Процессор Intel Core i7-4770K
Производительность в неигровых приложениях
Системная плата Intel DZ87KLT-75K
В июньском номере, в связи с успешным анонсом компанией Intel нового поколения процессоров Haswell, мы рассказывали о новой архитектуре на примере процессора Intel Core i7-4770, а также сравнивали его производительность с процессором Intel Core i7-3770K на базе микроархитектуры предыдущего поколения Sandy Bridge. Теперь в нашу тестовую лабораторию поступил процессор серии K с разблокированным множителем — Core i7-4770K, о котором и пойдет речь в данной статье. Для его тестирования мы использовали новую системную плату Intel DZ87KLT-75K.
Как мы показали в предыдущей публикации, производительность новых процессоров четвертого поколения ненамного превосходит производительность процессоров на базе микроархитектуры Sandy Bridge. Это объясняется тем, что вычислительное ядро Haswell не претерпело кардинальных изменений по сравнению с вычислительным ядром Ivy Bridge/Sandy Bridge, были лишь улучшены отдельные блоки ядра процессора. Тем не менее модернизация блоков ядра, а также подсистемы памяти сказалась на производительности процессора (обеспечила прирост по сравнению с Sandy Bridge). А вот добавление новых наборов инструкций AVX2, FMA3 и BMI отразится на конечной производительности в приложениях только в тот момент, когда разработчики ПО внедрят поддержку новых инструкций в свое программное обеспечение. Уже сейчас некоторые программные продукты поддерживают новый набор инструкций, но широкое внедрение поддержки этих команд ожидается через несколько месяцев, что в итоге увеличит разрыв в производительности между третьим и четвертым поколением процессоров Intel Core. Напомним, что набор инструкций AVX2 (Advanced Vector Instructions) является расширением набора инструкций AVX, который присутствует в микроархитектуре Sandy Bridge и является логическим продолжением наборов инструкций SSE, SSE2, SSE3 и SSE4. Для обработки данных в инструкциях AVX используются 16 векторных регистров разрядностью по 256 бит, благодаря чему многие операции можно ускорить во много раз. Главное отличие нового набора инструкций заключается в том, что в нем 256-битные операции с AVX-регистрами стали доступны и для целочисленных операнд, в то время как в прежней версии AVX они были возможны только для операнд с плавающей запятой, а для целочисленных операнд — лишь 128-битные операции. Кроме того, в AVX2 улучшена поддержка сдвигов и перестановок в векторных операциях. Есть и новые инструкции, используемые для сборки нескольких (четырех или восьми) несвязанных элементов в один векторный элемент, благодаря чему появилась возможность более полно загружать 256-битные AVX-регистры. Новый набор инструкций FMA3 (Fused Multiply Add) предназначен для проведения операций совмещенного умножения и сложения над тремя операндами, что позволит более эффективно реализовать операции деления, извлечения квадратного корня, умножения векторов и матриц и т.д. Набор FMA3 включает 36 инструкций с плавающей точкой для выполнения 256-битных вычислений и 60 инструкций для 128-битных векторов. В набор команд BMI (Bit Manipulation Instructions) входят 15 скалярных инструкций для битовых операций, работающих с целочисленными регистрами общего назначения, которые в теории позволят ускорить ряд специфических операций, применяемых, например, при шифровании.
После официального анонса новых процессоров четвертого поколения некоторые из них появились в розничной продаже во всем мире, в том числе и в России. Однако если для мобильного рынка доступны процессоры Core i3/i5/i7, то для рынка настольных ПК есть только модели серий Core i5 и i7, а младшие, Core i3, появятся к осени. Достоверно известно лишь то, что процессоры Haswell официально будут называться Intel Core четвертого поколения, а привычное разделение на серии Core i7, Core i5 и Core i3 останется. Как и предыдущие поколения процессоров Intel, модели Haswell маркируются четырехзначным числом, которое начинается с цифры 4 (она обозначает номер поколения процессоров).
Большинство процессоров для настольных ПК оснащены графическим ядром GT2, официальное название которого Intel HD Graphics 4600, однако в некоторые модели, например в Core i7-4770R, Core i5-4670R и Core i5-4570R, будет установлено графическое ядро GT3/GT3e (официальное название — Intel Iris Pro Graphics 5200). Логично предположить, что все настольные процессоры с префиксом R впоследствии будут поставляться с графическим ядром Intel Iris Pro Graphics 5200 (на официальном сайте компании такие процессоры имеют кодовое название Crystal Well, а не Haswell). Мобильные версии процессоров Haswell будут оснащаться графическим ядром либо Iris/Iris Pro, либо HD Graphics. Версии мобильных процессоров в основном будут четырехъядерными, поддерживающими технологию Hyper-Threading (речь идет о семействе мобильных процессоров Core i7). Процессоры для настольных ПК семейств Core i7 и Core i5 также будут преимущественно четырехъядерными, однако технологию Hyper-Threading будут поддерживать только топовые модели семейства Core i7 и двухъядерная модель процессора семейства Core i5. Все процессоры семейств Core i5 и Core i7 будут поддерживать технологию Turbo Boost 2.0. Размер кэша L3 у процессоров семейств Core i7 и Core i5 может составлять 8, 6 и 4 Мбайт, а TDP — от 35 до 84 Вт. Процессоры для настольных ПК имеют разъем LGA 1150 и совместимы только с материнскими платами на базе новых чипсетов Intel 8-й серии. Стоит отметить, что компания Intel привнесла некоторую путаницу в названия процессоров четвертого поколения, так как один и тот же процессор может иметь в названии разные префиксы, которые определяют его параметры. Так, процессор Core i7 4770 поставляется в пяти вариантах, различающихся частотой, TDP, максимальной частотой в режиме Turbo Boost, кэшем и графическим ядром. В нашей статье мы будем рассматривать самый лучший кусочек из всех процессоров четвертого поколения, а именно Intel Core i7-4770K.
Процессор Intel Core i7-4770K
Начиная с первого поколения процессоров Core компания Intel приняла решение маркировать процессоры с разблокированным множителем путем добавления литеры K в название процессора. Такие процессоры представляют собой самые производительные варианты в своих линейках и предназначены в первую очередь для компьютерных энтузиастов, которым не жалко отдавать серьезные деньги за возможность разгона. В частности, Intel Core i7-4770K на данный момент представляет собой самый производительный процессор четвертого поколения Core. Он отличается от Intel Core i7-4770, который рассматривался в предыдущей статье, разблокированным множителем, увеличенной на 50 МГц частотой графического ядра в режиме Boost и отсутствием поддержки технологий vPro и VT-d. Кроме того, Intel Core i7-4770K имеет более высокую базовую тактовую частоту — 3,5 ГГц против 3,4 ГГц у Intel Core i7-4770. В остальном эти процессоры идентичны по своим параметрам. Intel Core i7-4770K является четырехъядерным, поддерживает технологию Hyper-Threading, базовую частоту 3,5 ГГц (в режиме Turbo Boost максимальная тактовая частота может достигать 3,9 ГГц). Процессор наделен кэшем L3 размером 8 Мбайт, графическим ядром Intel HD Graphics 4600, которое работает на тактовой частоте 350 МГц (1,25 ГГц в режиме Boost), а также встроенным двухканальным контроллером памяти, штатно поддерживающим частоту 1600 МГц, и встроенным контроллером PCI Express 3.0 на 16 линий. Итак, при сравнении Intel Core i7-4770K с предыдущим флагманом третьего поколения процессоров Intel Core — Core i7-3770K становится понятно, что большинство их параметров схожи. В то же время новый процессор Intel Core i7-4770K имеет больший TDP (85 Вт), что объясняется увеличением размеров буферов и количества регистров, дополнительными портами функциональных устройств и увеличением пропускной подсистемы памяти процессора. Кроме того, новое графическое ядро Intel HD 4600 также повлияло на размер TDP — Intel заявляет о существенном приросте производительности в 3D-приложениях.
Поскольку процессор Intel Core i7-4770K предназначен для разгона системы, мы приведем полученные нами результаты разгона этого процессора на системной плате Intel DZ87KLT-75K. Однако, прежде чем рассказывать о методике тестирования и приводить его результаты, необходимо остановиться на немаловажном моменте, касающемся разгонных возможностей процессоров Intel. В четвертом поколении процессоров Intel Core существенно снижены разгонные возможности процессоров, не относящихся к K-серии. Если ранее процессоры без приставки K можно было хоть както разгонять, увеличивая частоту системной шины и варьируя напряжение процессора, то теперь у процессоров четвертого поколения такие возможности отсутствуют. Признаемся, это несколько обескураживает — ведь процессоров с разблокированным множителем в линейке Intel раздва и обчелся. Для производителей системных плат создалась патовая ситуация, ведь системные платы на базе чипсета Z87 всегда были ориентированы на разгон процессоров, поэтому большинству пользователей, которые не могут позволить себе иметь процессоры с разблокированным множителем, будет вполне достаточно и плат на базе чипсетов H87. Более того, судя по отзывам в Интернете и нашим личным наблюдениям, новые процессоры с приставкой K, такие как Intel Core i7-4770K, имеют не слишком большой потенциал разгона при воздушном охлаждении. Для их эффективного разгона требуются удачный сэмпл процессора и система азотного охлаждения. Процессоры третьего поколения даже при воздушном охлаждении имели больший потенциал в разгоне, во всяком случае, получить такую же частоту, как на 3770K, нам не удалось.
Производительность в неигровых приложениях
Для тестирования процессора Intel Core i7-4770K мы использовали нашу утилиту ComputerPress Benchmark Script v.12.0, подробное описание которой можно найти в мартовском номере журнала. Напомним, что данная тестовая утилита основана на следующих реальных приложениях:
- Xilisoft Video Converter Ultimate 7.7.2;
- Wondershare Video Converter Ultimate 6.0.3.2;
- Movavi Video Converter 10.2.1;
- Adobe Premier Pro CS 6.0;
- Photodex ProShow Gold 5.0.3276;
- Adobe Audition CS 6.0;
- Adobe Photoshop CS 6.0;
- ABBYY FineReader 11;
- WinRAR 4.20;
- WinZip 17.0.
В качестве показателя производительности используется время выполнения тестовых заданий. Понятно, что по времени выполнения тестовых заданий невозможно оценить производительность процессора. Подобные показатели имеют смысл только в сравнении с некоторыми результатами, принимаемыми за референсные. Это позволяет оценить, во сколько раз (или на сколько процентов) тестируемый процессор более или менее производителен, чем референсный, при выполнении определенной задачи.
Мы сравнивали процессор Intel Core i7-4770K с процессорами Intel Core i7-3770 и Intel Core i7-4770. Для наглядности представления результатов также рассчитывался общий интегральный показатель производительности процессора и интегральные оценки по отдельным группам тестов (видеоконвертирование, создание видеоконтента, аудиообработка, обработка цифровых фотографий, распознавание текста, архивирование и разархивирование данных).
Для расчета интегральной оценки производительности результаты тестирования процессоров Intel Core i7-4770K и Intel Core i7-4770 нормировались относительно результатов процессора Intel Core i7-3770K. Далее нормированные результаты тестов разбивались на шесть логических групп (видеоконвертирование, аудиообработка, создание видеоконтента, обработка цифровых фотографий, распознавание текста, архивирование и разархивирование данных) и в каждой группе рассчитывался интегральный результат как среднегеометрическое от нормированных результатов. Для удобства представления результатов полученное значение умножалось на 1000. После этого рассчитывалось среднегеометрическое от полученных интегральных результатов. Это и есть результирующий интегральный показатель производительности. Для процессора Intel Core i7-3770K интегральный результат производительности, а также интегральные результаты по каждой отдельной группе тестов составляют 1000 баллов.
Поскольку в предыдущей публикации мы уже рассматривали преимущества нового интегрированного графического ядра в процессорах четвертого поколения, здесь мы этого вопроса касаться не стали. Разница в 50 МГц в режиме Boost частоты графического ядра Intel HD 4600 между процессорами Intel Core i7-4770 и Core i7-4770K не столь существенна. Напомним, что, по уверениям Intel, новая интегрированная графика имеет большую производительность по сравнению с предыдущим решением, однако мы выяснили, что даже при настройке на минимальное качество (максимальную производительность) встроенное в процессор Intel Core i7-4770/4770K графическое ядро не позволит играть в современные 3D-игры. Ни в одном из используемых нами бенчмарков среднее значение FPS не поднималось выше 30 FPS, что, конечно же, нельзя признать удовлетворительным результатом. Возможно, графическое ядро Intel Iris/Iris Pro с кодовым названием Intel HD 5200 покажет большую производительность за счет увеличенного количества блоков, но таких процессоров в нашем распоряжении пока нет. Да, новое графическое ядро Intel HD 4600 имеет большую производительность по сравнению с ядром Intel HD 4000, но для большинства современных игр это не означает, что встроенная графика позволит вам обходиться без дискретной графической карты.
Для тестирования процессора Intel Core i7-3770K использовалась системная плата Gigabyte GA-Z77X-UD5H на базе чипсета Intel Z77 Express. Тестирование процессора Intel Core i7-4770 проводилось на системной плате Intel DH87MC на базе чипсета Intel H87 Express. Исследуемый нами процессор Intel Core i7-4770K был протестирован на плате Intel DZ87KLT-75K с чипсетом Z87. Все остальные параметры стенда не менялись и имели следующую конфигурацию:
- память — DDR3-1600;
- объем памяти — 16 Гбайт (два модуля GEIL по 8 Гбайт);
- режим работы памяти — двухканальный;
- видеокарта — процессорное графическое ядро Intel HD 4600/Intel HD 4600;
- накопитель — Intel SSD 520 (240 Гбайт).
Во всех конфигурациях стенда применялась операционная система Microsoft Windows 8 Enterprise (64-bit). Для обеспечения высокой точности результатов все тесты прогонялись пятикратно. Как в случае процессора Intel Core i7-3770K, так и в случае процессора Intel Core i7-4770 тестирование проводилось с настройками UEFI BIOS по умолчанию, то есть режим Intel Turbo Boost был активирован, но никакого разгона процессоров не происходило. Исследуемый процессор Intel Core i7-4770K был протестирован как при штатных настройках, так и в режиме разгона. Для разгона нами использовалась системная плата Intel DZ87KLT-75K о которой нельзя не сказать несколько слов.
Системная плата Intel DZ87KLT-75K
Несмотря на то что компания Intel отказалась от производства системных плат под своим брендом, на рынке появились новые платы с референсным дизайном на базе новой системной логики. Судя по последней информации, Intel полностью не прекратила выпуск плат, но в будущем системные платы для настольных ПК исчезнут из продажи совсем. Если при тестировании процессора Intel Core i7-4770 мы использовали плату Intel DH87MC, то для Intel Core i7-4770K больше подходит системная плата на базе набора системной логики Intel Z87 (Intel DZ87KLT-75K), которая ориентирована на разгон процессоров.
Новая системная плата Intel DZ87KLT-75K выполнена в традиционном для настольных плат Intel дизайне. Текстолит платы окрашен в черный цвет, а радиаторы охлаждения VRM-модулей и чипсета — в синий. Плата имеет формфактор ATX и ориентирована на создание высокопроизводительных рабочих станций и игровых ПК.
На плате присутствуют восемь портов SATA 6 Гбит/с для подключения HDD- и SSD-накопителей, реализованных с помощью встроенного в чипсет Z87 SATA-контроллера и дополнительной микросхемы ASMedia ASM1061, предоставляющей еще два порта SATA. Кроме того, на плате предусмотрено штатное место для установки накопителя с интерфейсом mSATA, порт которого является разделяемым с одним из портов встроенного в чипсет Z87 SATA-контроллера.
Всего плата оснащена 14 USB-портами, часть из которых размещена на самой плате в виде разъемов для подключения. Остальные порты размещены на задней панели (два USB 2.0 и шесть USB 3.0). Большинство портов USB реализовано с помощью интегрированного в чипсет Z87 контроллера, кроме двух дополнительных портов USB 3.0 на задней панели, которые подключены к двум трехпортовым USB 3.0-хабам Genesys Logic GL3520M.
На плате предусмотрены три слота PCI-Express x16, три PCI Express x1 и разъем PCI. Слоты PCI Express x1 реализованы с помощью отдельного коммутатора PLX PEX8606, к которому также подключена микросхема ITE, реализующая слот PCI и SATA-контроллер ASMedia. Отметим, что несмотря на наличие трех слотов PCI Express x16, только два из них могут работать в режиме x8, а третий — всегда в режиме x4. Таким образом, на базе этой платы можно собрать игровой компьютер с тремя видеокартами, но только две из них могут функционировать в режиме CrossfireX или SLI, а оставшуюся видеокарту в последнем слоте можно использовать для обработки физики.
На задней панели системной платы наряду с многочисленными портами USB размещен порт PS/2 для подключения мыши и клавиатуры, разъем IEEE-1394, два разъема RJ-45 сетевых контроллеров, HDMI-разъем, кнопка Back to Bios и порт Thunderbolt. Сетевые контроллеры основаны на двух микросхемах Intel WG1217V. Порт Thunderbolt реализован с помощью распаянной на плате микросхемы Intel Z301T016A.
Аудиоподсистема этой материнской платы построена на базе десятиканального (7.1+2) HD-кодека Realtek ALC898. На тыльной стороне материнской платы имеются пять аудиоразъемов типа mini-jack, а также оптический разъем S/PDIF (выход).
Как и все платы на базе чипсета Intel Z87 Express, плата Intel DZ87KLT-75K поддерживает и такие фирменные технологии, как Intel Smart Response Technology, Intel Smart Connect Technology и Intel Rapid Start Technology. Напомним, что технология Intel Smart Response Technology позволяет использовать небольшой по объему SSD-накопитель в качестве кэша для емкого HDD-диска, в результате чего достигается увеличение производительности дисковой подсистемы. Технология Intel Smart Connect Technology позволяет оставаться подключенным к Интернету и получать почту и прочий контент, даже когда компьютер находится в состоянии «сна», а технология Intel Rapid Start Technology помогает компьютеру быстро выходить из этого режима, перегружаться и загружаться.
Для подключения вентиляторов на плате Intel DZ87KLT-75K предусмотрены шесть четырехконтактных разъема, два из которых отведены под кулеры процессора, а остальные предназначены для подключения корпусных вентиляторов.
Помимо радиатора чипсета плата оснащена еще двумя отдельными радиаторами, которые закрывают MOSFET-транзисторы регулятора напряжения питания процессора. Что касается регулятора напряжения питания процессора на плате Intel DZ87KLT-75K, то он восьмиканальный: шесть каналов питания для вычислительных ядер и два — для встроенного графического ядра.
Пожалуй, одно из главных нововведений, реализованных на плате Intel DZ87KLT-75K, — это новый обновленный UEFI BIOS, который в Intel называют Visual BIOS. Он получился очень удачным, так как в нем все настройки сведены в отдельные меню, имеющие наглядный графический интерфейс. Всё логично, продуманно и функционально.
Результаты тестирования
Результаты тестирования представлены в на рис. 1 и в таблице.
Рис. 1. Интегральные результаты тестирования процессоров
утилитой ComputerPress Benchmark Script v.12.0
Поскольку за точку отсчета были взяты результаты тестирования процессора Core i7-3770K, на полученной диаграмме видно, что результаты процессоров Core i7-4770K и Core i7-4770 в штатном режиме работы практически одинаковы. Прирост производительности из-за увеличенной базовой тактовой частоты Core i7-4770K заметен лишь в тестах на видеоконвертирование и обработку цифровых фотографий. В остальных тестах результаты примерно одинаковы. Это объясняется тем, что в режиме Turbo Boost эти два процессора имеют одни и те же множители, поэтому при активной нагрузке на ядра процессора их производительность вполне одинакова.
Чтобы получить стабильные результаты в режиме разгона, необходимо сначала выявить, при каких параметрах процессор Core i7-4770K будет работать без зависаний системы и без перегрева отдельных ядер. Для этого мы постепенно увеличивали коэффициент умножения на процессоре и тестировали полученный результат с помощью утилит CPUID и AIDA64 Extreme Edition. Если тест с максимальной нагрузкой на процессор не давал сбоев системы, а процессор не уходил в режим троттлинга, коэффициент в BIOS увеличивался. Поскольку одним лишь увеличением коэффициента умножения добиться хорошего результата достаточно сложно, мы на 25 МГц увеличили также частоту системной шины. Это дало возможность получить более высокую тактовую частоту. В процессе тестирования и разгона мы использовали процессорный кулер Thermalright Silver Arrow SB-E с двумя установленными вентиляторами. Скорость вращения вентиляторов была выставлена максимальной во избежание перегрева самого кулера.
Путем постепенного подбора параметров мы добились стабильной работы системы при настройках, указанных на рис. 2. Увеличение коэффициента умножения, напряжения питания процессора либо повышения частоты системной шины в дальнейшем приводило лишь к перегреву ядер процессора при максимальной нагрузке.
Рис. 2. Разгон процессора
Отображенные на рисунке параметры позволили получить стабильную систему с процессором, работающим на тактовой частоте 4,62 ГГц. Необходимо также отметить, что отключение режима Turbo Boost на этой плате приводило к невозможности изменения коэффициента умножения выше 35, то есть значения, выставленного в параметре Maximum non-turbo ratio. Если сравнивать разгонные возможности процессоров Core i7-4770K с Core i7-3770K, то последний выигрывает у своего последователя. В прошлом году при исследовании разгонных возможностей процессора Core i7-3770K нами был получена стабильная система при работающем на частоте 4,8 ГГц процессоре Core i7-3770K. В то же время, поскольку разгонные возможности зависят и от системной платы, на другой плате, вероятно, удастся получить более высокий результат. Как всегда, увеличение тактовой частоты дает весомый прирост к производительности во всех приложениях. Согласно полученным нами данным, увеличение частоты до 4,62 ГГц дало прирост производительности от 20 до 30% во всех приложениях без исключения.
Заключение
По сравнению с процессором Intel Core i7-3770K производительность процессоров Intel Core i7-4770/i7-4770K выросла примерно на 10% в неигровых приложениях. Новый процессор с разблокированным множителем и возможностью разгона Core i7-4770K предоставляет пользователю очень хорошие возможности по настройке и разгону своей системы. Увы, стоимость такого решения пока еще очень высока, поэтому, говоря о росте производительности процессоров Haswell, нужно иметь в виду очень важное обстоятельство.
Одним из главных достоинств процессоров Intel Core второго и третьего поколений было то, что они хорошо разгонялись и понятие базовой тактовой частоты было в какойто степени виртуальным. Эти процессоры делились на полностью разблокированные (процессоры К-серии) и частично разблокированные (все остальные). Процессоры K-серии можно было разгонять путем изменения коэффициента умножения (максимальное значение для коэффициента умножения хоть и существует, но оно достаточно высокое). Для частично разгоняемых процессоров можно было установить коэффициент умножения на четыре ступени выше, чем максимальное значение в режиме Turbo Boost. К примеру, процессор Intel Core i7-3770 c базовой тактовой частотой 3,4 ГГц можно разогнать до частоты 4,3 ГГц (коэффициент умножения 43), поскольку максимальная тактовая частота этого процессора в режиме Turbo Boost составляет 3,9 ГГц (коэффициент умножения 39). Однако в процессорах Haswell, не относящихся к K-серии, такой частичный разгон заблокирован полностью. Поэтому все процессоры Haswell, не относящиеся к K-серии, разогнать невозможно. При повышении частоты системной шины на несколько мегагерц система перестает работать, а увеличение CPU Strap на 25 и 66 МГц для процессоров не K-серии также недоступно. Исходя из сказанного можно сделать вывод, что частично разблокированный процессор Intel Core i7-3770 более выгоден в плане стоимости и производительности, чем абсолютно заблокированный процессор Intel Core i7-4770. Разгон Intel Core i7-3770 до частоты 4,3 ГГц (до такой частоты он разгоняется без проблем) дает более высокую производительность по сравнению с процессором Intel Core i7-4770. Последний имеет хороший потенциал для разгона, однако его большая стоимость, а также необходимость использования невоздушного охлаждения заставляют пользователя делать выбор в пользу предыдущего процессора Intel Core i7-3770, который еще есть в продаже. Возможно, последующие партии процессоров Intel Core i7-4770K будут менее требовательны к системе охлаждения и тогда станут более доступны для разгона.
 |
|
