В современных центральных процессорах непросто разобраться даже
специалисту: выпускается множество разнообразных моделей, а их названия
как будто специально призваны запутать покупателя. И если о сериях Core
и Core 2 за почти пять лет с момента их появления написано
предостаточно, то о чипах трёх новейших семейств Core i3, i5 и i7
практически нет систематизированной информации, адресованной
потребителю, а не эксперту.
В чём же заключаются особенности архитектуры новых процессоров,
отличия от предшественников? Наконец, чем они лучше ещё вполне
актуальных Core 2 Duo и Quad? Об этом мы и поговорим в нашем обзоре,
который будет состоять из двух частей: первой, общетехнической,
и второй, посвящённой специфике каждой из трёх серий.
Все процессоры семейства «i» построены на основе новейшей
микроархитектуры Nehalem, пришедшей на смену Core в конце 2008 года.
Архитектура, названная в честь одного из индейских племён, представляет
собой эволюционное развитие Core и отличается от неё несколькими
принципиальными нововведениями: размещением всех ядер на одном
кристалле, встроенным двух- или трёхканальным контроллером оперативной
памяти DDR3, системными шинами QPI или DMI, заменившими FSB, кэш-памятью
третьего уровня, общей для всех ядер, а также возможностью встраивания
в чип графического ядра.
В Nehalem впервые реализован набор инструкций SSE 4.2,
их энергопотребление на 30% меньше аналогов Core при сравнимой
производительности. Кроме того, в новые чипы вернулась технология
Hyper-Threading, позволяющая представить одно физическое ядро
как два виртуальных. Первые Nehalem выпускались по 45-нанометровой
технологии, а в 2010 году начался постепенный переход на 32-нанометровый
техпроцесс. Для установки процессоров требуется системная плата
с разъёмами LGA1156 или LGA1366.
На базе архитектуры Nehalem в настоящее время выпускается четыре типа
десктопных процессоров, известных под кодовыми названиями Bloomfield,
Clarkdale, Gulftown и Lynnfield. Из них Clarkdale – двуядерные
и выпускающиеся по 32-нм технологии, Bloomfield и Lynnfield –
четырёхъядерные и производящиеся по 45-нм техпроцессу, а Gulftown –
32-нм шестиядерные чипы. Основная масса двухъядерных i3 и i5 –
это Clarkdale, четырёхядерные i5 – это Lynnfield, четырёхъядерные i7 –
это Bloomfield и Lynnfield, а шестиядерный i7 (он пока
один, это 980X) – Gulftown.
В чём заключается разница между четырёхъядерными Bloomfield
и Lynnfield? Прежде всего, в Bloomfield встроен трёхканальный контроллер
памяти, а в Lynnfield – двухканальный, что ощутимо сказывается на цене.
В Bloomfield реализована высокоскоростная системная шина QPI (25,6
Гб/с), которая используется для связи с северным мостом, обеспечивающим
работу интерфейса PCI Express 2.0, к которому подключаются графические
ускорители. В Lynnfield применяется шина DMI (2 Гб/с),
а контроллер графической шины PCI Express 2.0 встроен в сам процессор,
что устраняет принципиальную необходимость в северном мосте и позволяет
применить одночиповый набор системной логики – это и было сделано
в чипсете Intel P55 Express. Наконец, чипы Lynnfield рассчитаны
на установку в «массовый» разъём LGA1156,
а Bloomfield – в сокет LGA1366, зарезервированный для топовых систем.
Кстати, о чипсете Intel P55 Express: этот набор системной логики
был спроектирован специально для Lynnfield, тогда же появился
и процессорный разъём LGA1156. Материнские платы на P55 без проблем
работают и с двухъядерными Core i3/i5
(Clarkdale), но есть
один нюанс: этот чипсет не поддерживает встроенное в процессор
графическое ядро (о нём – чуть ниже), то есть в любом
случае придётся пользоваться дискретным видеоускорителем. Со встроенным
графическим ядром работают чипсеты H57, H55 и Q57, представленные
одновременно с процессорами Clarksdale.
У процессоров Nehalem довольно запутанная система маркировки и даже
название семейства мало что говорит о конкретном чипе, поскольку
у них могут быть разные архитектуры и возможности. Поэтому давайте
подробно разберём их возможности и функциональность.
Двухъядерные процессоры Core i3 и i5, четырёхъядерные и шестиядерные
Core i5 и i7 отличаются от предшественников прежде всего тем, что у них,
как и у чипов AMD, имеются встроенные контроллеры оперативной памяти
DDR3 и внешняя шина, работающая на скорости 133 МГц. Для сравнения, Сore
2 Duo (сокет LGA775) совместимы
как с памятью DDR3, так и с DDR2, поскольку там контроллер памяти
реализован на уровне системной логики.
Кроме того, двухъядерные Core i3 и i5 имеют встроенные
в чип графические ускорители GMA HD. Их возможности можно вкратце
охарактеризовать так: если вы просто хотите смотреть HD-видео,
и вас не интересуют самые свежие трёхмерные компьютерные игры,
то производительности встроенного в процессор графического ядра будет
вполне достаточно. По оценкам экспертов, GMA HD несколько быстрее
встраиваемых в чипсеты графических ядер Intel GMA предыдущих поколений.
Ядро GMA HD обеспечивает одновременное декодирование двух потоков
HD-видео (например, для режимов «картинка-в-картинке»
или «картинка-и-картинка»)
и одновременную их передачу на разные цифровые выходы. Поддерживается
36-битная глубина цвета и расширенное цветовое пространство xvYCC,
предусмотрена возможность передачи звуковых потоков Dolby True HD
и DTS-HD Master Audio. Заявлена поддержка программных интерфейсов
DirectX 10 (Shader Model 3.0) и Open GL 2.1.
Под кадровый буфер может выделяться до 1,7 Гб (!) системной
памяти. Графика полностью совместима с универсальным цифровым
интерфейсом HDMI 1.3.
Все процессоры Core i3 и i5, за исключением i5 750, построены
на основе архитектуры Clarkdale и все они, включая i5 750, оснащены
встроенным северным мостом и напрямую управляют соединениями PCI
Express. Процессоры подключаются к южному мосту, который отвечает
за менее скоростные линии, включая звук и SATA, при помощи шины Direct
Media Interface (DMI), работающей на скорости 2
Гб/с.
Чипы Core i3 и i5 шестисотой серии – это двухъядерные процессоры с 4
Мб кэш-памяти третьего уровня. Кристаллы производятся по 32-нанометровой
технологии, что означает, что они
«прохладные»
и энергоэффективные. Все эти модели совместимы с наборами системной
логики Intel H57, H55 или Q57.1
У Intel есть и одно странное изделие на базе архитектуры Nehalem –
Pentium G6950. Несмотря на название из далёкого прошлого, это урезанная
версия чипов серии i3 на основе Clarkdale: в них всего 32 Кб кэш-памяти
L1 и 3 Мб L2. Возможно, перед нами просто отбракованные «трёшки»,
которые очень не хочется отправлять в утиль.
Процессоры Core i7 и большая часть Core i5 поддерживают технологию
Turbo Boost, позволяющую автоматически повышать номинальную тактовую
частоту одного или нескольких ядер в ресурсоёмких приложениях.
Собственно, это «штатная» технология саморазгона
процессора, которая покрывается гарантийными обязательствами
производителя. Turbo Boost включается и выключается через меню BIOS
и работает в полностью автоматическом режиме. При этом
для предотвращения выхода процессора из строя функция активируется
только при достаточной мощности блока питания, правильно настроенной
материнской плате и при эффективном охлаждении.
Благодаря Turbo Boost процессоры Bloomfield могут увеличивать свой
множитель на две единицы при одном активно работающем ядре и на одну
во всех остальных случаях, повышая частоту на 133-266 МГц. В чипах
Lynnfield эта технология ещё более эффективна: при благоприятных
условиях и одном активном ядре можно увеличить множитель на пять,
получив прирост в 667 МГц, то есть, в среднем, почти на четверть
от номинальной тактовой частоты. При полной загрузке четырёх ядер
возможно повышение множителя на две единицы. В результате прирост
производительности может оказаться весьма ощутимым, особенно при работе
с многопоточными приложениями.
Процессор Core i5 750 отличается от других «пятачков»
тем, что он четырёхъядерный и построен на той же архитектуре Lynnfield,
что и Core i7 800-й серии. В общем-то, не очень понятно, что он вообще
делает в семействе i5.
Все процессоры Core i7 — четырёхъядерные, и они заметно более
прожорливы чем Clarkdale i3 и i5, поскольку производятся
по 45-нанометровой технологии. 8 Мб кэш-памяти третьего уровня общие
для всех четырёх ядер, поэтому они быстрее четырёхъядерных Core 2 Quad,
у которых вообще нет кэша L3. Чипы i7 800-й серии совместимы с разъёмом
LGA1156, а более старая 900-я серия – с разъёмом LGA1366.
Процессоры Core i7 800-й серии построены на ядре Lynnfield,
как и Core i5 750, в них встроены такие же северный мост и шина DMI,
как и в чипы i3 и i5. В старых моделях 900-й серии отсутствует
возможность прямого управления соединениями PCI Express, вместо
неё для связи с другими компонентами системы там используется
высокоскоростной интерфейс QuickPath Interconnect (QPI).
Топовые чипы Core i7 900-й серии
(Bloomfield) устанавливаются
в появившийся чуть раньше разъём LGA1366 и несовместимы с LGA1156.
И хотя они немногим быстрее более новых четырёхъядерных Core i5 и i7
для LGA1156, стоят 900-е гораздо больше. Кроме того, в самых дорогих
моделях Extreme Edition разблокирован множитель, поэтому их можно
с лёгкостью разгонять. Под Bloomfield разработан чипсет X58.
Вопреки ожиданиям, Intel продолжает выпускать новые процессоры
для разъёма LGA1366 – последней новинкой стала модель Core i7-980X
Extreme Edition. Тем не менее, не стоит забывать о том,
что при последующем апгрейде может потребоваться замена на только
процессора, но и материнской платы.
Почти забытая технология Hyper-Threading вернулась во все процессоры
для сокетов LGA1156 и LGA1366, за исключением i5 750. Благодаря ей,
каждое физическое ядро делится на два виртуальных, совсем как в старых
Pentium 4, что позволяет повысить производительность в многопоточных
программах, например, в кодировщиках видео.
Мы познакомились с общими техническими решениями, реализованными
в десктопных процессорах Intel Core i3/i5/i7 с архитектурой Nehalem.
|