Intel oficjalnie wprowadza dziś na rynek nowe procesory z serii Ivy Bride. Układy są odświeżoną i przeniesioną do nowego 22-nanometrowego (nm) procesu technologicznego wersją dotychczasowych 32nm procesorów z serii Sandy Bridge, takich jak np. Core i7 2600K czy Core i5 2500K. Oprócz tego procesory zostały wyposażone w nowy rdzeń graficzny, bardziej wydajny od poprzedniego i obsługujący DirectX 11. W niniejszej recenzji dogłębnie przetestowaliśmy flagowy model Ivy Bridge - Core i7 3770K, sprawdziliśmy jego wydajność, nowy zintegrowany układ graficzny Intel HD4000, podatność na overclocking i pobór mocy. Zapraszamy!
Nowa technologia produkcji i nowe tranzystory
Rozwój technologiczny w branży komputerowej cechuje pewna regularność, a jednym z najbardziej systematycznych pod tym względem producentów jest Intel wraz ze swoją strategią Tick-Tock (Tik-Tak). Debiutujące dziś procesory z serii Ivy Bridge to kolejny etap tej strategii. Przypomnijmy - jej podstawowym założeniem jest oddzielenie etapu wprowadzania nowej architektury procesorów, od rozpoczęcia produkcji układów w nowym procesie technologicznym. W latach, na które przypada faza Tick Intel wprowadza nowy proces technologiczny, natomiast w kolejnym roku w fazie Tock wprowadzana jest nowa architektura. Oddzielenie od siebie tych dwóch wymagających modyfikacji pozwala zmniejszyć koszt i czas opracowywania układów, a tym samym przyśpieszyć ich pojawienie się na rynku.
Sandy Bridge po lewej, Ivy Bridge po prawej (kliknij, aby powiększyć)
Ivy Bridge to jednak coś więcej niż tylko Sandy Bridge wykonany w nowej, 22-nanometrowej technologii produkcji. W nowych układach wprowadzono zmiany, które wykraczają poza standardowe przeniesienie dotychczasowej architektury do nowego procesu technologicznego. Ponadto procesory wyposażono w nowy rdzń graficzny, który obsługuje biblioteki DirectX 11 i ma oferować znacznie wyższą wydajność grafiki trójwymiarowej niż IGP procesorów Sandy Bridge. Wszystkim tym zajmiemy się w niniejszym artykule.
Uwaga. Osobom nieco mniej interesującym się procesorami proponujemy również lekturę naszej recenzji procesorów Sandy Bridge, z których debiutujące dziś Ivy Bridge bezpośrednio się wywodzą. Wiele cech wspólnych obu generacji procesorów sprawa, że w niniejszej recenzji skupimy się tylko na nowościach, natomiast w celu zasięgnięcia informacji dotyczących zarówno Sandy Bridge jak i Ivy Bridge odsyłamy do ubiegłorocznej recenzji.
A więc, zaczynamy! Rdzeń krzemowy procesorów Ivy Bridge składa się z 1,4 miliarda tranzystorów i ma powierzchnię 160 mm2, czyli mniejszą niż powierzchnia monety o nominale 1 grosz. W porównaniu do Sandy Bridge, powierzchnia zmniejszyła się z 216 mm2, czyli o 26%, a jednocześnie liczba tranzystorów wzrosła o 20,5% (z 1,16 miliarda). To oczywiście efekt zastosowania nowego procesu technologicznego. Budowę układów przedstawia poniższy schemat:
(kliknij, aby powiększyć)
W porównaniu do Sandy Bridge tutaj niewiele się zmieniło: nowe procesory podobnie do poprzedników składają się z trzech głównych części. Po prawej widzimy tzw. agenta systemowego, czyli jednostkę zawierającą min. zintegrowany mostek północny, kontroler pamięci oraz kontrolery magistral PCI-Express, DMI i wejść/wyjść. Po środku umieszczono cztery rdzenie x86 wraz z współdzieloną pamięcią podręczną trzeciego poziomu. Po lewej identycznie jak w Sandy Bridge znajduje się zintegrowany układ graficzny. Wszystkie te moduły są połączone ze sobą za pomocą specjalnej magistrali pierścieniowej (Ring Bus) umieszczonej w pamięci podręcznej trzeciego poziomu. Również schemat zasilania procesora pozostał nie zmieniony - wskutek podobnej budowy Ivy Bridge tak samo jak Sandy Bridge wymagają odrębnego napięcia zasilającego dla trzech głównych części swojej struktury krzemowej. Tutaj nic się nie zmienia, dzięki temu nowe procesory są kompatybilne z dotychczasową podstawką Socket LGA 1155.
Osoby, które z uwagą czytały nasz ubiegłoroczny test Sandy Bridge zapewne zauważą, że układ graficzny z Ivy Bridge znacznie „urósł”. W porównaniu do poprzedniej generacji procesorów nowy IGP został znacznie rozbudowany oraz zmodyfikowany, i to właśnie on w głównej mierze odpowiada za tak wyraźny przyrost liczby tranzystorów w Ivy Bridge. Pewna część z puli dodatkowych tranzystorów trafiła także do rdzeni x86, które również zostały usprawnione. Nim jednak do tego przejdziemy skupmy się nad meritum - czyli nowym 22-nanometrowym procesem technologicznym.
Każde zmniejszenie procesu technologicznego pociąga za sobą zredukowanie rozmiaru pojedynczego tranzystora. To właśnie dzięki temu ten sam układ, ale wykonany w nowym procesie produkcyjnym zajmuje mniejszą powierzchnię, i w związku z tym może potencjalnie pobierać mniejsze ilości energii elektrycznej. W przypadku najnowszego 22-nanometrowego procesu technologicznego Intela zmniejsza się nie tylko rozmiar tranzystora, ale również i jego konstrukcja. Dotychczas stosowane tranzystory z płaską bramką zostały zastąpione przez tranzystory z bramką trójstronną, nazywane w skrócie Tri-Gate. O tym jednak nieco dalej, najpierw kilka słów wstępu.
Tranzystory używane do budowy procesorów mają zasadniczy wpływ na jego podstawowe cechy takie jak np. pobór energii i możliwe do osiągnięcia częstotliwości taktowania. Ogólnie rzecz biorąc, tranzystor w procesorze ma przewodzić jak najwięcej prądu w stanie włączonym (przewodzenia), jak najmniej w stanie wyłączonym (blokady), i przełączać się pomiędzy tymi stanami możliwie jak najszybciej. W dużym uproszczeniu - im mniejsza jest ilość prądu przewodzona przez tranzystor w stanie wyłączonym , tym mniejsze są tzw. upływy (lub inaczej straty), co przekłada się na spadek poboru energii przez procesor. Im większa jest ilość prądu przewodzona przez tranzystor w stanie włączonym, tym niższe napięcie wystarczy do przeniesienia tego samego ładunku, co w konsekwencji pozwala obniżyć napięcie zasilające procesor. Czas przełączania się tranzystorów pomiędzy stanami pracy determinuje natomiast możliwe do osiągnięcia przez cały procesor częstotliwości taktowania - im czas ten jest krótszy, tym kolejne takty zegara procesora mogą następować po sobie w krótszych odstępach czasu, co zwiększa możliwą do osiągnięcia częstotliwość taktowania. Oczywiście wszystkie te parametry, to system naczyń połączonych - czyli zmiana jednego z nich wpływa na pozostałe. I tak na przykład, poprawa przewodzenia w stanie aktywnym skraca czas przełączania.
Inżynierowie pracujący nad rozwojem kolejnych procesów technologicznych starają się, aby za każdym przejściem na nowy proces technologiczny te trzy podstawowe parametry tranzystorów poprawiały się. Niestety tutaj natrafiają na poważne bariery naturalnej przyczyny. Przykładowo - każde zmniejszenie rozmiaru tranzystorów pociąga za sobą również zmniejszenie szerokości kanału, która ma bezpośredni wpływ na ilość prądu jaka może być przewodzona, gdy tranzystor jest włączony. Z tego powodu w kolejnych procesach technologicznych co jakiś czas, oprócz samego zmniejszenia rozmiaru tranzystorów wprowadzane są również inne zmiany, mające obejść te naturalne przeszkody utrudniające poprawę parametrów tranzystorów wraz z nich zmniejszeniem.
W najnowszej, debiutującej wraz z Ivy Bridge technologii Tri-gate kanał tranzystorów jest umieszczony nie poziomo jak dotychczas, ale pionowo. Dzięki temu jest on otoczony przez bramkę z trzech stron, co pozwala na znacznie lepszą kontrolę przepływu prądu. Takie rozwiązanie pozwala na zwiększenie przepływu prądu w stanie przewodzenia, spadek przewodzenia w stanie wyłączonym, a także poprawę czasu przełączania. Według Intela nowe tranzystory oferują do 37% wyższą wydajność pracy lub przy tej samej wydajności mogą pobierać 50% energii. To oczywiście założenie optymistyczne. A jak jest w rzeczywistości? Dzięki lepszej kontroli przepływu prądu uzyskano wyraźną poprawę czasu przełączania tranzystorów. W przypadku napięcia o wartości 1V nowe tranzystory mogą przełączać się o 18% szybciej niż stare, albo tak samo szybko przy napięciu niższym o 0,2 V. Tri-gate zmniejsza także upływy prądu gdy tranzystor jest wyłączony. Niestety korzyści z tego rozwiązania najprawdopodobniej maleją wraz ze wzrostem napięcia zasilającego procesor.
(kliknij, aby powiększyć)
Na temat nowych tranzystorów w ciekawy sposób opowiada nam również Mark Bohr z Intela.
Tri-gate to oczywiście nie pierwsze zmiany towarzyszące zmniejszaniu rozmiaru tranzystora, ale nigdy jeszcze nie dotyczyły one jego samego tak bardzo jak najnowsza technologia. Dla porównania wraz z wprowadzeniem 90-nanometrowego procesu technologicznego inżynierowie Intela zastosowali tzw. "rozciągnięty krzem". Dzięki dodaniu do krzemu domieszki germanu (SiGe) uzyskano zwiększenie wymiarów siatki krystalicznej, co spowodowało poprawę szybkości przepływu elektronów przez tranzystory i umożliwiło skrócenie czasu ich przełączania. Następnie w technologii 45-nanometrowej pojawiły się nieco lepiej znane - wysoka stała dielektryczna i metalowa bramka tranzystora (High-K, metal gate), co zmniejszyło upływy prądu. Firma AMD również stosuje podobne rozwiązania, a dodatkowo także technologię SOI (Silicon on Insulator), czyli specjalną warstwę izolującą zmniejszającą upływy prądu z tranzystorów.
Intel chwali tranzystory Tri-Gate, mówiąc nawet, że wymyślił tranzystor na nowo. Trochę jest w tym przesady, ponieważ Tri-Gate tak naprawdę opiera się na zaprezentowanej ponad 10 lat temu przez IBM i AMD koncepcji tranzystora FINFET, czyli tranzystora z kilkoma pionowymi kanałami, jako najefektywniejszego sposobu sterowania przepływem prądu. Tri-Gate nie jest aż tak efektywne, ale Intelowi należy oddać co jego, czyli jakże trudną, fizyczną realizację części tej koncepcji w nano-skali, czego nikt inny dotychczas nie potrafił. Teraz dodanie kolejnych pionowych kanałów, a co za tym idzie zrealizowanie pełni koncepcji FINFET może być tylko kwestią czasu. Zwłaszcza, że najprawdopodobniej będzie to konieczne w celu zyskania odpowiednio dużego natężenia prądu przepływającego przez tranzystor, wraz z jego dalszym zmniejszaniem.
Co jeszcze zmieniono w Ivy Bridge, oprócz budowy tranzystorów? O tym dalej.
Nowe układy graficzne - HD Graphics 2500 i 4000
Jak już wspominaliśmy procesory Core trzeciej generacji zostały wyposażone w nowocześniejszy układ graficzny, bardziej wydajny od poprzedniego i obsługujący biblioteki DirectX 11. To właśnie rozbudowa tego elementu jest głównym sprawcą wzrostu liczby tranzystorów z 1,16 do 1,4 miliarda. Sprawdźmy zatem co się stanie, gdy powiększymy rdzeń Ivy Bridge do takiej skali, aby odpowiadał rdzeniowi dotychczasowych procesorów Core drugiej generacji, czyli Sandy Bridge.
na górze rdzeń Ivy Bridge, poniżej Sandy Bridge
Jak widzimy, układ graficzny nowych procesorów zajmuje co najmniej o połowę większą powierzchnię od IGP Sandy Bridge. Na co wykorzystano dodatkowe tranzystory? Po pierwsze - liczba jednostek wykonawczych została zwiększona z 12 do 16. Same jednostki także zostały mocno przebudowane i mają zapewniać wyższą wydajność od analogicznych jednostek w układach graficznych Sandy Bridge. Ponadto w obrębie IGP dokonano szeregu innych istotnych udoskonaleń - zarówno od strony sprzętowej jak i obsługiwanych standardów. Najważniejszym z nich jest niewątpliwie obsługa najnowszych bibliotek DirectX 11 - dotychczasowe układy graficzne obsługiwały tylko DirectX 10.1. Dodano także obsługę OpenCL 1.1 oraz nowszej wersji bibliotek OpenGL - OpenGL 3.1. Równocześnie wewnątrz IGP pojawił się sprzętowy teseltor, a jednostki obliczeniowe zostały wyposażone we własne pamięci podręczne, co zwiększa nie tylko wydajność podczas przetwarzania grafiki 3D, ale również w zastosowaniach GPGPU (wspomaganie obliczeń głównego procesora przez GPU). Ulepszeniu uległ również filtr anizotropowy, który ma zapewniać wyższą jakość filtrowania tekstur w grach.
Oprócz tego poprawiono obsługę mediów. Znacznemu ulepszeniu uległ silnik odpowiadający za akcelerację odtwarzania wideo. Oferuje on pełną sprzętową akcelerację odtwarzania w rozdzielczości 4K HD (4096x2304 pikseli) oraz Quad HD (3840x2160 pikseli), zamiast tylko Full HD (1920x1080 pikseli) jak w Sandy Bridge. Tym samym, procesorom Intela nie straszne są już filmy zapisane w najnowszym formacie Blu-ray 2.0. Kolejne zmiany obejmują funkcję Quick Sync, dzięki której GPU zastępuje CPU podczas kodowania i konwersji materiałów wideo AVC/H.264. Nowa wersja Qucik Sync ma oferować do 2-krotnie większą szybkość przetwarzania od dotychczasowej.
(kliknij, aby powiększyć)
Nowy układ graficzny może także poszczycić się możliwością jednoczesnej obsługi trzech wyświetlaczy. Niestety - jest to obsługa z problemami. Ivy Bridge tak naprawdę obsługują dwa strumienie wideo, które przy podłączeniu trzech monitów są po prostu współdzielone pomiędzy wszystkie wyświetlacze. Z tego powodu jednoczesne używanie trzech monitorów nie jest możliwe we wszystkich konfiguracjach złącz i rozdzielczości. Oprócz tego w Ivy Bridge dodano obsługę najnowszej wersji standardu WiDi (Wireless Display), umożliwiającej bezprzewodowy przesył obrazu z notebooka do zewnętrznego wyświetlacza. Nowa wersja WiDi, oznaczona numerkiem 3.0 korzysta z dwóch anten oraz dwóch strumieni i może bezprzewodowo przesłać obraz w rozdzielczości Full HD z mniejszymi opóźnieniami i wyższą jakością niż wcześniejsza 2.1, obsługiwana przez procesory Sandy Bridge.
(kliknij, aby powiększyć)
Co nie zmienia się? Podobnie do Sandy Bridge, zintegrowany układ graficzny nowych procesorów obsługuje złącze HDMI w wersji 1.4 oraz obraz stereoskopowy z częstotliwością odświeżania 120Hz. Jest także wyposażony w funkcje poprawiające jakość obrazu w filmach: totalną kontrolę kolorów (tłumaczenie dosłowne, oryginał: Total Color Contror), detekcję oraz korekcję tonu twarzy (Skin Tone Enchancement) a także adaptacyjną poprawę kontrastu (Adaptative Contrast Enhancement). Wszystkie te funkcje składają się na technologię o nazwie Clear Video.
Tak jak poprzednio, tak i teraz Intel będzie oferował swoje procesory z dwiema wersjami układu graficznego. Mocniejsza wersja, zawierająca 16 jednostek wykonawczych, będzie oferowana pod oficjalną nazwą Intel HD Graphics 4000 i powinna oferować maksymalnie 2-krotnie, a przeciętnie około 60% wyższą wydajność od układu graficznego HD Graphics 3000 procesorów Sandy Bridge. Druga odmiana czyli HD Graphics 2500 zawiera 6 jednostek wykonawczych i powinna być według Intela 10-20% bardziej wydajna od HD Graphics 2000. Zdaniem Intela, dzięki dokonanym zmianom na układzie graficznym zintegrowanym z nowymi procesorami można zagrać w około 100 gier dostępnych w sprzedaży - w przypadku Sandy Bridge grywalne było około 50 gier.
Ulepszenia rdzeni i nowe funkcje
Architektura rdzeni x86 niemal nie zmieniła się w porównaniu do starszych procesorów z serii Sandy Bridge. Niemal, ponieważ w ich obrębie wprowadzono kilka drobnych ulepszeń, których efektem może być kilkuprocentowy wzrost wydajności w porównaniu do Sandy Bridge, przy takim samym zegarze taktującym. Najważniejszą z nich jest nowy sposób współdzielenia danych w obrębie rdzenia. Poszczególne elementy rdzenia mają teraz "dynamiczny" dostęp do danych zapisanych w jego rejestrach, podczas gdy wcześniej był to dostęp statyczny. Dzięki temu praca nad zadaniami ma przebiegać szybciej i sprawniej, a wydajność pojedynczego wątku nowych procesorów odczuwalnie wzrosnąć.
Kolejna zmiana obejmuje dwukrotnie zwiększenie wydajności wykonywania operacji dzielenia, zarówno w jednostkach stało jak i zmiennoprzecinkowych. Wydawać by się to mogło znacząca zmianą gdyby nie fakt, że operacji dzielenia unika się w typowym użytkowym oprogramowaniu. Według firmy Passmark produkującej różne programy do przeprowadzania testów syntetycznych operacje dzielenia stanowią od 0,2 do 0,6% wszystkich instrukcji wykonywanych przez procesory x86. Zatem wpływ dwukrotnego przyśpieszenia dzielenia na ogólną sumaryczną wydajność Ivy Bridge możemy oszacować na marginalny. Zmiana w zasadzie będzie odczuwalna w większym stopniu tylko sporadycznie w specjalizowanych zastosowaniach, gdzie powinna znacznie przyśpieszyć wykonywanie niektórych złożonych operacji, takich jak na przykład obliczanie pierwiastka kwadratowego.
Ponadto w Ivy Bridge wbudowano dodatkową specjalną jednostkę zajmująca się wykonywaniem instrukcji kopiowania danych pomiędzy rejestrami (MOV). Instrukcje te nie przechodzą już przez dekoder i jednostki wykonawcze procesora, lecz są wykonywane niezależnie, co uwalnia dodatkowe zasoby dla instrukcji programu i może zwiększyć wydajność. Rozwiązanie to nieco przypomina pod względem idei działania znany ze starszych procesorów, dedykowany menedżer stosu (Dedicated Stack Manager - DSM). Menedżer ten zajmuje się obsługą stosu, wykonując na nim wszystkie rozkazy takie jak np. PUSH, POP, CALL i RET. W efekcie tego właściwa część wykonawcza procesora zostaje zwolniona z obsługi instrukcji operujących na stosie. Wprowadzając rozwiązanie Intel reklamował, że powoduje ono 3-5% wzrost wydajności całego procesora. W przypadku Ivy Bridge i "odciążeniu" procesora wykonywaniem instrukcji MOV można mówić o nieco mniejszym wzroście, w granicach 1-2%.
Pewne drobne modyfikacje objęły także mikrokod wewnętrzny oraz zestaw instrukcji procesorów (ISA - Instruction Set Architecture). Przyśpieszono dostęp do niektórych rejestrów, dodano instrukcje przyśpieszające konwersję 16-bitowych liczb zmiennoprzecinkowych na 32-bitowe stałoprzecinkowe, oraz zwiększono wydajność wykonywania poleceń AVX i operacji na ciągach danych za pomocą instrukcji MOVSB/STOSB.
Ponadto według Intela kosmetyczne zmiany skutkujące niewielkim wzrostem wydajności wprowadzono również poza rdzeniami, w pamięci podręcznej trzeciego poziomu, magistrali pierścieniowej ring bus i kontrolerze pamięci DDR3. Jak wszystkie usprawnienia przekładają się w praktyce na wzrost wydajności sprawdzimy w dalszej części artykułu.
Programistów zapewne zainteresują dwie nowe funkcje zaszyte w procesorach, których zadaniem jest poprawa bezpieczeństwa. Dodano specjalny nadzorowany tryb wykonywania, który ma stanowić dodatkowe zabezpieczenie przeciwko wykonaniu szkodliwego kodu. Oprócz tego w procesor wbudowano specjalny dedykowany generator losowych liczb, które dotychczas generowane były z użyciem zwykłych funkcji matematycznych.
(kliknij, aby powiększyć)
Co warto odnotować procesory zawierają także zintegrowany kontroler magistrali PCI-Express w wersji 3.0. - dotychczasowe Sandy Bridge obsługiwany tylko PCI-Express 2.0. Zmiana ma szczególne znacznie w przypadku stosowania najnowszych kart graficznych takich jak GeForce GTX 680 czy Radeon HD 7970, które będą mogły komunikować się z procesorem 2-krotnie szybciej. Dodano także obsługę standardu pamięci DDR3L, czyli pamięci DDR3 pracujących z napięciem zasilania zmniejszonym z 1,5 do 1,35V, a ponadto interfejsy pamięci DDR3 wbudowane w procesor są teraz wykonane w technologii bramkowania mocy (Power Gating), co powinno zredukować ich pobór prądu.
W dziedzinie podkręcania, maksymalny możliwy mnożnik zwiększono z 57 do 63x, mnożnik układu graficznego z 57 do 60, a także ułatwiono podkręcanie pamięci DDR3. Częstotliwość obsługiwanej pamięci wzrosła oficjalnie do 2666 MHz, dodano także obsługę profili XMP w najnowszej wersji 1.3. Ciekawostką jest funkcja pozwalająca na zmianę wskaźnika TDP, która będzie dostępna w niektórych mobilnych wersjach nowych procesorów. Użytkownik będzie mógł obniżyć ich TDP uzyskując dłuższy czas pracy na baterii w razie takiej potrzeby, lub zwiększyć wartość TDP uzyskując wyższą wydajność np. gdy będzie chciał skorzystać z komputera przenośnego w domu.
(kliknij, aby powiększyć)
Oferta procesorów i nowe chipsety
W dniu dzisiejszym oficjalną premierę ma łącznie czternaście procesorów dla komputerów stacjonarnych oraz sześć modeli dedykowanych dla komputerów przenośnych. Wszystkie z nich są układami czterordzeniowymi. Są to: Core i7-3770K, 3770, 3770T i 3770S; Core i5-3570K, 3570, 3570T, 3550, 3550S, 3470, 3470T, 3470S, 3450 i 3450S oraz mobilne: Core i7-3920XM, 3820QM, 3720QM, 3615QM, 3612QM i 3610QM. Niestety początkowo w sprzedaży dostępne będzie tylko dziewięć procesorów dla komputerów stacjonarnych: Core i7-3770K, 3770, 3770T i 3770S oraz Core i5-3570K, 3550, 3550S, 3450 i 3450S. Pozostałe pięć modeli trafi do sprzedaży nieco później. Szczegółową specyfikację wszystkich procesorów przedstawiają poniższe tabele.
(kliknij, aby powiększyć)
(kliknij, aby powiększyć)
Jak już wspominaliśmy układy są kompatybilne z dotychczasową podstawką Socket LGA 1155 oraz chipsetami serii 6. Intel przygotował również nową serię chipsetów o nazwie kodowej Panther Point, w skład której wchodzą Z77, Z75, H77, Q77 Q75 i B75 dedykowane dla komputerów stacjonarnych oraz HM77, UM77, HM76 i HM75 dla komputerów przenośnych. Chipsety wnoszą obsługę interfejsu USB 3.0 a także rozszerzają dotychczasową technologię Intel Smart Response, która przenosi najczęściej używane pliki do szybkiej pamięci SSD, o dwie nowe funkcje: Intel Smart Connect oraz Intel Rapid Start. Ponadto płyty zbudowane na bazie chipsetów serii 7 będą standardowo przystosowane do obsługi złączy PCI-Express 3.0 - dotychczas było tak jedynie w przypadku niektórych droższych modeli z chipsetami Z68.
Rapid Start opiera swoje działanie o wykorzystanie dysku SSD technologii Smart Response nie tylko do przyśpieszenia pracy aplikacji i systemu jako pamięć podręczna dla klasycznego napędu HDD, ale również do przyśpieszania wybudzania komputera ze stanu hibernacji i uśpienia. Obraz systemu jest zapisywany na pamięci SSD, co umożliwia według Intela przejście ze stanu hibernacji w tryb gotowości w ciągu zaledwie 5 sekund. wzbudzenie komputera ze stanu wstrzymania jest natomiast możliwe w mniej niż jedną sekundę. Natomiast dzięki Smart Connect nawet po przejściu komputera w tryb uśpienia lub hibernacji cały czas używa on WiFi i może pobierać informacje na dysk twardy, takie jak wiadomości e-mail, aktualizacje, informacje z serwisów społecznościowych, które po wybudzeniu notebooka są natychmiast dostępne, bez potrzeby ich pobierania.
Kompatybilność nowych procesorów ze starszymi, oraz nowych chipsetów z dotychczasową serią 6 sprawa, że najnowsze procesory Intel Core trzeciej generacji (Ivy Bridge) możemy z powodzeniem używać w płytach z chipsetami zarówno 6 jak i 7 serii. Analogicznie starsza generacja procesorów (Sandy Bridge) zostanie obsłużona przez płyty z najnowszymi chipsetami Panther Point.
(kliknij, aby powiększyć)
Płyta główna Intel DZ77GA-70K i procesor i7-3770K
Do testów otrzymaliśmy testową płytę główną z serii Extreme o oznaczeniu Intel DZ77GA-70K oraz procesor w wersji inżynieryjnej i7-3770K. Na początek przyjrzyjmy się bliżej płycie głównej, której czarne pudełko tradycyjnie ilustrowane zostało czaszką. W pudełko znajdziemy całkiem sporą zawartość dodatkowego wyposażenia - kable SATA, mousepad z logo Extreme, zewnętrzny moduł Bluetooth 2.1/Wi-Fi 802.11b/g/n na USB, przedni czarny panel z dwoma złączami USB3.0, mostek NVidia SLI, tylny panel ze złączami I/O, instrukcje obsługi, oprogramowanie i sterowniki. Na uwagę zasługuje też nowy układ bezprzewodowy Intel Centrino Advanced-N 6205 for Desktop, nie jest on wyposażeniem płyty, a dodatkową kartą oferowaną przeze Intela osobno.
Pudełko płyty Intel DZ77GA-70K i wyposażenie (kliknij, aby powiększyć)
Zewnętrzny panel USB3.0 i karta Wi-FI na PCI-Express 1x z anteną (kliknij, aby powiększyć)
Co oferuje płyta główna DZ77GA-70K opiszemy posiłkując się poniższym obrazkiem. (1) Znane gniazdo pamięci typu LGA1155, ze wsparciem najnowszych procesorów Intel Core i7 drugiej (32nm Sandy Bridge) i trzeciej (22nm Ivy Bridge) generacji, zawierających technologię Turbo Boost, Hyper-Threading, zintegrowany kontroler pamięci z obsługą do 32GB DDR1600+. (2) Serecem płyty jest chipset Z77 Express ze wsparciem technologii Intel Smart Response (wykorzystanie dysku SSD Intela do szybkiego wykonywania operacji zapisu i odczytu danych). (3) Na płycie znajdziemy cztery sloty DIMM dla pamięci DDR3 1600+, do obsadzenia maksymalnie 32GB RAM. (4) Do dyspozycji jest 8 portów USB3.0 (4 wewnętrzne i 4 zewnętrzne) zaimplementowanych już w chipset, a nie jak było poprzednio w układ zewnętrznej firmy. Oprócz tego złącza w postaci dwóch IEEE 1394a (1 zewnętrzny), 10 x USB 2.0 (4 zewnętrzne), dwa porty USB2.0 oferują możliwość szybszego ładowania urządzeń. (5) Dwa sloty nowej generacji PCI Express x16, z możliwością osadzenia dwóch kart typu SLI lub CrossFireX. (6) Sloty PCI-Express i tradycyjne PCI do kart peryferyjnych. (7) Cztery porty SATA 6.0Gb/s, cztery SATA 3.0Gb/s i jeden eSATA 6.0Gb/s. (8) Technologia Intel Rapid Storage - wsparcie i obsługa dysków w wariantach RAID 0, 1,5 i 10. (9) Technologie zaimplementowane w chipset w postaci Intel Smart Response oraz Intel Rapid Storage poprawiają responsywność zwykłego dysku HDD dzięki użyciu małego dysku SSD. (10) Układ dźwiękowy Intel High Definition (7.1). (11) Podwójny układ Gigabit Ethernet LAN Intela. (12) Odbiornik i transmiter podczerwieni. (13) Przycisk przywracający BIOS do stanu używalności, np. po zbyt dużym przetaktowaniu procesora lub pamięci. (14) Informator kodów post, wyświetla komunikaty początkowych etapów rozruchu płyty. (15) System diod informujących o stanie pracy płyty głównej i jej elementów, można dzięki temu diagnozować jej pracę lub ewentualne problemy. (16) Radiator odprowadzający ciepło z chipsetu Z77. (17) Kondensatory typu 100% Solid state. (18) Przyciski włączania/wyłącznie płyty i reset bezpośrednio na laminacie płyty. (19) Rozmiar ATX - 2438 mm x 2946 mm. (20) Konstrukcja typu lead-free - nie zawierający ołowiu.
Płyta głównej z serii Extreme: Intel DZ77GA-70K Na tylnym panelu znajdziemy jedno wyjście wizyjne HDMI, przydało by się także DVI. (kliknij, aby powiększyć)
Ciekawą funkcją płyty Intel DZ77GA-70K jest jej Bios. Płyta oferuję tzw. Visual Bios, czyli graficzne przedstawienie ustawień Biosu, z możliwością sterowania myszką. Bios oferuje kilka zakładek w wersji prostej dla użytkowników mniej obeznanych w zagadnieniach overclockingu oraz wersje rozbudowane dla bardziej zaawansowanych. Użytkownik może łatwo zmieniać parametry pracy procesora (o ile posiada procesor z literką "K" w oznaczeniu), układu graficznego lub pamięci poprzez dostępne suwaki. Należy pamiętać, żeby robić tę czynność krokowo i sprawdzać stabilność po zmianie parametrów na wyższe. Jest możliwość zapisania profili własnych ustawień Biosu, wgrywania nowej wersji Biosu z poziomu Biosu, przyspieszania bootowania poprzez fast boot. Zasadę działania Visual Biosu oraz jej funkcje można prześledzić na poniższym filmie (jakość 1080p).
Visual Bios na płycie Intel DZ77GA-70K (kliknij, aby powiększyć)
Inną interesującą kwestią płyty DZ77GA-70K jest dołączona aplikacja o nazwie Intel Extreme Tuning Utility. Z jej poziomu także możemy zmieniać parametry procesora, pamięci i układu graficznego, z część zmian nie wymaga restartu komputera. Naturalnie trzeba z rozwagą zmieniać parametry komponentów, a zbyt duża fantazja zazwyczaj kończy się szybkim blue screenem. Dodatkowo jest możliwość od razu szybkiego sprawdzenia stabilności komputera, monitorując prace i temperatury poszczególnych komponentów. Działanie aplikacji Intel Extreme Tuning Utility można prześledzić na poniższym filmie (jakość 1080p).
Aplikacja Intel Extreme Tuning Utility (kliknij, aby powiększyć)
Jeśli posiadamy GPU wykorzystujące szynę PCI-E 3.0, wówczas takowa będzie aktywne na płycie Z77, tu dla przykładu karta GeForce GTX 680 pracujące w trybie z PCI-Express 3.0 (kliknij, aby powiększyć)
Pora na kilka słów o procesorze Intel Core i7-3770K, o którym szczegółowo można poczytać we wcześniejszym rozdziale. Nasz bohater i7-3770K cechuje się zegarem 3.5 GHz (8MB pamięci cache, posiada 4 rdzenie/8 wątków) ze zaingerowaną grafiką Intel HD Graphics 4000 (1150MHz maksymalna częstotliwość nadawana dynamicznie). Cztery fizyczne rdzenie z technologią HT, łącznie oddają do dyspozycji osiem niezależnych procesów do zagospodarowania. Zegar 3.5 GHz standardowo zwiększa się podczas wytężonej pracy do poziomu 3.9 GHz (poprzez technologię Turbo Boost 2.0 i mnożnik 39x). Procesory z literką "K", mają odblokowany mnożnik Turbo i można go zwiększać dla każdego z czterech rdzeni oddzielnie. Można także podkręcać zintegrowany układ graficzny. Nowością jest właśnie układ graficzny HD 4000, ze wsparciem dla DX11, mający oferować lepszą wydajność od swojego poprzednika (HD 3000).
i7-3770K vs i7-2700K, wersje inżynieryjne (kliknij, aby powiększyć)
Na koniec rzut okiem na całą nową platformę "Ivy Bridge" w wersji "na pająka", a więc gołe komponenty na blacie testowym.
Platforma testowa: Ivy Bridge na chodzie (kliknij, aby powiększyć)
Testy i7-3770K vs i7-2700K i inne CPU
Platforma i specyfikacja testowa CPU
Wszystkie testy wykonane w systemie Windows 7 Ultimate 64 bit SP1 z wgranymi wszystkimi wymaganymi poprawkami. Sterowniki najnowsze ze strony producenta WWW. Wspólna karta graficzna to NVidia GeForce GTX560Ti, pamięci ADATA DDR3-2000G 2x4GB ustawione na 1333MHz, lub najbliżej tej wartości. Dysk w platformie testowej to SSD Kingston V200+ 96GB. Testy wykonane w siedmiu wariantach, chyba że zaznaczono inaczej na wykresie:
GRY: Stalker, Hard Reset, Crysis Warhead, Far Cry2
APLIKACJE:
TruCrypt, MediaEspresso, MediaConverter, Cinebench, X-264 HD Benchmark
PODSUMOWANIE WYNIKÓW, ŚREDNIA IPC
Jak się okazuje, nowe procesory przy identycznej częstotliwości zapewniają średnio o około 5% wyższą wydajność. To oczywiście efekt opisywanych przez nas wcześniej ulepszeń w architekturze rdzeni x86. Mówiąc bardziej obrazowo - testowany przez nas Core i7-2700K musielibyśmy podkręcić o 200 MHz, aby uzyskać wydajność porównywalną dla Core i7-3770K.
Testy układu graficznego HD4000
W naszych testach najnowszy zintegrowany układ graficzny (IGP) Intel HD Graphics 4000 stanął w szranki ze swoim starszym bratem Intel HD Graphics 3000 z pokładu procesora i7-2700K oraz z kilkoma kartami graficznymi z segmentu low-end, mieszczącymi się w cenie 150-250zł. Do testu wykorzystaliśmy karty Gigabyte Radeon HD 5570 1GB, Gigabyte GeForce GT 430 OC 1GB, Gigabyte GeForce GT 220 OC 1GB oraz Radeon HD 4550 512MB. Poniżej rzut oka na jedną z takich maleństw z segmentu low-end w porównaniu do pełnokrwistej karty ;-)
Jako ciekawostka, porównanie gabarytów kart GTX560Ti i GT-430 (kliknij, aby powiększyć)
Zakładki sterowników w układzie Intel HD Graphics 4000 są bardzo zbliżone do tych z poprzedniej wersji, HD 3000 - można je przejrzeć w naszym teście Sandy Bridge. W Biosie do dyspozycji zintegrowanego układu w procesor możemy zalokować 128 MB, 256MB lub dynamiczną wartość pamięci. Można także z poziomu Biosu podkręcać układ HD 4000, jednak w naszych testach nie przyniosło to żadnego rezultatu (patrz test Hard Reset).
Podkręcanie, pobór mocy, temperatury
Po lekturze testów wiadomo, że nasz egzemplarz testowy procesora Intel Core i7-3770K udało się na chłodzeniu powietrzem poprzez cooler Arctic Freezer 13 i pastę termoprzewodzącą Noctua NT-H1 podkręcić do poziomu 4.7GHz (ustawienia napięcia dla Turbo wynosiło plus 200mV). Przypomnijmy, że zegar nominalny w tym procesorze wynosi 3.5GHz (tyle samo co model Intel Core i7-2700K), zaś standardowy poziom Turbo Boost to x39, czyli zegar przy obciążeniu wchodzi na poziom 3.9GHz. Podkręcanie odbywa się głównie poprzez zwiększenia parametrów Turbo dla każdego z rdzeni, u nas skończyło się to na poziomie x47, co stanowiło zegar 4.7GHz. Przy tej wartości zegara temperatura CPU przy obciążeniu dochodziła już do 90 °C, ale procesor pracował stabilnie. Powyżej tej wartości, na wcześniej wymienionym chłodzeniu temperatura sięgała 100 °C, zaś procesor nie dawał rady. Testy o/c odbywały się na płycie głównej Intel DZ77GA-70K.
Podsumowanie
Długo zastanawialiśmy się co napisać w podsumowaniu, ale najbardziej trafnym choć banalnym wnioskiem będzie chyba stwierdzenie, że to co dobre stało się lepsze. Nowe procesory - Intel Core trzeciej generacji nie dość, że zostały przeniesione do nowego wymiaru technologicznego, to jeszcze oferują wyższą wydajność od poprzedników. Wprawdzie wzrost wydajności zegar-w-zegar nie jest oszałamiający (jak dokładnie sprawdziliśmy wynosi średnio 5%), to jednak jest zdecydowanie miłą niespodzianką. Zwłaszcza, że obecny etap strategii tik-tock koncentrował się na nowym wymiarze technologicznym i Intel nie musiał robić nic, aby podnieść i tak już wysoką wydajność rdzeni z architekturą Sandy Bridge.
(kliknij, aby powiększyć)
Ponadto procesory wyposażono w znacznie bardziej nowoczesny i wydajny układ graficzny, który wreszcie obsługuje biblioteki DirectX 11. Nowy układ graficzny Intel HD Graphics 4000, mimo iż sporo wydajniejszy od swojego poprzednika (HD Graphics 3000), nadal jednak przegrywa z kartami graficznymi AMD i Nvidia z segmentu low-end. Poprawa wydajności nowego zintegrowanego układu graficznego Intela jednak jest i fakt ten trzeba zaliczyć na plus. Na dokładkę do wszystkich zmian otrzymujemy niższy pobór energii, który w przypadku testowanego przez nas modelu Core i7-3770K jest około 20-25W mniejszy niż w przypadku Core i7-2700K poprzedniej generacji.
Gdybyśmy mieli doszukiwać się mankamentów, postawimy na podkręcanie i temperaturę po nim. Ivy Bridge, niestety nie podkręca się lepiej od Sandy Bridge, a w dodatku po mocnym podkręceniu bardziej się od niego nagrzewa. Testowany przez nas Core i7-3770K po podkręceniu osiągnął aż 90 stopni Celsjusza, czyli o 12 więcej niż porównywalnie podkręcony Sandy Bridge pracujący z tym samym napięciem na tym samym chłodzeniu. Najprawdopodobniej wynika to z mniejszej powierzchni nowych procesorów, na której koncentruje się równie dużo ciepła, co sprawia, ze bardziej się ona nagrzewa. Z kolei podkręcanie Intel HD Graphics 4000 to raczej taka zbędna fanaberia, bowiem praktycznie żadnego wpływu na wzrost ilości klatek na sekundę z tej czynności nie zaobserwowaliśmy.
Możemy jednak z czystym sumieniem polecić zakup najnowszej trzeciej generacji procesorów Intel Core - zwłaszcza, że w ofercie znajdują się ciekawe wersje ze wskaźnikiem TDP obniżonym do 65W lub 45W, dzięki którym możemy zbudować bardzo wydajny a zarazem energooszczędny zestaw. Zadowoleni powinni być również użytkownicy notebooków, dla których przygotowano kilka nowych funkcji, w tym zmienne TDP, Wireless Display w nowej wersji oraz przydatne funkcje Intel Smart Connect i Intel Rapid Start. Reasumując, Sandy Bridge to naprawdę świetne procesory ale Ivy Bridge są jeszcze nieco lepsze - bardziej wydajne i bardziej energooszczędne.
Zawiedzeni mogą być jedynie fani mocnego podkręcania, ale i tutaj nie jest źle, zwłaszcza, że w historii już obserwowaliśmy przypadki, kiedy przeniesienie dotychczasowych procesorów do nowego wymiaru technologicznego wiązało się ze znacznym spadkiem osiąganych częstotliwości taktowania.
Na koniec zapraszamy do zobaczenia filmiku, w którym Mark Bohr z Intela zostaje ponownie zmniejszony i z pokładu miniaturowego samolotu podziwia panoramę rdzenia nowych procesorów.
Sprzęt do testów dostarczyły firmy: