Огляд шестиядерного процесора Intel Core i7-3930K архітектури Sandy Bridge-E для LGA 2011
14-11-2011
Сьогодні, 14 листопада, відбулася демонстрація деякого «переродження» мікроархітектури Sandy Bridge, що сподобалася багатьом власникам сучасних обчислювальних систем. Компанія Intel продовжує свою концепцію « Тік-Так», згідно з якою раз у два роки відбувається переведення виробництва на новий більш тонкий техпроцес («Тік»), а через рік представляє громадськості нову архітектуру, яка випускається за допомогою вже освоєного техпроцесу («Так»). Цього разу «цвяхом» програми стали процесори High-End класу сімейства Intel Core i7 другого покоління для ентузіастів і рішення завдань максимальної складності, виготовлені по 32-нм техпроцесу для платформ з новим процесорним роз’ємом Socket LGA 2011.
Новинки випускаються в період «Так» і фактично є завершенням розвитку архітектури Sandy Bridge для поточного техпроцесу. А в наступному році нас очікує освоєння нового 22-нм техпроцесу («Тік») і відповідно вихід на ринок Ivy Bridge.
Цілком логічним може бути питання про те, яким же чином розробники досягли збільшення продуктивності. Для того щоб на нього відповісти варто глянути на схему процесора. В першу чергу кристал ЦП звільнили від графічної складової, яка вже неактуальна для систем High-End класу, і замість неї розмістили ще 2 обчислювальних ядра, здатних обробляти по 2 потоки кожний. Таким чином і відбулася поява цих «гігантів», архітектура яких одержала назву Sandy Bridge-Е.
Одночасно зі збільшенням кількості активних ядер CPU відбулася деяка реорганізація і інших його складових. В першу чергу це торкнулося контролера пам'яті, який тепер став 4-канальним і з'явилася номінальна підтримка DDR3-1600. Якщо глянути на вже наявні продукти компанії, то «екстрим-рішення» для LGA 1366 мали 3-канальний контролер пам'яті, а для самої архітектури Sandy Bridge рідними є 2 канали. Крім контролера пам'яті, істотні зміни відбулися і у контролері шини PCI-Express 2.0. Тепер він оснащений 40 лініями PCI-Express проти 16 в Sandy Bridge, але по колишньому оснащений підтримкою декількох відеокарт, об'єднаних за технологіями AMD CrossFireX або NVIDIA SLI, при цьому варіанти конфігурації можуть бути досить різними: 2х16 і 1х8, 1х16 і 3х8 або 1х16 плюс 2х8 і 2х4. Швидше за все, стільки ліній PCI-Express будуть затребувані для серверів, у яких встановлені обчислювальні карти, додаткові RAID-контролери і т.ін. Очікувалося, що нові процесори будуть підтримувати і PCI-Express 3.0, але в їх поточній ревізії підтримка прискореної шини PCI-Express не реалізована.
У зв'язку з тим, що новинки вийшли для нової платформи, то цілком логічним є і поява нового набору системної логіки. Платформи з Socket LGA 2011 оснащені чіпсетом Intel X79 Express (докладніше про нього читайте в огляді материнської плати MSI X79A-GD65 (8D)), який складається з однієї мікросхеми і пов'язаний з процесором шиною DMI з пропускною здатністю 20 ГБ/с. Він підтримує 8 ліній PCI-Express 2.0, 4 порту SATA 2.0 (3.0 ГБ/с) і 2 порту SATA 3.0 (6.0 ГБ/с) з можливістю організації RAID-масивів рівня 0, 1, 10 і 5. Також чіпсет підтримує до 14 портів USB 2.0. А ось підтримки USB 3.0 і PCI в Intel X79 немає. Додаткові порти SATA/SAS, USB 3.0 і шина PCI можуть бути реалізовані сторонніми контролерами.
На даний момент сімейство процесорів Intel Core i7 другого покоління нараховує 5 моделей, при цьому нову платформу підтримують тільки два (Intel Core i7 3960Х и Intel Core i7 3930 ДО), які і були сьогодні представлені, а в першому кварталі 2012 року очікується вихід ще одного більш доступного процесора Intel Core i7 3820. Відмінною рисою новинок є тепловий пакет 130 Вт на відміну від 95 Вт, характерних для CPU з LGA 1155, і розблокованого множника.
Серед представлених сьогодні 2-х CPU на тестування до нас у лабораторію потрапив інженерний семпл ЦП Intel Core i7-3930К, який позиціонується виробником для рішення особливо вимогливих завдань і ігор. Що ж стосується Intel Core i7-3960Х, то він скоріше підійде для ентузіастів оверлокінга і є своєрідною «заміною» Intel Core i7-990X Extreme Edition.
Упаковка процесора в роздрібному продажі має такий вигляд.
Достатньо одного швидко погляду на неї і одразу стає помітна приналежність процесора до модельного ряду високопродуктивних ЦП Intel Core другого покоління.
Сам же процесор мало чим відрізняється від своїх «братів» по виробнику. На процесорній кришці роздрібного Intel Core i7-3930К повинно бути основне маркування, яке допомагає ідентифікувати модель, а також повідомлятися номінальна частота, об'єм кеш-пам'яті і вимоги до системи живлення. На інженерному семплі зазначені тільки тактова частота і місце виробництва – Коста Ріка.
Здавалося б, все так само, однак є одне «але» - це розміри. Зверніть увагу на габарити самого процесора в порівнянні з ЦП для LGA 1155 і LGA 1366.
Процесори зліва направо: для LGA 2011, для LGA 1366, для LGA 1155
Ви бачите, що нарощування продуктивності не обходиться і без збільшення розмірів кристалу.
Тильна сторона процесора значно змінена. Звертаємо вашу увагу, що процесорні роз’єми LGA 2011 і LGA 1155 абсолютно ніяк не пов'язані, незважаючи на те, що процесори засновані на одній мікроархітектурі.
Сам процесорний роз’єм на материнській платі виглядає ось так.
Вирізняється він наявністю 2-х притискних скоб, що пов'язане в першу чергу з габаритами процесора. Для нормального функціонування потрібно забезпечити рівномірний контакт ЦП і процесорного роз’єму.
У зв'язку з тим, що разом з процесорами фактично анонсувався новий процесорний роз’єм, який суттєво відрізняється від попередніх, то були представлені і фірмові системи охолодження компанії Intel.
Самі системи охолодження будуть продаватися в подібних упаковках.
Звертаємо вашу увагу, у презентаційних слайдах виробник згадує про сумісність цих систем охолодження з процесорами на базі архітектури Ivy Bridge і Ivy Bridge-E, з чого можна зробити висновок про те, що в не настільки віддаленому майбутньому після виходу Ivy Bridge будуть представлені CPU і для ентузіастів - Ivy Bridge-E. За традицією повітряна система охолодження рекомендується для робочих станцій, які функціонують у номінальних режимах, а водяна для оверлокерів. Відмінною рисою для роз’єму LGA 2011 є гвинтове кріплення.
Специфікація:
Модель |
Intel Core i7-3930К |
Маркування |
QB7C |
Процесорний роз’єм |
LGA2011 |
Тактова частота, МГц (базова) |
3200 |
Максимальна тактова частота в режимі Turbo Boost, МГц |
3800 |
Множник |
х12 - х32 |
Частота шини, МГц |
100 |
Об'єм кеш-пам'яті L1 (Дані Інструкції), КБ |
6x32 6x32 |
Об'єм кеш-пам'яті L2, КБ |
6x256 |
Об'єм кеш-пам'яті L3, MБ |
12 |
Ядро |
Sandy Bridge-E |
Кількість ядер/потоків |
6/12 |
Підтримка інструкцій |
MMX, SSE, SSE2, SSE3, SSSE3, SSE4.1, SSE4.2, AES, EM64T, АVX |
Пропускна здатність QPI, ГТ/с |
6,4 |
Напруга живлення, В |
--- |
Потужність, що розсіюється, Вт |
130 |
Критична температура, °C |
--- |
Техпроцес, нм |
32 |
Підтримка технологій |
Enhanced Halt State (C1E) |
Специфікація контролера пам'яті | |
Максимальний об'єм пам'яті, ГБ |
128 |
Типи пам'яті |
DDR3-1600 |
Кількість каналів пам'яті |
4 |
Максимальна пропускна здатність, ГБ/c |
51,2 |
Підтримка ECC |
немає |
Згідно специфікації ми бачимо, що не таке вже високе значення частоти процесора цілком може пояснюватися використанням 4-канального контролера пам'яті, який підтримує роботу з пам'яттю аж до DDR3-1600. Зміна пропускної здатності з 25,6 Гбайт/с до 51,2 Гбайт/с є серйозною заявкою на збільшення обчислювальних можливостей, однак про реальне збільшення в продуктивності можна казати тільки після проведення тестів. Значні розміри кеш-пам'яті 3-го рівня говорять про потенційно гарну роботу в завданнях пов'язаних з архівуванням або кодуванням.
Робота в номінальному режимі
Робота в режимі Turbo Boost
Процесор Intel Core i7-3930K належить до сімейства Sandy Bridge-Е. У номінальному режимі він працює на частоті приблизно 3200 МГц, при цьому напруга на ядрі становить 1,152 В. Звичайно ж 4-канальний контролер пам'яті це добре, однак одним з часто виникаючих питань на просторах Internet є відсутність підтримки PCI-Express 3.0 для сучасних пристроїв. На жаль, відповідь на нього так досі і залишається не знайденою, тому що розробники з цього приводу нічого не говорять.
Явною спадщиною Sandy Bridge стала асоціативність кеш-пам'яті. У процесорі Intel Core i7-3930K характерно наступний її розподіл: кеш-пам'ять першого рівня становить по 64 КБ на ядро, з яких 32 КБ призначає для кешування даних і стільки ж для інструкцій; кеш-пам'ять другого рівня має об'єм по 256 КБ на кожне ядро; кеш L3 є загальною для всього процесора і її об'єм дорівнює 12 МБ. Для кеш-пам'яті L1 і L2 характерні 8 ліній асоціації, а для L3 – 16.
Чотириканальний контролер пам'яті DDR3 процесора Intel Core i7-3930K номінально здатний підтримувати пам'ять DDR3-1066, DDR3-1333 і DDR3-1600. Ми ж проводимо тестування на частоті 1333 МГц з метою одержання порівнянних результатів з показниками продуктивності інших CPU.
Під час тестування використовувався Стенд для тестування Процесорів №1
Материнські плати (AMD) | ASUS M3A32-MVP DELUXE (AMD 790FX, sAM2+, DDR2, ATX)GIGABYTE GA-MA790XT-UD4P (AMD 790X, sAM3, DDR3, ATX) |
Материнські плати (AMD) | ASUS F1A75-V PRO (AMD A75, sFM1, DDR3, ATX)ASUS SABERTOOTH 990FX (AMD 990FX, sAM3+, DDR3, ATX) |
Материнські плати (Intel) | GIGABYTE GA-EP45-UD3P (Intel P45, LGA 775, DDR2, ATX)GIGABYTE GA-EX58-DS4 (Intel X58, LGA 1366, DDR3, ATX) |
Материнські плати (Intel) | ASUS Maximus III Formula (Intel P55, LGA 1156, DDR3, ATX)MSI H57M-ED65 (Intel H57, LGA 1156, DDR3, mATX) |
Материнські плати (Intel) | ASUS P8Z68-V PRO (Intel Z68, sLGA1155, DDR3, ATX)ASUS P9X79 PRO (Intel X79, sLGA2011, DDR3, ATX) |
Кулери | Noctua NH-U12P + LGA1366 KitScythe Kama Angle rev.B (LGA 1156/1366)ZALMAN CNPS12X (LGA 2011) |
RAM | 2х DDR2-1200 1024 МБ Kingston HyperX KHX9600D2K2/2G2/3x DDR3-2000 1024 МБ Kingston HyperX KHX16000D3T1K3/3GX |
Відеокарти | EVGA e-GeForce 8600 GTS 256 МБ GDDR3 PCI-EASUS EN9800GX2/G/2DI/1G GeForce 9800 GX2 1ГБ GDDR3 PCI-E 2.0 |
Жорсткий диск | Seagate Barracuda 7200.12 ST3500418AS, 500 ГБ, SATA-300, NCQ |
Блок живлення | Seasonic SS-650JT, 650 Вт, Active PFC, 80 PLUS, 120 мм вентилятор |
Як бачимо, шестиядерний процесор Core i7-3930K, що працює на частоті 3,2 ГГц з задіяною технологією Turbo Boost 2.0, досить впевнено перевершує по продуктивності всі раніше протестовані нами моделі ЦП. Найбільш яскраво цю перевагу видно в тестах, які пов'язані з оперативною пам'яттю. Використання чотириканального контролера позитивно вплинуло як і обчислювальної складової процесора, яка практично в 1,5 рази більш продуктивна, ніж у «топового» CPU AMD FX-8150. Звичайно ж, цілком логічне запитання: «А де цю потужність можна застосувати?». Одразу скажемо, що в рядових завданнях відмінностей у продуктивності ви ніяких не відчуєте, однак при виконанні спеціалізованих завдань у математичних, деяких мультимедійних пакетах і додатках для тривимірного моделювання, особливо при використанні додатків орієнтованих під багатопоточність, ви побачите суттєві відмінності. В іграх для власника не буде практично ніяких відчутних змін, ігровий процес буде таким же комфортним, як і при використанні «топових» процесорів для платформи LGA 1155. Однак з Intel Core i7-3930K ви зможете паралельно з грою запустити досить вимогливий додаток і не помітити різниці.
Щодо технології Turbo Boost 2.0 варто сказати, що використовувати її варто, тому що без додаткових фінансових витрат і зайвих маніпуляцій з налаштуваннями ви можете одержати в середньому 6% збільшення продуктивності.
Розгін
Особливу увагу варто приділити методиці розгону процесорів на базі Sandy Bridge-Е. Відзначимо, що розгін CPU на базі архітектури Sandy Bridge виконувався за допомогою зміни множника ЦП, у випадку коли він це дозволяв, і незначної зміни частоти опорної шини (найчастіше вдавалося її підняти з 100 до 105 МГц).
У процесорах Sandy Bridge-Е методика розгону трохи змінилася. Якщо до цього тактова частота визначалася як «Частота ЦП = Множник * Опорну частоту (BCLK)», то тепер це «Частота ЦП = Множник * Опорну частоту (BCLK)*Множник опорної частоти (Reference clock ratio)». Фактично кардинальних змін немає, однак додавання додаткового множника Reference clock ratio (RCR) дозволило виконувати розгін процесорів з заблокованим множником, при цьому він може приймати значення 1.0, 1.25, 1.6. Також є можливість вручну коректувати частоту опорної шини в межах 10% інтервалу.
Ми виконували розгін Intel Core i7-3930K винятково за допомогою множника ЦП, який був збільшений до оцінки х44. Система працювала стабільно при тактовій частоті 4400 МГц, а напруга на ядрі при цьому дорівнювала 1,416 В.
Нам вдалося розігнати ЦП і до оцінки 4500 МГц, однак стабільність системи постраждала, тому що відбувалося її відключення при досягненні температури в 90 градусів Цельсія. Напевно, не даремно виробник пропонує любителям розгону додатково комплектувати процесор і водяною системою охолодження. Але і при прискоренні до 4,4 ГГц повинен бути помітний приріст продуктивності - оцінимо його.
Тестовий пакет |
Результат |
Приріст продуктив | ||
Номінальна частота |
Розігнаний процесор | |||
Futuremark PCMark'05 |
CPU |
13080 |
15527 |
18,71 |
Memory |
12530 |
14866 |
18,64 | |
Graphics |
10413 |
11257 |
8,11 | |
CrystalMark |
ALU |
74002 |
92532 |
25,04 |
FPU |
73583 |
88899 |
20,81 | |
Memory |
78532 |
91746 |
16,83 | |
WinRar, Kb/s |
5137 |
5477 |
6,62 | |
Futuremark 3DMark'06 |
Mark Score |
6885 |
6945 |
0,87 |
CPU Score |
7830 |
9174 |
17,16 | |
CINEBENCH R10 |
Rendering, |
25317 |
28711 |
13,41 |
Shading, |
6822 |
6891 |
1,01 | |
Fritz Chess Benchmark v.4.2, knodes/s |
16181 |
19102 |
18,05 | |
Futuremark 3DMark Vantage v.1.0.1 |
PMark Score |
13124 |
13144 |
0,15 |
CPU Score |
34872 |
35965 |
3,13 | |
World in Conflict v.1.0.0.9, |
Average FPS |
76 |
84 |
10,53 |
Far Cry 2 v.1.00, 1280x1024 |
DirectX 9, |
147,95 |
152,29 |
2,93 |
DirectX 10, |
109,97 |
110,13 |
0,15 |
Після розгону середній приріст продуктивності склав майже 11%. Найбільш чутливими до підвищення тактової частоти процесора виявилися обчислювальні завдання і синтетичні тести для контролера пам'яті. Для них приріст досяг 18-25%. З цього можна зробити висновок про доцільність використання розігнаного Intel Core i7-3930K для вирішення завдань виняткової складності, що ж стосується ігор, то, як ви бачите, далеко не всі з них «відгукнуться» на підвищення частоти CPU, адже в першу чергу продуктивність в іграх залежить від потужності відеокарти або їх зв'язки.
Енергоспоживання
Найменування |
У простої, Вт |
LinХ, Вт |
EVEREST 5.0, Вт |
AMD FX-8150 |
80 |
218 |
208 |
AMD FX-8150 @4615 1,45 В |
178 |
400 |
355 |
AMD Phenom II X4 970 BE |
68 |
197 |
206 |
AMD Phenom II X4 980 |
77 |
210 |
221 |
AMD Phenom II X6 1100T |
74 |
232 |
251 |
Intel Core i3-2100 |
58 |
102 |
89 |
Intel Core i5-2300 |
59 |
133 |
112 |
Intel Core i5-2500K |
59 |
139 |
116 |
Intel Core i7-3930K |
79 |
233 |
177 |
Intel Core i7-3930K @4400 1,41 В |
170 |
352 |
275 |
Intel Core i7-2600K |
58 |
142 |
118 |
Intel Core i7-2600K @4900 1,44В |
70 |
224 |
175 |
З погляду енергоефективності новинка Intel Core i7-3930K не може похвастатися низьким споживанням енергії. Однак у даній ситуації складно дорікнути розробників у недоробці, тому що всі ми розуміємо, що за подібну продуктивність необхідно платити, і розплата виглядає у вигляді підвищеного енергоспоживання. Звісно, при номінальних параметрах система в стані простою споживає трохи більше енергії, що пояснюється наявністю додаткових 2-х ядер, однак при завантаженні енергоспоживання помітно підвищується. Що ж стосується «апетитів» після розгону, то як це не дивно, але Intel Core i7-3930K наближається до AMD FX-8150, однак істотна відмінність у даних ЦП полягає в рівні їх продуктивності. Таким чином, використання Intel Core i7-3930K виправдане в системах,призначених для вирішення особливо вимогливих завдань, але при роботі в номінальному режимі подібні системи цілком можуть використовуватися і у режимі 24/7.
Висновки
Ну що ж, ми з вами познайомилися з новою платформою, орієнтованою на вирішення завдань особливої складності і для ентузіастів. Вражень від Sandy Bridge-Е досить багато. Незважаючи на використання в основі мікроархітектури Sandy Bridge, додаткові 2 обчислювальні ядра, використання чотириканального контролера пам'яті і наявність 40 ліній PCI-Express говорять про орієнтацію новинок на досягнення екстремальних показників продуктивності. Вони можуть викликати потенційну затребуваність для серверів, у яких передбачається встановлення обчислювальних карт, контролерів RAID і т.ін. Відсутність графічного ядра ніяк не вплинуло на привабливість модельного ряду ЦП, тому що для систем класу High-End найпростіший відеоадаптер без власної відеопам'яті не актуальний. Відмінною рисою нової платформи є наявність інструментарію для розгону процесорів з заблокованим множником, що через деякий час буде досить актуальним, тому що вже в першому кварталі 2012 року вийде частково тільки розблокований ЦП Intel Core i7-3820.
Що стосується шестиядерної моделі Intel Core i7-3930K з вільним множником, то його можна вважати гарним вибором для ентузіастів і оверклокерів, які люблять експериментувати. Також відповідно цей процесор зможуть оцінити геймери, які віддають перевагу винятково максимальним налаштуванням в іграх при використанні багатомоніторних і багатовідеокартних конфігурацій, однак складно представити на даний момент ігровий додаток, у якому була б затребувана подібна обчислювальна сила в повному об'ємі. Ви зможете відповідно оцінити можливості ЦП тільки при виконанні спеціалізованих завдань у математичних, деяких мультимедійних пакетах і додатках для тривимірного моделювання, особливо у випадку використання програмних продуктів, орієнтованих під багатопоточність. Єдиними «мінусами» Intel Core i7 3930K можна назвати тільки кінцеву вартість системи і її енергоспоживання, однак всі ми пам'ятаємо, що за високу продуктивність варто і платити відповідно. У випадку розгону потрібно пам'ятати про необхідність придбання ефективної системи охолодження, тому що саме вона може стати каменем спотикання в розкритті всього розгінного потенціалу Intel Core i7-3930K.
Автор: Дмитро Гаранжа
Переклад: Анна Смірнова
Висловлюємо подяку українському представництву компанії Intel за наданий для тестування процесор.
Висловлюємо подяку компаніям ASUS, Kingston і Sea Sonic за надане для тестового стенда обладнання.
Також пропонуємо почитати:
Дослідження ефективності «боксових» кулерів Intel
Оновлена методика тестування процесорів
Опубліковано : 14-11-2011
Підписатися на наші канали | |||||