suoritusyksikköä, järjestelmässä on vain kuusi suoritusyksikköpinoa. Kolmea porttia käytetään muistitoimintoihin, loput kolme käytetään muihin laskelmiin (matemaattisiin).

Vuosien varrella Intel on lisännyt uusia käskytyyppejä ja muuttanut suoritusyksiköiden leveyttä (esimerkiksi Sandy Bridge lisäsi 256-bittiset AVX-toiminnot), mutta se ei ole tarkistanut porttien määrää. Mutta Haswell on vihdoin hankkinut kaksi suoritusporttia lisää.

Haswell-mallistolle Intel on ottanut käyttöön uuden ehdon virtalähteestä. Prosessorit toimivat integroitujen jännitesäätimien kanssa, jotka on asennettu sisäisesti. Vaikka tehon integroimiselle piihin ei ole esteitä, kehittäjät ovat rajoittuneet erilliseen siruun CPU-suuttimen vieressä.

Haswellissa on kaksikymmentä kennoa, joista jokainen on kooltaan 2,8 mm 2 ja luo virtuaalisesti 16 vaihetta, joiden enimmäisvirta on 25 ampeeria. Se on helppo laskea sisään kaikki yhteensä Säätimessä on 320 vaihetta prosessorin tehostamiseksi ja se tarjoaa erittäin tarkan jännitteen säädön. Ehkä seuraavan sukupolven Broadwell-suorittimet siirtävät vihdoin nämä tehokomponentit CPU-suuttimen sisään.

Uusi logiikkasarja

Kuukausi sen jälkeen, kun kannettavien tietokoneiden kahdeksannen sukupolven Core-prosessorit julkistettiin, Intel esitteli virallisesti uuden sukupolven siruja. pöytätietokoneet, joka tunnetaan koodinimellä Kahvijärvi. Ne valmistetaan parannetulla 14 nm:n prosessitekniikalla ja, kuten mobiililaitteiden tapauksessa Kaby Lake Refresh sisältää suuremman määrän laskentaytimiä edeltäjiinsä verrattuna. Jos et ota huomioon HEDT-luokan ratkaisuja, tämä on ensimmäinen lisäys ytimien lukumäärässä "työpöydällä" Prosessori Intel vuodesta 2006, jolloin Core 2 Extreme QX6700 julkaistiin.

Core i7:ssä ja i5:ssä on kuusi ydintä ja Core i3:ssa neljä. Samaan aikaan i7-sarjan malleissa on käytössä HyperThreading-tekniikka, jonka ansiosta ne suorittavat 12 säiettä samanaikaisesti. Kaikki kuusi uutta tuotetta, joista lista on esitetty alla olevassa diassa, on varustettu integroidulla Intel HD Graphics 630 GPU:lla ja ne voivat toimia Intel Optane -asemien kanssa. Myös DDR4-2666:n tuki on ilmoitettu, ainoana poikkeuksena on Core i3 -yhteensopiva DDR4-2400:n kanssa.

Perheen tehokkaimman jäsenen, Core i7-8700K:n, nimelliskellotaajuus on 3,7 GHz, mikä on 500 MHz vähemmän kuin viime vuoden Core i7-7700K:ssa. Samanaikaisesti kuormitettuna siru kehittää 200 MHz enemmän - 4,7 GHz. Ero "nimikilven" taajuuden ja turbotilan välillä on lähes 27%, mutta dynaaminen ylikellotus Turbo Boost Max 3.0:aa ei käytetä tässä, puhumme vain tavallisesta Turbo Boost 2.0:sta. Ilmeisesti Intel turvautui uuteen taajuuskaavaan saavuttaakseen paremman suorituskyvyn ilman, että lämmönpoistovaatimukset kasvaa merkittävästi: Core i7-8700K:n TDP on 95 W, mikä on vain 4 W enemmän kuin i7-7700K:ssa.

Uusien prosessorien suorituskyvystä puhuttaessa kehittäjät lupaavat lisätä kehystaajuutta nykyaikaisissa peleissä 25%, 65% suurempi nopeus sisällöntuotantosovelluksissa, kuten Adobe Photoshop ja 32 % enemmän nopea käsittely 4K video. Laskentakyvyn myötä myös hinnat ovat nousseet: esimerkiksi i7-8700K:n hinta 1000 kappaleen erissä on 359 dollaria, mikä on 18 % korkeampi. kalliimpi malli 7700K. Uudet tuotteet tulevat vähittäismyyntiin tämän vuoden 5. lokakuuta ja toimitukset tietokonevalmistajille alkavat vuoden viimeisellä neljänneksellä.

Yhdessä CPU Coffee Laken kanssa Intel ilmoitti sarjasta, joka tukee niitä järjestelmän logiikkaa Z370. Lehdistötiedotteessa todetaan, että piirisarjaan perustuvat emolevyt täyttävät lisääntyneet tehovaatimukset kuuden ytimen prosessorit Kahdeksannen sukupolven Core ja voit asentaa RAM DDR4-2666 standardi. Ensimmäiset Z370:een perustuvat ratkaisut julkistetaan myös 5. lokakuuta, mutta osa niistä on päässyt verkkoon jo ennen määräaikaa.

Intel on kulkenut erittäin pitkän tien pienistä sirujen valmistajasta maailman johtavaksi prosessorivalmistajaksi. Tänä aikana on kehitetty monia prosessorien tuotantoteknologioita, ja teknologiset prosessit ja laitteen ominaisuudet on optimoitu pitkälle.

Monet prosessorien suorituskykyindikaattorit riippuvat piisirun transistorien sijoittelusta. Transistorijärjestelyn tekniikkaa kutsutaan mikroarkkitehtuuriksi tai yksinkertaisesti arkkitehtuuriksi. Tässä artikkelissa tarkastellaan, mitä Intel-prosessoriarkkitehtuureja on käytetty koko yrityksen kehityksen aikana ja miten ne eroavat toisistaan. Aloitetaan vanhimmista mikroarkkitehtuureista ja katsotaan aina uusiin prosessoreihin ja tulevaisuuden suunnitelmiin.

Kuten jo sanoin, tässä artikkelissa emme ota huomioon prosessorien bittikapasiteettia. Sanalla arkkitehtuuri ymmärrämme mikropiirin mikroarkkitehtuurin, transistorien sijoittelun piirilevylle, niiden koon, etäisyyden, teknologisen prosessin, kaikki tämä kattaa tämän käsitteen. Emme myöskään koske RISC- ja CISC-käskysarjoihin.

Toinen asia, johon sinun on kiinnitettävä huomiota, on Intel-prosessorin sukupolvi. Olet varmaan jo kuullut monta kertaa - tämä prosessori on viides sukupolvi, toinen on neljäs ja tämä on seitsemäs. Monet ihmiset ajattelevat, että tämä on nimetty i3, i5, i7. Mutta itse asiassa ei ole i3:a ja niin edelleen - nämä ovat prosessorimerkkejä. Ja sukupolvi riippuu käytetystä arkkitehtuurista.

Jokaisen uuden sukupolven arkkitehtuuri parani, prosessoreista tuli nopeampia, taloudellisempia ja pienempiä, ne tuottivat vähemmän lämpöä, mutta samalla ne olivat kalliimpia. Internetissä on vähän artikkeleita, jotka kuvaisivat kaiken tämän täydellisesti. Katsotaan nyt, mistä kaikki alkoi.

Intelin prosessoriarkkitehtuurit

Sanon heti, että sinun ei pitäisi odottaa artikkelista teknisiä yksityiskohtia, tarkastelemme vain tavallisia käyttäjiä kiinnostavia peruseroja.

Ensimmäiset prosessorit

Katsotaanpa ensin lyhyesti historiaa ymmärtääksemme, kuinka kaikki alkoi. Älä mene liian pitkälle ja aloita 32-bittisistä prosessoreista. Ensimmäinen oli Intel 80386, se ilmestyi vuonna 1986 ja pystyi toimimaan jopa 40 MHz:n taajuuksilla. Vanhoissa prosessoreissa oli myös sukupolvilaskenta. Tämä prosessori kuuluu kolmanteen sukupolveen, ja tässä käytettiin 1500 nm:n prosessitekniikkaa.

Seuraava, neljäs sukupolvi oli 80486. Siinä käytetty arkkitehtuuri oli nimeltään 486. Prosessori toimi 50 MHz taajuudella ja pystyi suorittamaan 40 miljoonaa käskyä sekunnissa. Prosessorissa oli 8 kilotavua L1-välimuistia, ja se valmistettiin 1000 nm:n prosessitekniikalla.

Seuraava arkkitehtuuri oli P5 tai Pentium. Nämä prosessorit ilmestyivät vuonna 1993, välimuisti nostettiin 32 kilotavuun, taajuus oli jopa 60 MHz ja prosessitekniikka pienennettiin 800 nm:iin. Kuudennen sukupolven P6:ssa välimuistin koko oli 32 kilotavua ja taajuus saavutti 450 MHz. Tekninen prosessi on alennettu 180 nm:iin.

Sitten yritys alkoi tuottaa NetBurst-arkkitehtuuriin perustuvia prosessoreita. Se käytti 16 kt ensimmäisen tason välimuistia ydintä kohden ja jopa 2 megatavua toisen tason välimuistia. Taajuus nousi 3 GHz:iin, ja tekninen prosessi pysyi samalla tasolla - 180 nm. Jo täällä ilmestyi 64-bittisiä prosessoreita, jotka tukivat osoitteita lisää muisti. On myös ollut monia komentolaajennuksia sekä lisätty Hyper-Threading-tekniikka, joka mahdollisti kahden säikeen luomisen yhdestä ytimestä, mikä lisäsi suorituskykyä.

Luonnollisesti jokainen arkkitehtuuri parani ajan myötä, taajuus kasvoi ja tekninen prosessi väheni. Oli myös väliarkkitehtuuria, mutta kaikkea on tässä hieman yksinkertaistettu, koska se ei ole pääaiheemme.

Intel Core

NetBurst korvattiin Intel Core -arkkitehtuurilla vuonna 2006. Yksi syy tämän arkkitehtuurin kehittämiseen oli mahdottomuus lisätä taajuutta NetBrustissa sekä sen erittäin korkea lämmöntuotto. Tämä arkkitehtuuri on suunniteltu kehitystä varten moniytimiset prosessorit, ensimmäisen tason välimuistin kokoa lisättiin 64 kilotavuun. Taajuus säilyi 3 GHz:ssä, mutta virrankulutus, kuten myös prosessitekniikka, väheni huomattavasti 60 nm:iin.

Ydinarkkitehtuurin prosessorit tukevat laitteistoa Intel-VT virtualisointi, sekä jotkin komentolaajennukset, mutta eivät tukeneet Hyper-Threadingiä, koska ne kehitettiin P6-arkkitehtuuriin perustuen, jossa tätä ominaisuutta ei vielä ollut.

Ensimmäinen sukupolvi - Nehalem

Seuraavaksi sukupolvien numerointi aloitettiin alusta, koska kaikki seuraavat arkkitehtuurit ovat Intel Coren parannettuja versioita. Nehalem-arkkitehtuuri korvasi Coren, jolla oli joitain rajoituksia, kuten kyvyttömyys lisätä kellotaajuutta. Hän esiintyi vuonna 2007. Se käyttää 45 nm:n teknistä prosessia ja siihen on lisätty tuki Hyper-Therading-teknologialle.

Nehalem-prosessoreissa on 64 KB L1-välimuisti, 4 Mt L2-välimuisti ja 12 Mt L3-välimuisti. Välimuisti on kaikkien prosessoriytimien käytettävissä. Prosessoriin tuli myös mahdollista integroida grafiikkakiihdytin. Taajuus ei ole muuttunut, mutta piirilevyn suorituskyky ja koko ovat kasvaneet.

Toinen sukupolvi - Sandy Bridge

Sandy Bridge ilmestyi vuonna 2011 korvaamaan Nehalem. Se käyttää jo 32 nm:n prosessitekniikkaa, se käyttää saman verran ensimmäisen tason välimuistia, 256 Mt toisen tason välimuistia ja 8 Mt kolmannen tason välimuistia. Kokeelliset mallit käyttivät jopa 15 Mt jaettua välimuistia.

Lisäksi kaikki laitteet ovat nyt saatavilla sisäänrakennetulla näytönohjaimella. On lisätty maksimitaajuus, sekä kokonaissuorituskyky.

Kolmas sukupolvi - Ivy Bridge

Ivy Bridge -prosessorit ovat nopeampia kuin Sandy Bridge, ja ne on valmistettu 22 nm:n prosessitekniikalla. Ne kuluttavat 50 % vähemmän energiaa kuin aikaisemmat mallit, ja ne tarjoavat myös 25–60 % korkeamman tuottavuuden. Myös prosessorit tukevat Intel tekniikkaa Quick Sync, jonka avulla voit koodata videon useita kertoja nopeammin.

Neljäs sukupolvi - Haswell

Intel Haswellin prosessorisukupolvi kehitettiin vuonna 2012. Tässä käytettiin samaa teknistä prosessia - 22 nm, välimuistin rakennetta muutettiin, virrankulutusmekanismeja parannettiin ja suorituskykyä parannettiin hieman. Mutta prosessori tukee monia uusia liittimiä: LGA 1150, BGA 1364, LGA 2011-3, DDR4-tekniikka ja niin edelleen. Haswellin tärkein etu on, että sitä voidaan käyttää kannettavissa laitteissa sen erittäin alhaisen virrankulutuksen vuoksi.

Viides sukupolvi - Broadwell

Tämä on parannettu versio Haswell-arkkitehtuurista, joka käyttää 14 nm:n prosessitekniikkaa. Lisäksi arkkitehtuuriin on tehty useita parannuksia, jotka parantavat suorituskykyä keskimäärin 5 %.

Kuudes sukupolvi - Skylake

Intelin ydinprosessorien seuraava arkkitehtuuri, kuudennen sukupolven Skylake, julkaistiin vuonna 2015. Tämä on yksi merkittävimmistä päivityksistä Ydinarkkitehtuuri. Prosessorin asentamiseen emolevylle käytetään LGA 1151 -liitäntää DDR4-muistia, mutta DDR3-tuki säilyy. Thunderbolt 3.0 on tuettu, samoin kuin DMI 3.0, joka antaa kaksinkertaisen nopeuden. Ja perinteen mukaan tuottavuus kasvoi ja energiankulutus väheni.

Seitsemäs sukupolvi - Kaby Lake

Uusi, seitsemäs Ydinsukupolvi- Kaby Lake julkaistiin tänä vuonna, ensimmäiset prosessorit ilmestyivät tammikuun puolivälissä. Tässä ei ollut paljon muutoksia. 14 nm:n prosessitekniikka säilyy, samoin kuin sama LGA 1151 -kanta, DDR3L SDRAM- ja DDR4 SDRAM -muistitikkuja ja -väyliä PCI Express 3.0, USB 3.1. Lisäksi taajuutta nostettiin hieman ja transistorin tiheyttä pienennettiin. Maksimitaajuus 4,2 GHz.

johtopäätöksiä

Tässä artikkelissa tarkastelimme Intel-prosessoriarkkitehtuureja, joita käytettiin aiemmin, sekä niitä, joita käytetään nyt. Seuraavaksi yritys aikoo siirtyä 10 nm:n prosessitekniikkaan ja tämän sukupolven Intel-prosessorit tulevat olemaan nimeltään CanonLake. Mutta Intel ei ole vielä valmis tähän.

Siksi vuonna 2017 on tarkoitus julkaista SkyLaken parannettu versio koodinimellä Coffe Lake. On myös mahdollista, että Intelin prosessorimikroarkkitehtuureja tulee olemaan muitakin, kunnes yritys hallitsee täysin uuden prosessitekniikan. Mutta opimme tästä kaikesta ajan myötä. Toivottavasti näistä tiedoista oli apua.

kirjailijasta

Perustaja ja sivuston ylläpitäjä, intohimoinen avoimen lähdekoodin ohjelmistoihin ja käyttöjärjestelmiin Linux-järjestelmä. Käytän tällä hetkellä Ubuntua pääkäyttöjärjestelmänä. Linuxin lisäksi olen kiinnostunut kaikesta siihen liittyvästä tietotekniikka ja moderni tiede.

Merkinnät, sijoittelu, käyttötapaukset

Tänä kesänä Intel julkaisi markkinoille uuden, neljännen sukupolven Intel Core -arkkitehtuurin, koodinimeltään Haswell (prosessorimerkinnät alkavat numerolla "4" ja näyttävät 4xxx). Intel näkee nyt energiatehokkuuden lisäämisen Intel-prosessorien pääasiallisena kehityssuuntana. Siksi viimeiset sukupolvet Intel Cores ei näytä näin voimakasta suorituskyvyn kasvua, mutta niiden kokonaisenergiankulutus laskee jatkuvasti - sekä arkkitehtuurin, teknisen prosessin että tehokas hallinta komponenttien kulutus. Ainoa poikkeus on integroitu grafiikka, jonka suorituskyky kasvaa huomattavasti sukupolvesta toiseen, vaikkakin energiankulutuksen heikkenemisen kustannuksella.

Tämä strategia tuo ennustettavasti etualalle ne laitteet, joissa energiatehokkuus on tärkeää - kannettavat tietokoneet ja ultrabookit, sekä syntymässä oleva (koska aiemmassa muodossaan se voitiin johtua vain epäkuolleista) Windows-tablettien luokka, joka on päärooli joiden kehittämiseen tulisi osallistua uusilla prosessoreilla, joiden energiankulutus on pienempi.

Muistutamme, että julkaisimme äskettäin lyhyitä arvosteluja Haswell-arkkitehtuurit, jotka soveltuvat hyvin sekä työpöytä- että mobiiliratkaisuihin:

Lisäksi neliytimien Core i7 -suorittimien suorituskykyä tarkasteltiin artikkelissa, jossa verrattiin pöytäkoneiden ja mobiilisuorittimia. Core i7-4500U:n suorituskykyä tarkasteltiin myös erikseen. Lopuksi voit tutustua Haswellin kannettavan tietokoneen arvosteluihin, jotka sisältävät suorituskykytestauksen: MSI GX70 on parhaimmillaan tehokas prosessori Core i7-4930MX, HP Envy 17-j005er.

Tässä materiaalissa puhumme O matkapuhelinlinja Haswell yleensä. SISÄÄN ensimmäinen osa Tarkastellaan Haswellin mobiiliprosessorien jakautumista sarjoihin ja linjoihin, mobiiliprosessorien indeksien luomisen periaatteita, niiden sijoittelua sekä eri sarjojen likimääräistä suorituskykyä koko linjan sisällä. Sisään toinen osa- Katsotaanpa tarkemmin kunkin sarjan ja linjan spesifikaatioita ja niiden pääpiirteitä ja siirrytään myös johtopäätöksiin.

Niille, jotka eivät tunne toiminta-algoritmia Intel Turbo Boost, artikkelin lopussa olemme lähettäneet lyhyen kuvauksen tästä tekniikasta. Suosittelemme käyttämään sitä ennen kuin luet muun materiaalin.

Uudet kirjainindeksit

Perinteisesti kaikki Intel Core -prosessorit on jaettu kolmeen riviin:

• Intel Core i3
• Intel Core i5
• Intel Core i7

Intelin virallinen kanta (jonka yrityksen edustajat yleensä tuovat ääneen vastatessaan kysymykseen, miksi Core i7:n joukossa on sekä kaksiytimistä että neliytimistä malleja) on, että prosessori luokitellaan yhteen tai toiseen riviin sen kokonaissuorituskykytason perusteella. Useimmissa tapauksissa eri linjojen prosessorien välillä on kuitenkin arkkitehtonisia eroja.

Mutta jo Sandy Bridgessä ja Ivy Bridgessä toinen prosessorijaosto tuli täyteen - mobiili- ja ultramobiiliratkaisuihin energiatehokkuuden tasosta riippuen. Lisäksi tämä luokitus on nykyään perusluokittelu: sekä mobiili- että ultramobiililinjoilla on oma Core i3/i5/i7, joiden suorituskyky on hyvin erilainen. Haswellissa jako toisaalta syveni, ja toisaalta linjasta yritettiin tehdä harmonisempi, vähemmän harhaanjohtava indeksejä kopioimalla. Lisäksi toinen luokka on vihdoin muotoutunut - ultra-ultramobiiliprosessorit indeksillä Y. Ultramobile ja mobiiliratkaisut on edelleen merkitty kirjaimilla U ja M.

Joten, jotta se ei menisi sekaan, katsotaan ensin, missä kirjainindeksejä käytetään moderni linja neljännen sukupolven Intel Core -mobiiliprosessorit:

• M - mobiiliprosessori (TDP 37-57 W);
• U - ultramobile prosessori (TDP 15-28 W);
• Y - prosessori erittäin alhaisella kulutuksella (TDP 11,5 W);
• Q - neliytiminen prosessori;
• X - äärimmäinen prosessori (huippuratkaisu);
• H - prosessori BGA1364 pakkaukseen.

Koska mainitsimme TDP:n (lämpöpaketin), katsotaanpa sitä hieman yksityiskohtaisemmin. Huomaa, että TDP sisään nykyaikaiset prosessorit Intel ei ole "maksimi", vaan "nimellinen", eli se lasketaan kuormituksen perusteella todellisissa tehtävissä käytettäessä vakiotaajuus, ja kun Turbo Boost kytketään päälle ja taajuus kasvaa, lämmön vapautuminen ylittää ilmoitetun nimellisen lämpöpaketin - tätä varten on erillinen TDP. Määritetään myös TDP, kun se toimii minimitaajuudella. TDP:itä on siis jopa kolme. Tässä artikkelissa taulukoissa käytetään nimellistä TDP-arvoa.

• Normaali nimellinen TDP mobiililaitteille neliytimisille Core i7 -prosessoreille on 47 W, kaksiytimisille prosessoreille - 37 W;
• X-kirjain nimessä nostaa lämpöpaketin 47 W:sta 57 W:iin (tällä hetkellä markkinoilla on vain yksi tällainen prosessori - 4930MX);
• U-sarjan ultramobiilisuorittimien vakio-TDP on 15 W;
• Y-sarjan prosessorien vakio-TDP on 11,5 W;

Digitaaliset indeksit

Neljännen sukupolven Haswell-arkkitehtuurilla varustettujen Intel Core -suorittimien indeksit alkavat numerolla 4, mikä osoittaa tarkasti, että ne kuuluvat tähän sukupolveen (Ivy Bridgen indeksit alkoivat 3:lla, Sandy Bridgellä - 2:lla). Toinen numero ilmaisee prosessorilinjan: 0 ja 1 - i3, 2 ja 3 - i5, 5-9 - i7.

Katsotaan nyt prosessorien nimien viimeisiä numeroita.

Numero 8 lopussa tarkoittaa, että tällä prosessorimallilla on kasvanut TDP (15:stä 28 W:iin) ja huomattavasti korkeampi nimellistaajuus. Yksi vielä erottuva piirre Näissä prosessoreissa on Iris 5100 -grafiikka. Ne on suunnattu ammattimaisille mobiilijärjestelmille, jotka vaativat vakaata korkeaa suorituskykyä kaikissa olosuhteissa vakituinen työ resurssiintensiivisten tehtävien kanssa. Niissä on myös ylikellotus Turbo Boostilla, mutta huomattavasti kasvaneen nimellistaajuuden vuoksi ero nimellis- ja maksimitaajuuden välillä ei ole liian suuri.

Numero 2 nimen lopussa osoittaa, että i7-linjan prosessorin TDP on pudonnut 47:stä 37 wattiin. Mutta sinun on maksettava alhaisemmista TDP:stä matalammilla taajuuksilla - miinus 200 MHz perus- ja tehostustaajuuksiin.

Jos toinen nimen loppunumerosta on 5, prosessorissa on GT3-grafiikkaydin - HD 5xxx. Siten, jos prosessorin nimen kaksi viimeistä numeroa ovat 50, siihen on asennettu grafiikkaydin GT3 HD 5000, jos 58 on asennettu, niin Iris 5100 ja jos 50H, niin Iris Pro 5200, koska vain prosessorit, joissa on BGA1364.

Tarkastellaan esimerkiksi prosessoria, jonka indeksi on 4950HQ. Prosessorin nimi sisältää H - joka tarkoittaa BGA1364 pakkausta; sisältää 5 - mikä tarkoittaa, että grafiikkaydin on GT3 HD 5xxx; 50:n ja H:n yhdistelmä antaa Iris Pro 5200:n; Q - neliytiminen. Ja koska neliytimiset prosessorit ovat saatavilla vain Core i7 -sarjassa, tämä on Core i7 -mobiilisarja. Tämän vahvistaa nimen toinen numero - 9. Saamme: 4950HQ on Core i7 -linjan mobiili neliytiminen kahdeksansäikeinen prosessori, jonka TDP on 47 W ja GT3e Iris Pro 5200 -grafiikka BGA-designissa.

Nyt kun nimet on selvitetty, voidaan puhua prosessorien jakamisesta riveihin ja sarjoihin, tai yksinkertaisemmin markkinasegmenteistä.

Neljännen sukupolven Intel Core -sarja ja -linjat

Joten kaikki nykyaikaiset Intelin mobiiliprosessorit on jaettu kolmeen suuria ryhmiä energiankulutuksesta riippuen: mobiili (M), ultramobile (U) ja "ultramobile" (Y), sekä kolme riviä (Core i3, i5, i7) suorituskyvystä riippuen. Tämän seurauksena voimme luoda matriisin, jonka avulla käyttäjä voi valita tehtäviinsä parhaiten sopivan prosessorin. Yritetään koota kaikki tiedot yhteen taulukkoon.

Esimerkiksi: ostaja tarvitsee kannettavan tietokoneen, jossa on korkea prosessoriteho ja kohtuulliset kustannukset. Koska kyseessä on kannettava tietokone, ja siinä on tehokas, tarvitaan M-sarjan prosessori, ja kohtuuhintaisten kustannusten vaatimus pakottaa meidät valitsemaan Core i5 -linjan. Korostamme vielä kerran, että ensinnäkin sinun ei tulisi kiinnittää huomiota linjaan (Core i3, i5, i7), vaan sarjaan, koska jokaisella sarjalla voi olla oma Core i5, mutta Core i5:n suorituskykytaso kahdesta eri sarjat eroavat huomattavasti. Esimerkiksi Y-sarja on erittäin taloudellinen, mutta on matalat taajuudet työtä, ja Core i5 Y-sarjan prosessori on vähemmän tehokas kuin Core i3 U-sarjan prosessori. Ja Core i5 -mobiiliprosessori voi hyvinkin olla tuottavampi kuin ultramobiili Core i7.

Likimääräinen suoritustaso linjasta riippuen

Yritetään mennä askel pidemmälle ja luoda teoreettinen luokitus, joka osoittaisi selvästi eron eri linjojen prosessorien välillä. 100 pisteelle otamme heikoimman esitetyn prosessorin - kaksiytimisen, nelisäikeisen i3-4010Y:n kellotaajuudella 1300 MHz ja 3 MB L3-välimuistilla. Vertailun vuoksi otamme korkeimman taajuuden prosessorin (kirjoitushetkellä) jokaiselta riviltä. Päätimme laskea pääluokituksen ylikellotustaajuudella (niille prosessoreille, joissa on Turbo Boost), suluissa - nimellistaajuuden luokitus. Näin ollen kaksiytiminen nelisäikeinen prosessori, jonka maksimitaajuus on 2600 MHz, saa 200 ehdollista pistettä. Kolmannen tason välimuistin kasvattaminen 3 megatavusta 4 megatavuun tuo sille 2-5 % (oikeisiin testeihin ja tutkimuksiin perustuvat tiedot) lisäyksen ehdollisiin pisteisiin, ja ytimien määrän lisääminen 2:sta 4:ään kaksinkertaistaa pisteiden määrän. , mikä on myös todellisuudessa saavutettavissa hyvällä monisäikeisellä optimoinnilla.

Korostamme jälleen kerran voimakkaasti, että luokitus on teoreettinen ja perustuu suurelta osin tekniset parametrit prosessorit. Todellisuudessa suuri joukko tekijöitä kohtaa, joten suorituskyvyn lisäys suhteessa linjan heikoimpaan malliin ei tuskin ole yhtä suuri kuin teoriassa. Näin ollen sinun ei pitäisi suoraan siirtää tuloksena olevaa suhdetta oikea elämä- Lopulliset johtopäätökset voidaan tehdä vain testaustulosten perusteella oikeita sovelluksia. Tämän arvion avulla voimme kuitenkin arvioida karkeasti prosessorin paikan kokoonpanossa ja sen sijainnin.

Joten, joitain alustavia huomautuksia:

• Core i7 U-sarjan prosessorit ovat noin 10 % nopeampia kuin Core i5 hieman korkeampien kellotaajuuksien ja suuremman L3-välimuistin ansiosta.
• Ero Core i5- ja Core i3 U-sarjan prosessorien välillä, joiden TDP on 28 W ilman Turbo Boostia, on noin 30 %, eli ihannetapauksessa suorituskyky eroaa myös 30 %. Jos otamme huomioon Turbo Boostin ominaisuudet, taajuuksien ero on noin 55%. Jos vertaamme Core i5- ja Core i3 U-sarjan prosessoreja, joiden TDP on 15 W, niin vakaalla toiminnalla maksimitaajuudella Core i5:n taajuus on 60% korkeampi. Sen nimellistaajuus on kuitenkin hieman pienempi, eli nimellistaajuudella toimiessaan se voi olla jopa hieman Core i3:ta huonompi.
• M-sarjassa 4 ytimen ja 8 säikeen läsnäolo Core i7:ssä on suuri rooli, mutta meidän on muistettava, että tämä etu ilmenee vain optimoiduissa ohjelmistoissa (yleensä ammattikäyttöön). Kahden ytimen Core i7 -suorittimilla on hieman parempi suorituskyky korkeampien ylikellotustaajuuksien ja hieman suuremman L3-välimuistin ansiosta.
• Y-sarjassa Core i5 -prosessorin perustaajuus on 7,7 % ja boost-taajuus 50 % korkeampi kuin Core i3:ssa. Mutta myös tässä tapauksessa on lisänäkökohtia - sama energiatehokkuus, jäähdytysjärjestelmän melutaso jne.
• Jos verrataan U- ja Y-sarjojen prosessoreita keskenään, niin vain U- ja taajuusero Y-core prosessorit i3 on 54 % ja Core i5 -suorittimilla 63 % maksimiylikellotustaajuudella.

Joten lasketaan pisteet jokaiselle riville. Muistutetaan, että pääpistemäärä lasketaan maksimiylikellotustaajuuksien perusteella, suluissa oleva pistemäärä lasketaan nimellistaajuuksien perusteella (eli ilman ylikellotusta Turbo Boostilla). Laskemme myös tehokertoimen wattia kohden.

¹ enintään - suurimmalla kiihtyvyydellä, nim. - nimellistaajuudella
² kerroin - ehdollinen suorituskyky jaettuna TDP:llä ja kerrottuna 100:lla
³ Näiden prosessorien TDP-tietojen ylikellotusta ei tunneta

Yllä olevasta taulukosta voidaan tehdä seuraavat havainnot:

• U- ja M-sarjan kaksiytimiset Core i7 -prosessorit ovat vain muutamia nopeampi kuin prosessorit Core i5 vastaavan sarjan. Tämä koskee sekä perus- että tehostustaajuuksien vertailuja.
• Core i5 U- ja M-sarjan prosessorit jopa klo perustaajuus pitäisi olla huomattavasti nopeampi kuin vastaavan sarjan Core i3, ja Boost-tilassa ne menevät pitkälle eteenpäin.
• Y-sarjassa prosessorien ero on minimitaajuudet on pieni, mutta Turbo Boostin ylikellotuksen avulla Core i5:n ja Core i7:n pitäisi mennä pitkälle. Toinen asia on, että ylikellotuksen suuruus ja, mikä tärkeintä, vakaus on hyvin riippuvainen jäähdytystehosta. Ja tämä, kun otetaan huomioon näiden prosessorien suuntautuminen tabletteihin (etenkin ilman tuulettimet), voi esiintyä ongelmia.
• Core i7 U -sarja on suorituskyvyltään lähes sama kuin Core i5 M -sarja. Mukana on muitakin tekijöitä (vakautta on vaikeampi saavuttaa vähemmän tehokkaan jäähdytyksen vuoksi ja se maksaa enemmän), mutta kaiken kaikkiaan tämä on hyvä tulos.

Mitä tulee energiankulutuksen ja suorituskyvyn väliseen suhteeseen, voimme tehdä seuraavat johtopäätökset:

• Huolimatta TDP:n kasvusta, kun prosessori siirtyy Boost-tilaan, energiatehokkuus paranee. Tämä johtuu siitä, että tiheyden suhteellinen lisäys on suurempi kuin suhteellinen kasvu TDP:ssä;
• Eri sarjojen (M, U, Y) prosessorit luokitellaan paitsi laskevan TDP:n, myös lisäämällä energiatehokkuutta - esimerkiksi Y-sarjan prosessorit ovat energiatehokkaampia kuin U-sarjan prosessorit;
• On syytä huomata, että ytimien ja siten lankojen määrän lisääntyessä myös energiatehokkuus paranee. Tämä selittyy sillä, että vain itse prosessoriytimet tuplataan, mutta ei mukana tulevia DMI-, PCI Express- ja ICP-ohjaimia.

Jälkimmäisestä voidaan vetää mielenkiintoinen johtopäätös: jos sovellus on hyvin rinnakkain, niin neliytiminen prosessori on energiatehokkaampi kuin kaksiytiminen prosessori: se suorittaa laskelmat nopeammin ja palaa lepotilaan. Tämän seurauksena moniytiminen voi olla seuraava askel taistelussa energiatehokkuuden parantamiseksi. Periaatteessa tämä suuntaus on havaittavissa ARM-leirissä.

Joten vaikka luokitus on puhtaasti teoreettinen, eikä se ole tosiasia, että se kuvastaa tarkasti todellista voimatasapainoa, sen avulla voimme jopa tehdä tiettyjä johtopäätöksiä prosessorien jakautumisesta linjassa, niiden energiatehokkuudesta ja näiden välisestä suhteesta. parametrit.

Haswell vs Ivy Bridge

Vaikka Haswell-prosessorit ovat olleet markkinoilla jo jonkin aikaa, on Ivy Bridge -prosessorien läsnäolo valmiissa ratkaisuissa edelleen melko korkea. Kuluttajan näkökulmasta Haswelliin siirtymisen aikana ei tapahtunut erityisiä vallankumouksia (vaikka joidenkin segmenttien energiatehokkuuden kasvu näyttää vaikuttavalta), mikä herättää kysymyksiä: onko tarpeen valita neljäs sukupolvi vai pärjääkö kolmas?

Neljännen sukupolven Core-prosessoreja on vaikea verrata suoraan kolmanteen, koska valmistaja on muuttanut TDP-rajoja:

• kolmannen sukupolven Coren M-sarjan TDP on 35 W ja neljännen - 37 W;
• kolmannen sukupolven Coren U-sarjan TDP on 17 W ja neljännen - 15 W;
• kolmannen sukupolven Coren Y-sarjan TDP on 13 W ja neljännen - 11,5 W.

Ja jos ultramobiililinjoilla TDP on laskenut, niin tuottavammassa M-sarjassa se on jopa kasvanut. Yritetään kuitenkin tehdä karkea vertailu:

• Kolmannen sukupolven huippuluokan neliytiminen Core i7 -prosessorin taajuus oli 3 (3,9) GHz, neljännen sukupolven 3 (3,9) GHz, eli suorituskyvyn ero voi johtua vain arkkitehtonisista parannuksista - enintään 10 %. On kuitenkin syytä huomata, että FMA3:n raskaalla käytöllä neljäs sukupolvi on 30-70% edellä kolmatta.
• Kolmannen sukupolven M-sarjan ja U-sarjan suosituimpien kaksiytimien Core i7 -suorittimien taajuudet olivat 2,9 (3,6) GHz ja 2 (3,2) GHz, ja neljännen - 2,9 (3,6) GHz ja 2, 1( 3,3) GHz. Kuten näemme, jos taajuudet ovat kasvaneet, niin vain vähän, joten suoritustaso voi nousta vain minimaalisesti, johtuen arkkitehtuurin optimoinnista. Jälleen, jos ohjelmisto tuntee FMA3:n ja osaa käyttää tätä laajennusta aktiivisesti, neljäs sukupolvi saa vankan edun.
• Kolmannen sukupolven M-sarjan ja U-sarjan suosituimpien kaksiytimien Core i5 -suorittimien taajuudet olivat 2,8 (3,5) GHz ja 1,8 (2,8) GHz, ja neljännen - 2,8 (3,5) GHz ja 1,9 (2,9) GHz. GHz. Tilanne on samanlainen kuin edellisessä.
• Kolmannen sukupolven M-sarjan ja U-sarjan huippuluokan kaksiytimisissä Core i3 -prosessoreissa oli taajuudet 2,5 GHz ja 1,8 GHz, ja neljännen - 2,6 GHz ja 2 GHz. Tilanne toistaa itseään taas.
• Kolmannen sukupolven Y-sarjan suosituimpien kaksiytimisprosessorien Core i3, i5 ja i7 taajuudet olivat 1,4 GHz, 1,5 (2,3) GHz ja 1,5 (2,6) GHz, ja neljännen - 1,3 GHz, 1,4 (1,9) GHz ja 1,7 (2,9) GHz.

Yleisesti, kellonopeudet ne eivät ole käytännössä kasvaneet uudessa sukupolvessa, joten pientä suorituskykyä saadaan vain optimoimalla arkkitehtuuria. Neljännen sukupolven Core saa huomattavan edun, kun käytetään FMA3:lle optimoitua ohjelmistoa. No, älä unohda nopeampaa grafiikkaydintä - optimointi siellä voi tuoda merkittävän lisäyksen.

Mitä tulee suhteelliseen suorituskykyeroon linjojen sisällä, Intel Coren kolmas ja neljäs sukupolvi ovat lähellä tätä indikaattoria.

Siten voimme päätellä, että uudessa sukupolvessa Intel päätti vähentää TDP:tä toimintataajuuksien lisäämisen sijaan. Tästä johtuen käyttönopeuden lisäys on pienempi kuin se olisi voinut olla, mutta energiatehokkuutta oli mahdollista parantaa.

Sopivat tehtävät erilaisille neljännen sukupolven Intel Core -prosessoreille

Nyt kun olemme selvittäneet suorituskyvyn, voimme karkeasti arvioida, mihin tehtäviin tämä tai tuo neljännen sukupolven Core-sarja sopii parhaiten. Tehdään yhteenveto tiedoista taulukkoon.

Tämä taulukko osoittaa myös selvästi, että ensin tulee kiinnittää huomiota prosessorisarjoihin (M, U, Y) ja vasta sitten linjaan (Core i3, i5, i7), koska rivi määrittää vain prosessorin suorituskyvyn suhteen. sarjan sisällä, ja suorituskyky vaihtelee huomattavasti sarjojen välillä. Tämä näkyy selvästi i3 U-sarjan ja i5 Y-sarjan vertailussa: ensimmäinen tässä tapauksessa on tuottavampi kuin toinen.

Joten mitä johtopäätöksiä tästä taulukosta voidaan tehdä? Minkä tahansa sarjan Core i3 -prosessorit, kuten olemme jo todenneet, ovat mielenkiintoisia ensisijaisesti hintansa vuoksi. Siksi niihin kannattaa kiinnittää huomiota, jos sinulla on rahapulaa ja olet valmis hyväksymään suorituskyvyn ja energiatehokkuuden menetyksen.

Mobiili Core i7 erottuu joukosta arkkitehtonisten erojensa ansiosta: neljä ydintä, kahdeksan säiettä ja huomattavasti enemmän L3-välimuistia. Tämän seurauksena se pystyy työskentelemään ammattimaisten resurssiintensiivisten sovellusten kanssa ja osoittamaan erittäin korkeaa suorituskykyä mobiilijärjestelmälle. Mutta tätä varten ohjelmisto on optimoitava useiden ytimien käyttöä varten - se ei paljasta etujaan yksisäikeisissä ohjelmistoissa. Ja toiseksi, nämä prosessorit vaativat tilaa vievän jäähdytysjärjestelmän, eli ne asennetaan vain sisään isot kannettavat tietokoneet paksuus, eikä niillä ole paljon itsenäisyyttä.

Core i5 -mobiilisarja tarjoaa hyvä taso tuottavuus, joka riittää kotitoimiston lisäksi myös joidenkin puoliammattimaisten tehtävien suorittamiseen. Esimerkiksi valokuvien ja videoiden käsittelyyn. Kaikilla suhteilla (virrankulutus, lämmöntuotanto, autonomia) nämä prosessorit ovat Core i7 M-sarjan ja ultramobile-sarjan välissä. Kaiken kaikkiaan tämä on tasapainoinen ratkaisu, joka sopii niille, jotka arvostavat suorituskykyä ohuen ja kevyen rungon sijaan.

Kaksiytimiset mobiilit Core i7:t ovat suunnilleen samat kuin Core i5 M-sarja, vain hieman tehokkaampia ja pääsääntöisesti huomattavasti kalliimpia.

Ultramobile Core i7:n suorituskyky on suunnilleen sama kuin mobiilin Core i5:n, mutta varoin: jos jäähdytysjärjestelmä kestää pitkäaikaista käyttöä korkeilla taajuuksilla. Ja ne kuumenevat melkoisen kuormituksen alaisena, mikä usein johtaa koko kannettavan tietokoneen rungon voimakkaaseen kuumenemiseen. Ilmeisesti ne ovat melko kalliita, joten niiden asennus on perusteltua vain huippumallit. Mutta ne voidaan asentaa ohuisiin kannettaviin tietokoneisiin ja ultrabookeihin, mikä tarjoaa korkean suorituskyvyn ohuella rungolla ja hyvän akun keston. Tämä tekee niistä erinomaisen valinnan usein matkustaville ammattikäyttäjille, jotka arvostavat energiatehokkuutta ja keveyttä, mutta vaativat usein korkeaa suorituskykyä.

Ultramobile Core i5:n suorituskyky on heikompi verrattuna sarjan "isoveljeen", mutta kestää kaiken toimistotyön, niillä on hyvä energiatehokkuus ja paljon edullisempi hinta. Yleisesti ottaen tämä universaali ratkaisu käyttäjille, jotka eivät työskentele resurssiintensiivisissä sovelluksissa, mutta ovat rajallisia toimisto-ohjelmat ja internetiä, ja samalla haluaisin kannettavan/ultrabookin, joka soveltuu matkalle, eli kevyt, kevyt ja pitkä akunkesto.

Lopuksi myös Y-sarja erottuu muista. Suorituskyvyn suhteen sen Core i7 saavuttaa onnella erittäin mobiilin Core i5:n, mutta yleisesti ottaen kukaan ei odota sitä siltä. Y-sarjassa tärkeintä on korkea energiatehokkuus ja alhainen lämmöntuotto, mikä mahdollistaa tuulettimettomien järjestelmien luomisen. Mitä tulee suorituskykyyn, se on melko vähäistä. sallittu taso, ei aiheuta ärsytystä.

Lyhyesti Turbo Boostista

Jos jotkut lukijoistamme ovat unohtaneet Turbo Boost -ylikellotustekniikan toimintatavan, tarjoamme sinulle lyhyen kuvauksen sen toiminnasta.

Karkeasti sanottuna Turbo Boost -järjestelmä voi dynaamisesti nostaa prosessorin taajuutta yli asetetun, koska se tarkkailee jatkuvasti, ylittääkö prosessori vakiotilat tehdä työtä.

Prosessori voi toimia vain tietyllä lämpötila-alueella, eli sen suorituskyky riippuu lämmöstä ja lämpö riippuu jäähdytysjärjestelmän kyvystä poistaa tehokkaasti lämpöä siitä. Mutta koska ei ole etukäteen tiedossa, millä jäähdytysjärjestelmällä prosessori toimii käyttäjän järjestelmässä, kullekin prosessorimallille ilmoitetaan kaksi parametria: toimintataajuus ja prosessorista poistettava lämmön määrä maksimi kuormitus tällä taajuudella. Koska nämä parametrit riippuvat tehokkuudesta ja oikea toiminta jäähdytysjärjestelmä sekä ulkoiset olosuhteet (ensisijaisesti lämpötila ympäristöön), valmistaja joutui aliarvioimaan prosessorin taajuuden niin, että jopa korkeintaan epäsuotuisat olosuhteet Hän ei menettänyt työnsä vakautta. Turbo Boost -tekniikka valvoo prosessorin sisäisiä parametreja ja sallii sen, jos ulkoiset olosuhteet ovat suotuisat, toimia korkeammalla taajuudella.

Intel selitti alun perin, että Turbo Boost -tekniikka käyttää "lämpötilainertiavaikutusta". Useimmissa tapauksissa sisään nykyaikaiset järjestelmät Prosessori on lepotilassa, mutta sen on toimittava maksimissaan ajoittain lyhyen ajan. Jos tällä hetkellä lisäät prosessorin taajuutta huomattavasti, se selviytyy tehtävästä nopeammin ja palaa valmiustilaan aikaisemmin. Samanaikaisesti prosessorin lämpötila ei nouse välittömästi, vaan vähitellen, joten lyhytaikaisen käytön aikana erittäin korkealla taajuudella prosessori ei ehdi lämmetä tarpeeksi ylittääkseen turvalliset rajat.

Todellisuudessa kävi nopeasti selväksi, että hyvällä jäähdytysjärjestelmällä prosessori pystyy toimimaan kuormitettuna jopa korotetulla taajuudella loputtomiin. Siten suurin ylikellotustaajuus oli pitkään täysin toimiva, ja prosessori palasi nimellisarvoon vain äärimmäisissä tapauksissa tai jos valmistaja teki huonolaatuisen jäähdytysjärjestelmän tietylle kannettavalle tietokoneelle.

Prosessorin ylikuumenemisen ja vioittumisen estämiseksi Turbo Boost -järjestelmä nykyaikaisessa toteutuksessaan valvoo jatkuvasti seuraavat parametrit hänen teoksiaan:

• siru lämpötila;
• nykyinen kulutus;
• tehon kulutus;
• ladattujen komponenttien lukumäärä.

Nykyaikaiset Ivy Bridge -järjestelmät pystyvät toimimaan korkeammilla taajuuksilla lähes kaikissa tiloissa, paitsi keskusprosessorin ja näytönohjaimen samanaikaisessa raskaassa kuormituksessa. Mitä tulee Intel Haswelliin, meillä ei ole vielä riittäviä tilastoja tämän alustan käyttäytymisestä ylikellotuksen aikana.

Huomautus kirjoittaja: On syytä huomata, että sirun lämpötila vaikuttaa epäsuorasti virrankulutukseen - tämä vaikutus tulee ilmeiseksi lähemmin tarkasteltuna fyysinen laite itse kristalli, koska sähkövastus puolijohdemateriaalien määrä lisääntyy lämpötilan noustessa, mikä puolestaan ​​johtaa sähkönkulutuksen kasvuun. Siten prosessori 90 asteen lämpötilassa kuluttaa enemmän sähköä kuin 40 asteen lämpötilassa. Ja koska prosessori "lämmittää" piirilevyn emolevy telojen ja ympäröivien komponenttien kanssa niiden sähköhäviö suuremman vastuksen voittamiseksi vaikuttaa myös energiankulutukseen. Tämä johtopäätös on helppo vahvistaa ylikellotuksella sekä "ilmassa" että äärimmäisellä. Kaikki ylikellottajat tietävät, että tuottavammalla jäähdyttimellä saa lisää megahertsejä, ja johtimien suprajohtavuuden vaikutus absoluuttisen nollan lähellä olevissa lämpötiloissa, kun sähkövastus pyrkii nollaan, on tuttu kaikille koulufysiikasta. Siksi ylikellotuksessa nestetyppijäähdytyksellä on mahdollista saavuttaa sellainen korkeat taajuudet. Palattuaan sähkövastuksen lämpötilariippuvuuteen, voidaan myös sanoa, että prosessori lämmittää jossain määrin myös itseään: lämpötilan noustessa ja jäähdytysjärjestelmän kestävyyden myötä myös sähkövastus kasvaa, mikä puolestaan ​​lisää virrankulutusta. Ja tämä johtaa lämmöntuotannon lisääntymiseen, mikä johtaa lämpötilan nousuun... Älä myöskään unohda, että korkeat lämpötilat lyhentävät prosessorin käyttöikää. Vaikka valmistajat väittävät hakeille melko korkeita maksimilämpötiloja, kannattaa silti pitää lämpötila mahdollisimman alhaisena.

On muuten melko todennäköistä, että tuulettimen pyörittäminen suuremmilla nopeuksilla, kun sen seurauksena järjestelmän virrankulutus kasvaa, on virrankulutuksen kannalta kannattavampaa kuin prosessorilla korkea lämpötila, mikä aiheuttaa sähköhäviöitä lisääntyneen vastuksen vuoksi.

Kuten näet, lämpötila ei välttämättä ole suora rajoittava tekijä Turbo Boostille, eli prosessorilla on hyväksyttävä lämpötila eikä mennä kuristukseen, mutta epäsuorasti se vaikuttaa toiseen rajoittavaan tekijään - virrankulutukseen. Siksi sinun ei pidä unohtaa lämpötilaa.

Yhteenvetona voidaan todeta, että Turbo Boost -teknologia mahdollistaa suotuisissa ulkoisissa käyttöolosuhteissa prosessorin taajuuden nostamisen taatun nimellisarvon yläpuolelle ja siten paljon korkeamman suorituskyvyn. Tämä omaisuus on erityisen arvokas mobiilijärjestelmät missä sen avulla voit saavuttaa hyvä tasapaino suorituskyvyn ja lämmityksen välillä.

Mutta se pitää muistaa kääntöpuoli Suurin ongelma on kyvyttömyys arvioida (ennustaa) prosessorin puhdasta suorituskykyä, koska se riippuu ulkoisista tekijöistä. Tämä on luultavasti yksi syy sellaisten prosessorien ilmestymiseen, joissa mallin nimen lopussa on "8" - "korotetut" nimelliset toimintataajuudet ja lisääntynyt TDP tämän vuoksi. Ne on tarkoitettu tuotteille, joissa tasainen korkea suorituskyky kuormitettuna on tärkeämpää kuin energiatehokkuus.

Artikkelin toinen osa tarjoaa Yksityiskohtainen kuvaus kaikille moderni sarja ja Intel Haswell -prosessorilinjat, mukaan lukien tekniset tiedot kaikki saatavilla olevat prosessorit. Lisäksi tehtiin johtopäätöksiä tiettyjen mallien soveltuvuudesta.