Огляд і тестування процесора Intel Core i5-4670K: Haswell у дії

Не дивлячись ні на що, компанія Intel продовжує дотримуватися заявленої моделі розробки «тік-так», і в перші дні червня відбувся офіційний анонс нового покоління процесорів. Вже четверте за рахунком покоління CPU Intel Core належить до циклу «так», що у свою чергу означає оновлення архітектури. Таким чином, Haswell (її назва) потенційно повинна внести щось нове в будову процесора. Варто також відзначити, що обов'язковою умовою в даному підході розвитку є збереження наявного технологічного процесу, який на даний момент відповідає 22 нм.

Офіційна презентація процесорів відбулася днями, однак в просторах всесвітньої павутини вже досить багато різної інформації щодо деяких особливостей новинок. Це зв'язано з тим, що презентація самої архітектури Haswell відбулася раніше на традиційному заході IDF 2012. Ми ж, перш ніж перейти до детального знайомства з наявним тестовим зразком, пропонуємо вам ознайомитися з нововведеннями.

Матеріали презентації з самого початку створюють загальне враження про спрямованість нового покоління процесорів більшою мірою на всілякі види портативної техніки (ультрабуки, ноутбуки-трансформери і т.д.). Подібний акцент зв'язаний із тенденцією, яка скалася в розвитку обчислювальної техніки. Останні роки показали, що найбільш активний інтерес покупці проявляють до різних видів компактних пристроїв, які здебільшого є щоденними супутниками власника в повсякденному житті. І всі ми пам'ятаємо, що найбільше гостро в таких випадках стоїть питання тривалості роботи від акумулятора, адже найчастіше при використанні таких пристроїв відсутнє стаціонарне підключення до електричної мережі. Так що енергоефективність стала ключовим параметром, який захопив увагу розробників, хоча відразу відзначимо, не єдиним.

Перш ніж перейти до знайомства зі змінами в архітектурі, пропонуємо вам глянути та порівняти саму структуру ядра. Як ви бачите, розробники залишили на колишньому рівні максимальну кількість ядер, що не дивно. Подібне рішення цілком обґрунтоване, адже для обробки більшості завдань цілком достатньо і чотирьох, особливо якщо врахувати, що при потребі використовувані «топові» ЦП сімейства Intеl Core i7 4 ядра можуть обробляти 8 потоків. Після огляду даних знімків в очі кидається ідентичність архітектур за зовнішньою ознакою. Компонування ядер і основних блоків залишилося колишнім, як і кількість транзисторів, які припадають на кристал. Єдина відмінність між ними полягає в площі, яка збільшилася на 17 кв. мм. Так само як і в архітектурі Ivy Bridge, транзистори мають трьохвимірну конструкцію (Tri-Gate), що забезпечує їхні малі фізичні розміри та мінімізує струми витоку.

Ще одним нововведенням стала поява нових рішень, які поєднують у собі процесор, вбудовану графіку та чіпсет. Таким чином, тенденція розвитку пристроїв «усе в одному» знайшла свій вихід. Звичайно ж, у цьому випадку негативним моментом є відсутність масштабованості системи, однак, якщо врахувати, що подібний підхід буде застосовуватися для ультратонких пристроїв, то даний факт не є таким вже критичним.

Крім реалізації суміщення всього на одній підкладці, в такі рішення додався ще один набір станів процесора - S0ix. Основною метою, яка переслідується в даному наборі, є мінімізація енергоспоживання в моменти низького навантаження. Так, наприклад, при виконанні елементарних дій, які не вимагають значних ресурсів, відбувається відключення, аж до повного знеструмлення, незадіяних модулів навіть усередині самих ядер процесора. В остаточному підсумку, згідно з прогнозами розробників, це дає до 20% економії в режимі простою, хоча система повністю активна і перебуває в стані С0. Розробники встановили, що такий підхід є більш ефективним, ніж зниження частоти або напруги.

Що ж стосується традиційних десктопних систем, то все залишилося на колишньому рівні. Уже класичний двохчіповий (ЦП + Chipset) підхід залишається актуальним, хоча в черговий раз відбулася зміна значень TDP. Також у новинках з'явилася підтримка розширеного набору векторних інструкцій AVX2 операції, прискорюючи операції криптографії, хешування та обробку мультимедіа. Дана множина інструкцій включає 256-бітні SIMD-команди для обробки цілих чисел, у тому числі і при виконанні операцій з пам'яттю (переставляння та зрушення компонентів векторів). Основні ж надії покладають на FMA-інструкції з роботи з дійсними числами, які включають пару операцій, а саме множення та додавання. З метою прискорення їх виконання розробники передбачили два окремі порти та виділили виконавчі пристрої. Так що ЦП, виконані на базі архітектури Haswell, можуть виконувати по дві здвоєні FMA-інструкції за такт.

Для забезпечення збалансованості рішення інженерам довелося внести деякі коректування й у роботу кеш-пам'яті, а саме збільшити пропускну здатність. Адже для того, щоб нові команди дійсно принесли приріст продуктивності, необхідно забезпечити ледь чи не вдвічі більший обсяг оброблюваних даних. Таким чином, кеш першого рівня вже може обробляти за такт дві 32-байтні частини даних при читанні та одну 32-байтну при записі. В остаточному підсумку це дозволяє сподіватися на дворазовий приріст продуктивності при роботі з кешем. Що ж стосується кеш-пам'яті третього рівня, то вона залишилася незмінною.

Ми бачимо, що нова архітектура, якщо розглядати традиційний десктопний її варіант виконання, у значній мірі схожа на своїх попередниць. Кардинальних змін у цілому ми не спостерігаємо, при цьому всі додаткові нововведення більшою мірою носять характер оптимізації вже наявних напрацювань. Природно, ми можемо очікувати більш високий рівень продуктивності нового покоління процесорів, однак це буде можливо, скоріше, за рахунок використання нових інструкцій, тобто використання оптимізованих додатків, ніж за рахунок безпосереднього росту обчислювальних можливостей.

Поряд з напрацюваннями нової архітектури ми пропонуємо глянути на особливості та модифікації переробленого графічного ядра. Архітектура Haswell принесла наступні нововведення: практично у всіх моделях CPU сімейств Intel Core i5/i7 використовується відеоядро Intel HD Graphics 4600. Воно містить 20 уніфікованих шейдерних процесорів, два блоки растеризації та чотири текстурні модулі. Відмінною рисою відеоприскорювача нового покоління є сумісність із DirectX 11.1. Крім цього збереглася підтримка API OpenCL 1.2 і DirectCompute 5.0, що дає приріст у неграфічних обчисленнях. Також у новому поколінні iGPU з'являється можливість виведення зображення на 3 монітори, а апаратний блок декодування Quick Sync, який входить до його складу, здатний забезпечити збільшення швидкості обробки відеоконтенту. Відзначимо також, що розробники ввели нову систему класифікації графічних адаптерів, яка допоможе розмежувати можливості того або іншого рішення.

На жаль можливості настільних систем будуть обмежені, так що в них ми найчастіше побачимо графічні адаптери рівнів GT1 і GT2. Так, відеоприскорювачі GT1 мають 6 уніфікованих шейдерних процесорів і більшою мірою нагадують наявні графічні ядра Intel HD Graphics. GT2 – це адаптери нового покоління Intel HD Graphics 4600. Що ж стосується GT3 і GT3е, то дані модифікації графічного ядра орієнтовані на мобільні рішення.

Якщо графічне ядро рівня GT3 являє собою більш продуктивний варіант, у якому кількість шейдерних процесорів і супутніх блоків збільшена в 2 рази, то GT3е буде мати у своєму активі ще й швидку eDRAM-пам'ять обсягом 128 Мбайт, а також 512-бітну шину даних. Адже всі ми знаємо, що вузьким місцем у будь-якій інтегрованій графіці є те, що для зберігання даних використовується оперативна пам'ять, яка є повільнішою за ядро.

Тому ми можемо цілком виправдано сподіватися на дійсно відчутний приріст продуктивності графічного ядра, про що свідчать проведені виробником серії тестів.

Звичайно ж, ми не можемо обійти стороною і нові мікросхеми системної логіки. Восьма серія чіпсетів, як ми вже говорили, зберегла свое одночіпове компонування і трохи розширила свій функціонал.

Як ви бачите з порівняльної таблиці, зміни більшою мірою носять косметичний характер. При збереженій загальній кількості SATA і USB портів кількість інтерфейсів підключення USB 3.0 зросла до 6, а всі порти SATA стали сумісні з SATA 6 Гбіт/с. Також у нових чіпсетах уже повною мірою використовується контролер xHCI (eXtended Host Controller Intarface). Він забезпечує розширені можливості керування передачею даних між системною платою та периферією.

Ще однією зміною в новій платформі, яка порадує любителів оверлокінгу, є розширення інструментарію для розгону процесора. За аналогією з платформою Socket LGA2011, яка успішно себе зарекомендувала, з'явився додатковий множник, який забезпечить збільшення BCLK до позначки 125/167 МГц без втрати стабільності контролерів шин DMI і PCI Express на підвищених частотах. Адже саме вони були основними причинами низького розгінного потенціалу попередніх поколінь CPU.

Так чи інакше, але на даний момент модельний ряд процесорів для настільних ПК представлений наступними варіантами. По вже звичній традиції в першу чергу представники компанії анонсували високопродуктивні ЦП сімейств Intel Core i5/i7. Серед них будь-який покупець здатний знайти рішення у відповідності зі своїми потребами, чи то з метою складання економічної системи або ж орієнтованої на серйозний розгін.

Ми ж у даному матеріалі познайомимося із процесором Intel Core i5-4670K. Як ви вже здогадуєтеся, він має розблокований множник і підійде для ентузіастів оверклокінгу.

Зовнішній вигляд і оформлення

Роздрібна упаковка коробкової версії CPU повинна мати оформлення наведене вище, яке, як звичайно, доповнюється вказівкою на лицьовій стороні інформації про те, яка саме модель знаходиться усередині. Крім того, на одній зі сторін обов'язково повинна бути присутня наклейка з усіма необхідними штрих-кодами та короткими технічними характеристиками. Подібні висновки ми робимо винятково на підставі загальної тенденції рішень компанії, які постачаються на ринок.

Усередині роздрібної упаковки будуть знаходитися: процесор, кулер, гарантійне зобов'язання, посібник користувача та фірмовий стікер. У нашому ж випадку на тестуванні знаходиться інженерний семпл, так що переконатися в оформленні упаковки й її комплектації ми, на жаль, поки що не можемо.

На процесорній кришці роздрібного екземпляра Intel Core i5-4670K повинне бути присутнє основне маркування, яке допомагає ідентифікувати модель. Також воно повинне повідомляти номінальну частоту CPU. У нашому випадку явно зазначені тільки тактова частота та місце виробництва - Малайзія.

Ви бачите, що тильна сторона процесора досить сильно відрізняється від свого попередника. Кількість елементів, які винесені на зовнішню частину, досить сильно скоротилася. Звертаємо вашу увагу на те, що новий процесорний роз’єм Intel Socket LGA1150 не сумісний з LGA1155.

Специфікація

 

Все цены на Intel+i5-4670K

Дані специфікації озвучені й, у цілому, вражають, хоча якщо придивитися, то здебільшого вони нагадують модель Intel Core i5-3570К. Ми бачимо, що досить високе значення тактової частоти та наявність чотирьох фізичних ядер здатні задовольнити потреби досить вимогливих покупців. Якщо врахувати, що множник розблокований, то можна сподіватися на пристойний розгінний потенціал, який в остаточному підсумку забезпечить ще більшу продуктивність.

Що ж стосується основних характеристик тестованого процесора, то утиліта CPU-Z підтверджує дані специфікації.

Згідно з її показами, ми бачимо, що процесор виготовлений за технологією 22 нм, напруга на ядрі становить 1,085 В. Тактова частота процесора на момент зняття показів склала 3405 МГц, тобто приблизно відповідає базовому значенню 3,4 ГГц.

Як і будь-яке інше рішення, яке належить до модельного ряду Intel Core i5, даний ЦП має у своєму активі технологію Intel Turbo Boost 2.0. При її активації частота ЦП зростає до позначки 3,8 ГГц у випадку подачі навантаження на CPU.

Найцікавіший нюанс прояснюється при простої системи. Як це не дивно, але тактова частота знижується до позначки 800 МГц і це не жарт, при цьому напруга знижується до 0,68 В. Так що ми цілком можемо очікувати, що системи на базі новинок буде ще більш економною у випадку простою.

Кеш-пам'ять ЦП розподілена аналогічно рішенням як на базі архітектури Sandy Bridge, так і Ivy Bridge. По 64 КБ кеш-пам'яті першого рівня на ядро, з яких 32 КБ призначені для кешування даних і стільки ж для інструкцій, по 256 КБ кеш-пам'яті другого рівня на кожне ядро та кеш-пам'ять L3 є спільною для всього процесора, а її обсяг рівний 6 МБ. Незважаючи на те, що зовнішніх ознак змін ми в цьому випадку не бачимо, однак ми пам'ятаємо, що пропускна здатність кеш-пам'яті L1 і L2 збільшилася, так що подивимося на результати вимірювання продуктивності.

Двохканальний контролер пам'яті DDR3 здатний підтримувати пам'ять як DDR3-1333, так і DDR3-1600. Ми будемо виконувати тестування, виставивши частоту модулів до рівня максимальної, яка заявлена виробником.

Як уже згадувалося в специфікації, процесор Intel Core i5-4670K оснащений вбудованим графічним ядром Intel HD Graphics 4600. Нове покоління графіки потенційно повинне показати більш високий рівень продуктивності, адже в активі є цілих 20 обчислювальних блоків замість 12 в Intel HD Graphics 3000 і 16 - Intel HD Graphics 4000.

На момент зняття показів частота відеоядра склала 600 МГц, однак при вирішенні серйозних завдань даний показник збільшується до позначки 1200 МГц. Враховуючи ті нововведення, які відбулися із вбудованою графікою, цілком можна чекати, що вона забезпечить більш широкі можливості вирішення поставлених завдань ніж Intel HD Graphics 4000.

Тестування