Дата:   24.11.2017 г.
Время:
 
 
Профессионалам и любителям
ПРОСТО * ДОСТУПНО * ИНТЕРЕСНО
01796
Подписной
индекс
Опрос
Какой у вас процессор?
Погода
 
Архив - Core i3, i5, i7:чем выше, тем быстрее и дороже. ч. 1 - Журнал «Компьютер»
Core i3, i5, i7:чем выше, тем быстрее и дороже. ч. 1
№ 5-6'2011     Валентин Матвеев   сайт автора    Тема: Железо     ( Прочитано 10274 раз )
 
Здравствуйте, уважаемая редакция.
Выписываю ваш журнал с 2005 года (в 2004 покупал в киосках). Большое спасибо за интересные и актуальные темы. Очень хотелось бы на страницах любимого журнала прочитать о новой серии процессоров Intel Core i3, i5, i7.
Что они из себя представляют, чем отличаются? Стоит ли выкладывать на 500 гр. больше за i5, или купить i3? А также хотелось бы посмотреть сравнительную характеристику.
Заранее благодарю. Успехов всем Вам в творческой и личной жизни, и ждём от Вас новых интересных выпусков.
Валерий Валерьевич
 
Тема данной статьи уже давно витала в воздухе, но мы всё как-то ждали, чем закончатся все эти бесконечные анонсы новых процессоров. И теперь спокойно можем познакомиться с ними поближе.
 
Давайте знакомиться: Core i
 
Все процессоры семейства “i” построены на основе новейшей микроархитектуры Nehalem, пришедшей на смену Core в конце 2008 года (рис. 1).
 
Рис. 1. Знакомьтесь – Core i7
 
Она отличается несколькими нововведениями:
1) размещением всех ядер на одном кристалле;
2) встроенным 2-х или 3-х канальным контроллером памяти DDR3;
3) системными шинами DMI или QPI, заменившими FSB;
4) кэш-памятью третьего уровня, общей для всех ядер;
5) возможностью встраивания графического ядра в чип;
6) технологией Hyper-Threading, увеличивающей количество виртуальных ядер в два раза;
7) технологией Turbo Boost – автоматический разгон процессора под нагрузкой.
 
Первые Nehalem производились по 45-нм технологии, но с 2010 начался переход на 32-нм. Для установки процессоров требуется материнская плата с разъемами LGA1156 или LGA1366.
На базе архитектуры Nehalem в данный час выпускаются четыре типа настольных процессоров с кодовыми именами: Bloomfield, Clarkdale, Gulftown і Lynnfield. Clarkdale – это 2-х ядерные с 32-нм технологией. Bloomfield и Lynnfield – 4-х ядерные с 45-нм. Gulftown – 32-нм шестиядерные чипы.
Большинство 2-х ядерных i3 и i5 – это Clarkdale, 4-хядерные i5 – Lynnfield, 4-х ядерные i7 – это Bloomfield и Lynnfield, а 6-ти ядерные i7 – Gulftown.
Разница в 4-х ядерных Bloomfield и Lynnfield состоит в интегрированном контроллере памяти. Bloomfield имеет 3-х канальный контроллер, а Lynnfield – 2-х канальный. Это ощутимо выражается в цене.
 
Ядро Bloomfield имеет высокоскоростную системную шину QPI (25,6 Гб/с), связывающую процессор с северным мостом, для обеспечения работы интерфейса PCI Express 2.0, к которому подключается графический ускоритель.
В ядре Lynnfield применяется шина DMI (2 Гб/с), а контролер шины PCI Express 2.0 встроен в сам процессор, что избавляет от необходимости в северном мосте и позволяет применять одночиповый набор системной логики.
Это и было сделано в чипсете Intel P55 Express. Чипы Lynnfield устанавливаются в «массовый» разъем LGA1156, а Bloomfield в LGA1366, предусмотренный для топовых систем.
 
Кстати с набором системной логики P55 могут работать и Core i3/i5 (Clarkdale), но чипсет не поддерживает встроенное в них видеоядро GMA HD, позволяющее обойтись без дискретной видеокарты в том случае, если пользователь не намерен играть в игры, а только работать или смотреть HD видео.
Процессоры со встроенным контроллером памяти поддерживают только память DDR3. Для сравнения Сore 2 Duo совместим с DDR3 и DDR2, поскольку контроллер реализован на уровне системной логики.
Почти забытая технология Hyper-Threading возвращена во всех процессорах для сокетов LGA1156 и LGA1366, кроме Core i5-750. Это позволяет создать дополнительные виртуальные ядра для ускорения многопоточных программ, например, видеокодеков.
 
Кратко о Core i3
 
Intel Core i3 – семейство процессоров x86-64 от Intel, способное выполнять аж четыре потока команд, но будут всегда работать на стартовой частоте, умея лишь снижать ее при необходимости, т.е. в них нет поддержки Turbo-Boost (рис. 2).
 
Рис. 2. Пришел Core i3 и победил
 
По уровню производительности стоят на самой низкой ступени. Имеют встроенный контроллер памяти и графический процессор (в корпусе процессора, но на отдельном кристалле, рис. 3). Как и другие процессоры для гнезда LGA1156, они соединяются с чипсетом через шину DMI.
 
 
Рис. 3. Процессор Core i3
 
В результате разгона, например, процессора Intel Core i3-550 до частоты 4,4 ГГц средний прирост производительности может составить 23%, что не так уж и плохо, причем в синтетических тестах увеличение достигает порой даже 38%.
 
Core i5
 
Позиционируется как процессоры среднего уровня цены и производительности, между более дешёвым Core i3 и более дорогим Core i7 (рис. 4).
 
 
Рис. 4
 
Они имеют встроенный контроллер памяти и Turbo Boost. Многие имеют встроенный графический процессор. Как и другие процессоры для LGA1156, Core i5 соединяются с чипсетом через шину DMI (рис. 5).
 
 
Рис. 5. Нагота Core i5 ;)
 
Очевидно, это устройство, способное выполнять четыре потока команд. А вот тут уже возможны варианты: это либо 4-х ядерный процессор без Hyper-Threading, как уже выпущенный Core i5 750, либо двухъядерный с оной.
Более привилегированная серия процессоров Core i5 (рис. 6) удостоилась поддержки технологии Trusted Execution Technology (Intel TXT), которая обеспечивает повышенную безопасность.
 
 
Рис. 6. Чип Core i5
 
Надо отметить, что на примере Core i5-650, семейство Core i5 показывает серьезный разгонный потенциал архитектуры Nehalem, независимо от того, на каком ядре реализован процессор.
Данную модель удается разогнать до 4676 МГц повышением множителя до 25 и частоты шины до 187 МГц. Прирост частоты составляет 46%, а прирост производительности в среднем 26%, что весьма впечатляет.
 
Core i7
 
Это процессоры верхнего уровня (рис. 7). Что требуется от процессора, чтобы попасть в этот класс? Умение выполнять восемь потоков вычислений. Замечу, что речь не о ядрах, а именно о потоках.
Ведь в самых ближайших планах компании настоящих 8-ми ядерных процессоров нет. Восемь потоков нам обеспечивает как раз четыре ядра и поддержка Hyper-Threading.
 
 
Рис. 7. Жемчужина семейства Core i7
 
У процессоров для гнезда LGA1366 системная шина FSB заменена на QPI. Материнская плата должна использовать чипсет, который поддерживает QuickPath Interconnect (QPI), как, например, чипсет Intel X58. Core i7 не предназначен для многопроцессорных материнских плат, поэтому имеется только один интерфейс QPI.
Контроллер памяти в Core i7-9xx поддерживает до 3-х каналов памяти, и в каждом может работать один или два блока памяти только стандарта DDR3 (1333 МГц). Поэтому материнские платы с сокетом LGA1366 поддерживают до 6 планок памяти, а не 4, как Core 2. Контроллер памяти в Core i7, i5 и i3 на сокете 1156 (рис. 8) по-прежнему двухканальный.
 
 
Рис. 8. Камень Core i7
 
Данное семейство процессоров тоже очень хорошо разгоняется. Взять хотя бы Core i7-860, который при напряжении питания ядра почти 1,3 В стабильно может работать на частоте 4074 МГц, а это на 1200 МГц больше номинальной частоты (разгон составляет 42%).
А вот модель Core i7-950 в разгоне способна по-настоящему раскрыть потенциал линейки. Разогнанный процессор уверенно берет частоту 4209 МГц при напряжении 1,312 В, благодаря повышению частоты шины до 183 МГц, т.е. на 37,6%!
Отличный результат при некритичном повышении напряжения. Память при этом стабильно функционирует на частоте 732 МГц (DDR3 1464 МГц). Проблем с охлаждением в таком режиме не замечено,
 
Модели
 
Для наглядности всю информацию я свёл в таблицы.
 
Таблица 1. Серии семейства процессоров Core i

Серия

Core i3-5xx

Core i5-6xx

Core i5-7xx

Core i7-8xx

Core i7-9xx

Core i7-9x5

Core i7-970

Core i7-980X

Ядро

Clarkdale

Clarkdale

Lynnfield

Lynnfield

Bloomfield

Bloomfield

Gulftown

Gulftown

Год

2010

2010

2009

2009

2008

2008

2010

2010

Ядер

2

2

4

4

4

4

6

6

Разъем

LGA1156

LGA1156

LGA1156

LGA1156

LGA1366

LGA1366

LGA1366

LGA1366

Контроллер памяти

2 канала

2 канала

2 канала

2 канала

3 канала

3 канала

3 канала

3 канала

Тех.процесс

32 нм

32 нм

45 нм

45 нм

45 нм

45 нм

32 нм

32 нм

Hyper-Threading

Да

Да

Нет

Да

Да

Да

Да

Да

Контроллер PCI-E 2.0

16 линий

16 линий

16 линий

16 линий

Нет

Нет

Нет

Нет

Ядро Intel HD Graphics, МГц

733

733

(900 на i5-661)

Нет

Нет

Нет

Нет

Нет

Нет

TurboBoost

Нет

Да

Да

Да

Да

Да

Да

Да

TDP, Вт

73

73

95

95

130

130

130

130

Множ. разблокирован

Нет

Нет

Нет

Нет

Нет

Да

Нет

Да

 
Таблица 2. Мобильные процессоры с двумя ядрами, способные выполнять четыре потока команд

Процессор

Частота, ГГц

Turbo Boost, ГГц

GPU, МГц

Core i7-620M

2,66

3,33

500-766

Core i5-540M

2,53

3,06

500-766

Core i5-520M

2,4

2,93

500-766

Core i5-430M

2,26

2,53

500-766

Core i5-350M

2,26

Нет

500-766

Core i5-330M

2,13

Нет

500-766

Core i7-640LM

2,13

2,93

266-566

Core i7-620LM

2

2,8

266-566

Core i7-640UM

1,2

2,26

166-500

Core i7-620UM

1,06

2,13

166-500

Core i7-520UM

1,06

1,86

166-500

 
Таблица 3. Настольные процессоры с двумя ядрами, способными выполнять четыре потока команд

Процессор

Частота, ГГц

Turbo Boost, ГГц

GPU, МГц

Core i5-670

3,46

3,73

733

Core i5-661

3,33

3,6

900

Core i5-660

3,33

3,6

733

Core i5-650

3,2

3,46

733

Core i3-540

3,06

Нет

733

Core i3-530

2,93

Нет

733

 
Таблица 4. Процессоры с двумя ядрами, способные выполнять четыре потока команд, для встраиваемых систем

Процессор

Частота, ГГц

Turbo Boost, ГГц

ECC

TDP, Вт

Core i7-620M

2,66

3,33

Нет

35

Core i7-610E

2,53

3,2

ECC

35

Core i7-610LE

2

2,8

ECC

25

Core i7-610UE

1,06

2,13

ECC

18

Core i5-520M

2,4

2,93

Нет

35

Core i5-520E

2,4

2,93

ECC

35

Core i5-660

3,33

3,6

ECC

73

Core i3-540

3,06

Нет

ECC

73

 
Таблица 5. Процессоры с четырьмя ядрами для встраиваемых систем.

Процессор

Частота, ГГц

Turbo Boost, ГГц

TDP, Вт

Потоки

Core i7-860

2,8

3,46

95

8

Core i5-750

2,66

3,2

95

4

 
Память для Core i
 
Сокет LGA1156, напомню, поддерживает только два канала памяти, а поддержка трех каналов памяти эксклюзивная особенность LGA1366. Какие преимущества даёт трёхканальный режим работы с памятью?
Имеет ли смысл брать самый дешевый Core i7-9xx, только ради трехканальной памяти? Для этого вкратце опишу результаты исследований работы 2-х и 3-х канальной памяти при решении разных задач.
При сжатии данных и компиляции программ 2-х канальный режим всегда впереди, поскольку скорость выполнения таких задач больше зависит от объема кэша и частоты процессора.
В случае кодирования аудио, преимуществ в производительности не имеет ни один режим – скорость работы одинакова как в одно, так и в 2-х и 3-х канальном режиме.
Происходит это, поскольку аудиокодеки ещё плохо оптимизированы под многоядерность, да и оптимизировать там особенно нечего. А скорости одноканального режима памяти хватает с лихвой, чтобы загрузить работой однопотоковый кодек.
При кодировании видео преимущество 3-х канального режима памяти налицо, поскольку программы кодирования видео работают с несколькими потоками, которым суммарно требуется скоростной канал памяти. При таких больших объемах данных кэш, каким бы объемным он ни был, не играет особой роли.
В работе с 3D и 2D-графикой 3-х канальный режим проигрывает перед 2-х канальным и даже одноканальным режимом. Вообще разница прироста производительности между 2-х и 3-х канальным режимом памяти редко превышает 1-2%.
Напрашивается вывод, что для обычных настольных задач третий канал памяти просто не нужен. Три канала памяти оправдывают себя в серверных решениях, но не в домашнем компьютере.
Там они просто останутся незадействованными. А зачастую и не дадут ожидаемого прироста производительности. Лучше много медленной памяти, чем мало, но быстрой.
 
Технология Turbo Boost
 
Пожалуй, самой заметной технологией в новых процессорах стала обновленная версия Intel Turbo Boost, которая управляет производительностью процессора в зависимости от требований приложения.
По сути, это штатная технология разгона процессора, покрываемая гарантийными обязательствами производителя. Turbo Boost включается и выключается через BIOS и работает полностью в автоматическом режиме.
При этом, во избежание повреждения процессора, функция активируется только при достаточной мощности блока питания, правильно настроенной материнской плате и эффективном охлаждении.
Схема управления ядрами позволяет производить отключение до трех процессорных ядер, параллельно увеличивая процессорный множитель, что делает остальные ядра более быстрыми, и обеспечивает ускорение выполнения неоптимизированных под многоядерность приложений (рис. 9).
 
 
Рис. 9. Turbo Boost в действии
 
Например, во время выполнения однопоточных задач процессоры Core i7-860 и Core i7-870 способны увеличить множитель на пять, отключая три неиспользуемых ядра, что соответственно увеличивает частоту одного активного на 665 МГц (5x133 МГц).
В двухпоточных приложениях производительность также увеличивается достаточно ощутимо – на четыре шага множителя. При этом и во время активного использования трех и четырех ядер процессор может немножко ускоряться – на один шаг.
Однако, одним из важных моментов работы технологии, на чем акцентирует внимание Intel, является то, что не зависимо от режима работы и загрузки процессора его энергопотребление (TDP) не выходит за рамки номинального значения.
Конфигурации увеличения множителей для разных процессоров смотрите в таблице 6.
 
Таблица 6. Увеличение множителя технологией Turbo Boost

Процессор

Частота, МГц

4 активных ядра

3 активных ядра

2 активных ядра

1 активное ядро

Core i7-870

2930

2

2

4

5

Core i7-860

2800

1

1

4

5

Core i7-750

2660

1

1

4

4

Core i7-975

3330

1

1

1

2

Core i7-950

3060

1

1

1

2

Core i7-920

2660

1

1

2

2

 
Энергопотребление Nehalem на 30% меньше аналогов Core при сравнимой продуктивности.
 
Продолжение следует…

 
 
На главную страницу На предыдущую страницу На начало страницы
 
 
 
 
 
2009 - 2017 © СПД Зайцев А.Б.
Сайт является средством массовой информации.
При перепечатке и цитировании в печатных СМИ ссылка на журнал "Компьютер" обязательна.
При перепечатке и цитировании в Интернете обязательна активная гиперссылка на сайт Comput.com.ua, не закрытая для индексирования.
Украина онлайн Рейтинг@Mail.ru Рейтинг Сайтов YandeG