• Главная
•  > 
• Обзоры
•  > 
• Процессоры

Обзор процессора Intel Core i7, сравнение линейки Core i7, тест Сore i7 Extreme Edition

Обзор платформы Intel Core i7

Несмотря на то, что «дважды двухъядерные» процессоры Intel Core 2 Quad значительно превосходили практически во всех категориях «истинно четырехъядерные» AMD Phenom Х4, к тому же не имели проблем при работе на большинстве материнских плат, ориентированных на двухъядерные процессоры и имели неплохое соотношение цена / качество, лавры AMD, как единственного разработчика процессоров, содержащих четыре физических ядра в одном процессорном кристалле, не давали покоя компании Intel. И вот, спустя четыре года Intel представила мировому сообществу свое «истинно четырехъядерное» решение – процессор Core i7 на базе разъема LGA1366.

Для увеличения нажмите изображение

Для увеличения нажмите изображение

Новая архитектура получила кодовое название Nehalem. Одной из причин её разработки послужило то, что процессорная шина QPB (Quad Pumped Bus) уже исчерпала весь свой возможный потенциал. Её пропускная способность была недостаточной для четырех и более ядер. К тому же она не позволяла передавать данные от ядра ядру напрямую. Поэтому была разработана новая шина QPI (Quick Path Interconnect) с топологией «точка-точка» и пропускной способностью 25,6 Гб/с (по 12,8 Гб/с в каждую сторону) для моделей Core i7 Extreme Edition и 18 Гб/с (по 9 Гб/с в каждую сторону) для обычных моделей Intel Core i7. Идея технологии QPI, похоже, заимствована из разработок десятилетней давности компании DEC для процессора Alpha 21364 (EV7). Поскольку часть ее инженеров перешла на работу в Intel, неудивительно, что эти принципы нашли отображение в данном поколении процессоров, тем более, что AMD использует их уже на протяжении пяти лет.

В новом процессоре также прибавился кэш L3 (8МБ), а контроллер памяти стал интегрированным в CPU. Самым же важным изменением, появившемся в Intel Core i7, можно считать модульную структуру процессора, позволяющую в ходе дальнейших разработок достаточно легко изменять параметры процессоров, включая в него те или иные блоки.

Упомянутое ранее новаторское решение – интерфейс Quick Path Interconnect дает еще одну интересную возможность. Для создания двухпроцессорной материнской платы достаточно припаять на неё сокет для второго CPU. Так как процессоры могут связываться друг с другом напрямую, разработка нового чипсета для такой конфигурации не требуется.

Если ранее частоты всех составляющих системы зависели от частоты шины FSB, то в процессорах Intel Core i7 эту функцию на себя взяла некая «базовая частота» - BCLK. Для всех моделей Intel Core i7 базовая частота BCLK равна 133 МГц.

Также одним из новшеств стала обновленная система многопоточности. Ранее разработанная технология HyperThreading (НТ), позволяющая исполнять одновременно два потока команд одним процессорным ядром, в неоптимизированных приложениях несколько замедляла работу системы. Новая технология, получившая название Simultaneous MultiThreading (SMT), устранила эту проблему путем разделения ядер на виртуальные и реальные, что дает возможность разработчикам ПО более эффективно их использовать.

В Core i7 Intel завершила создание набора инструкций SSE4. Еще при переходе на 45 нм процесс в процессорах Core 2 появился набор инструкций SSE4.1. Нетрудно было догадаться по индексу «.1», что вскоре последует вторая часть инструкций. И вот, линейка процессоров Core i7 теперь оснащена полным набором инструкций SSE4 – как SSE 4.1., так и SSE 4.2 (cм. На скриншоте).

Для увеличения нажмите изображение

Для увеличения нажмите изображение

Первоначально линейка процессоров Intel Core i7 включала 3 модели на ядре Bloomfield: Core i7 920, Core i7 940 и Core i7 965 Extreme Edition. Их сравнительные характеристики в штатных режимах приведены в таблице.

Техническая информация о процессоре Intel Core i7 наносится на теплораспределитель.

Для увеличения нажмите изображение

На приведенном фото:

• Название компании-производителя и модели процессора –  Intel i7-940
• Название модельного ряда – Intel Core i7
• Номер sSpec и название страны-производителя – SLBCK Costa Rica
• Тактовая частота процессора / объем кэш-памяти третьего уровня (L3) / тактовая частота шины QPI / требования совместимости PCG (Platform Compatibility Guide) – 2,66 ГГц / 8 МБ / 4,8 GT/s / 08
• Batch-код процессора – 3837А995

Ряд фирменных технологий процессоров Intel Core i7:

• Enhanced Halt State (C1E) – позволяет отключать некоторые блоки процессора во время его бездействия, уменьшая тем самым энергопотребление и тепловыделение;
• Enhanced Intel Speedstep Technology – дает возможность уменьшать напряжение питания и тактовую частоту во время низкой нагрузки на процессор;
• Execute Disable Bit – поддерживает программно-аппаратный механизм защиты от переполнения буфера, что предотвращает нанесение ущерба вредоносными программами или проникновение в систему;
• Intel Thermal Monitor 2 – осуществляет контроль за температурой процессора и в случае его перегрева внедряет комплекс мер, в частности пропуск тактовых импульсов, снижение тактовой частоты и рабочего напряжения, что предотвращает выход системы из строя из-за перегрева CPU;
• Intel Virtualization Technology – предоставляет виртуальным машинам право получения доступа к аппаратным ресурсам системы;
• Simultaneous MultiThreading Technology – каждое из четырех ядер процессора Intel Core i7 поддерживает одновременное выполнение двух программных потоков, разделяясь при этом на виртуальные и реальные;
• Intel Turbo Boost Technology – позволяет увеличивать множитель процессора в зависимости от нагрузки, фактически представляет собой функцию динамического разгона.

Для увеличения нажмите изображение

Оверклокинг процессоров Intel Core i7 существенно отличается от разгона предыдущих платформ. Core i7 может контролировать силу потребляемого тока и напряжение. Ограничения 100 А и 130 Вт вшиты в процессор и если фактические значения превышают установленные, процессор самостоятельно снижает тактовую частоту. Модели Core i7 920 и Core i7 940 изначально залочены на разгон множителем. В экстремальной версии Intel Core i7 Extreme Edition – модели Core i7 965 – защита от разгона снята (OVP - Overspeed Protection Removed). Однако многие материнские платы позволяют разлочить и младшие версии Intel Core i7, отключив защиту в BIOSе. По утверждению Intel, защита Overspeed Protection в младших моделях Core i7 появилась для обеспечения стабильной работы ноутбуков и серверов.

В BIOSе материнской платы Intel DX58SO функция защиты от разгона носит название CPU VR Current Limit Override.

Для увеличения нажмите изображение

В большинстве случаев разгонный потенциал процессоров Intel Core i7 очень хороший, но многое зависит от того, какой конкретно процессор попадется именно Вам. Чем меньше на практике окажется энергопотребление приобретенного Вами экземпляра Core i7, тем больший запас мощности (до граничных 130 Вт) будет у Вас в запасе.

Все процессоры Intel Core i7 оснащены функцией Turbo Boost. В BIOS большинства материнских плат она носит название Dynamic Speed Technology. Сее помощью осуществляется динамический разгон процессора в зависимости от нагрузки. На разные сценарии нагрузки, когда задействованы одно, два, три или четыре ядра, у процессора могут быть заданы разные множители.

Для увеличения нажмите изображение

Процессор Intel Core i7 может работать только с памятью DDR3. Режимы работы – одно-, двух- или трехканальный. Поддерживаемые частоты памяти зависят от конкретного процессора Intel Core i7. Так, процессоры Core i7 920 и Core i7 940 поддерживают множители памяти 6 и 8. Применив их к базовой частоте BCLK, получим, соответственно, частоты памяти 800 и 1066 МГц. Поддерживаемые процессором Core i7 965 множители 10 и 12, позволяют использовать память DDR-1333 и DDR-1600. Если есть желание использовать высокоскоростную память на младших моделях Intel Core i7, придётся увеличивать базовую частоту.

Для увеличения нажмите изображение

Разъем LGA1366 для Intel Core i7 значительно увеличился в сравнении с предшественником LGA775 c 38х38 до 42x45 мм. Это вызвано, главным образом, интеграцией контроллера памяти в ядро. Однако, не исключено, что Intel просто зарезервировала место под шести- и восьмиядерные версии процессора. Соответственно увеличились и крепежные размеры для систем охлаждения. Однако многие производители кулеров наряду с новыми разработками уже выпустили отдельные комплекты креплений для своих наиболее популярных моделей, что решило проблему совместимости.

Для увеличения нажмите изображение

Боксовый кулер для LGA1366 (слева) и LGA775 (справа). Почувствуйте разницу в размерах.

С кулером Thermalright Ultra-120 eXtreme (с поддержкой Socket 1366) процессор Intel Core i7 920 на материнской плате Intel DX58SO в режиме простоя нагревается до 30-35 ºС. То же самое, но под нагрузкой утилиты OCCT Perestroika 3.0.1 – 50-55 ºС.

Сразу после выхода в массы процесор Core i7 Extreme оказался вне конкуренции. На штатной частоте 3,20 ГГц Intel Core i7 965 Extreme Edition далеко оставил позади как своих предшественников, так и конкурентов. Ниже приведена разница в производительности между Intel Core i7 965 Extreme и самыми быстрыми процессорами, которые существовали до выхода в свет линейки Intel Core i7.

Для увеличения нажмите изображение

Itel Core i7 965 Extreme в среднем на 20,2 % обошел в производительности своего предшественника Core 2 Extreme QX9770 и на 62,2 % топового представителя конкурирующей организации – AMD Phenom X4 9950 Black. По сравнению со своими «младшими братьями» Core i7 920 и Core i7 940 «экстремальная» модель Core i7 показала разницу в производительности 18,6 % и 8,7 %, соответственно.

Для увеличения нажмите изображение

А с учетом разгонного потенциала Core i7 Extreme оказывается далеко вне зоны досягаемости для других процессоров. Прирост его производительности при разгоне по отношению к работе на штатной частоте в сравнительной таблице ниже.

Для увеличения нажмите изображение

Казалось бы, можно почивать на лаврах – все её процессоры с новой архитектурой составляют тройку лидеров, причем представлены во всех ценовых диапазонах – вполне бюджетный Core i7 920 с ценой около $300 может занять свое место в конфигурации компьютера рядового геймера, продвинутый вариант Core i7 940 по цене чуть более $500 – отличный выбор для системы с оптимальным соотношением цена/качество, а экстремальный Core i7 965 ХE – безальтернативный вариант с ценой около $1000 для тех, кто не приемлет компромиссов, кто выбирает по принципу «производительность, скорость, качество – превыше всего». Но не проходит и года, как Intel решает поднять планку производительности процессоров Core i7 и на выставке Computex в 2009 году представляет два новых процессора линейки Core i7.

Модели получили названия Core i7 950 и Core i7 975 Extreme.

Для увеличения нажмите изображение

Судя по названиям, логично было предположить, что Intel планирует расширить линейку Core i7, разместив данные модели, соответственно, ниже и выше топовой Core i7 965 Extreme. Основные параметры данных процессоров, а также для сравнения – недавних лидеров рынка, приведены ниже.

Однако оказалось, что Intel готовит данные модели процессоров на замену Core i7 940 и Core i7 965 Extreme, соответственно и продаваться они будут в тех же ценовых диапазонах. Таким образом, покупатели получат улучшение производительности без дополнительных капиталовложений, что не может не радовать.

Процессор Intel Core i7 950 отличается по техническим характеристикам от своих неэкстремальных коллег только увеличившимся еще на единицу по сравнению с i7 940 множителем, который теперь равен х23. соответственно имеем увеличенную на 133 МГц частоту. Такие же различия между «экстремалами» Intel Core i7 975 и Intel Core i7 965. Все остальные характеристики процессоров совершенно идентичны – все тот же размер кэша (L1 – 32 кбайт для инструкций / 32 кбайт для данных, 256 кбайт L2 на ядро и 8 Мбайт общего L3) и интегрированный в CPU трехканальный контроллер памяти с ограничением частоты DDR3 в 1066 МГц.

Рассмотрим результаты синтетических тестов, тестов по кодированию аудио / видео и тестов работы с приложениями процессоров Intel Core i7 975 XE (3,33 ГГц), Intel Core i7 965 XT (3,2 ГГц), Intel Core i7 950 (3,06 ГГц) и Intel Core i7 920 (2,66 ГГц), а также их предшественника Intel Core 2 Extreme QX9770 (3,2 МГц) и ближайшего (но, как показали тесты – безнадежно отстающего) конкурента от AMD – Phenom II X4 955 (3,2 ГГц). Все тесты проводились на штатных частотах с включенными функциями энергосбережения.

Для увеличения нажмите изображение

Для увеличения нажмите изображение

Для увеличения нажмите изображение

Для увеличения нажмите изображение

Для увеличения нажмите изображение

Для увеличения нажмите изображение

Для увеличения нажмите изображение

Результаты работы бенчмарка 3DMark показали заметное преимущество Core i7 практически во всех тестах (в тесте GPU Score, как и ожидалось, результаты оказались примерно равными). При этом, как правило, наблюдалась масштабируемость от «старшей» модели к «младшей». Наиболее заметен отрыв новой архитектуры в тесте CPU Score, где процессоры Core i7 оставили далеко позади Core 2 Extreme и, тем более, AMD Phenom II X4.

Для увеличения нажмите изображение

Для увеличения нажмите изображение

Для увеличения нажмите изображение

Результаты работы бенчмарка SiSoftware Sandra 2009 в целом подтвердили позиции Core i7, хотя в тесте целочисленной производительности младшая модель Core i7  была несколько потеснена процессорами Core 2 Extreme и Phenom II X4. Но в тесте памяти преимущества встроенного трехканального контроллера Core i7 оказались бесспорными против встроенного двухканального контроллера Phenom II X4 и, тем более расположенного в северном мосту чипсета двухканального контроллера Core 2 Extreme.

Для увеличения нажмите изображение

Тест кодирования видео MainConcept наглядно показывает преимущества как архитектуры процессоров Intel  Core i7, так и частоты.

Для увеличения нажмите изображение

Оптимизированный только под два потока тест iTunes, не дает четырехъядерной линейке Core i7 полностью раскрыть свой потенциал, в большую или меньшую сторону (в зависимости от ранга процессора в иерархии) их показатели ненамного отличаются от Core 2 Extreme, но тем не менее оставляют далеко позади представителя AMD.

Для увеличения нажмите изображение

Оптимизированный под многопоточность кодек DivX в полной мере раскрывает преимущества четырех физических и четырех виртуальных ядер линейки Intel Core i7, что позволяет даже 2,66-гигагерцовому Core i7 920 значительно обойти 3,2-гигагерцовые Inel Core 2 Extreme и AMD Phenom II X4. В тесте Xvid, загружающем примерно половину ресурсов процессоров первенство линейки Core i7 сохраняется, но выражено уже не так явно.

Для увеличения нажмите изображение

В однопоточном приложении WinZip наблюдается незначительное преимущество процессоров Intel, однако не следует забывать, что самый дешевый из них Core i7 920 стоит на $30 дороже топового представителя AMD.

Для увеличения нажмите изображение

Для увеличения нажмите изображение

64-битные версии WinRar 3.9 Beta 1 и 3ds Max 2009 загружают 8 ядер (4 реальных и 4 виртуальных) процессоров линейки Intel Core i7 по полной программе, что наглядно видно на диаграммах.

Для увеличения нажмите изображение

Последняя версия антивируса AVG 8.5 также наглядно демонстрирует преимущество новой четырехъядерной архитектуры Intel вне зависимости от тактовой частоты.

В 3D-играх на различных режимах с переменным успехом лидируют как представители Intel, так и AMD.

Для увеличения нажмите изображение

Для увеличения нажмите изображение

Для увеличения нажмите изображение

Для увеличения нажмите изображение

Разумеется, интересно сравнить энергопотребление систем на разных платформах.

Для увеличения нажмите изображение

Тестирование проводилось со всеми включенными функциями энергосбережения и повышения производительности в режиме покоя и при максимальной нагрузке. В качестве нагрузки использовались тесты Prime95 и FurMark. Здесь преимущество оказалось на стороне AMD Phenom II X4, который при максимальной нагрузке показал энергопотребление такое же, как и Intel Core i7 920, а в режиме покоя снизил тактовую частоту до 800 МГц и оказался таким образом гораздо менее «прожорливым», чем процессоры Intel.

Как бы ни били себя пятками в грудь фанаты AMD, отстаивая преимущества своего кумира, процессоры Intel Core i7 сегодня являются самыми производительными. С учетом всех сравнительных характеристик и разгонного потенциала можно сделать вывод, что лучшего решения для игровой сборки, чем на базе Core i7 920, на данный момент нет. Среди процессоров ценового диапазона $300 он недосягаем. Процессоры Core i7 920 на новом степпинге D0 показывают потрясающие результаты в разгоне. В сети обнародована информация о разгоне Core i7 920 D0 с использованием материнской платы Biostar Tpower X58 и кулера Thermalright Ultra 120 Extreme-1366 до 4,641 ГГц при напряжении 1,56 В.

Для увеличения нажмите изображение

А стабильной работы удалось добиться на частоте 4,41 ГГц при напряжении 1,52 В.

Для увеличения нажмите изображение

На новом степпинге D0 выполнен и топовый процессор линейки Core i7 975 Extreme Edition. Ожидается, что в формате Core i7 D0 будут выпускаться все чипы на ядре Bloomfield.

Процессоры Core i7 с ядром степпинга D0 получили новый классификатор CPUID, равный 0x000106A5 (у процессоров предыдущего степпинга С0 он равнялся 0x000106A4). Поэтому, устанавливая новый процессор на ядре Bloomfield со степпингом D0 в материнскую плату, убедитесь в поддержке новой версии ядра BIOSом и при необходимости обновите код BIOSа для корректной работы. В материнских платах, выпущенных ведущими производителями в течение последних полугода, эта поддержка уже реализована, поэтому опасаться проблем с совместимостью по идее не следует, но перед установкой нового процессора Core i7 D0 все-таки проверьте, какая версия BIOS стоит в вашей материнской плате.

Насколько отличается работа процессоров нового и старого степпингов было решено проверить на следующей тестовой конфигурации:

• Motherboard: Gigabyte GA-EX58-UD5 (Intel X58 Express, BIOS F7c);
• Cooler: Noctua NH-U12P, Enermax Magma UCMA12 (1500 об/мин);
• RAM: Kingston HyperX KHX16000D3K3/3GX (DDR3-1600 SDRAM, 3 x 2 GB, 8-8-8-24);
• Video: Sapphire Radeon HD 4890;
• HDD: Western Digital Raptor WD1500AHFD;
• Power Unit: SilverStone SST-ST85ZF (850 W);
• OS: Microsoft Windows Vista x64 SP1;

Тест Intel Core i7 D0 и C0 показал преимущества нового степпинга в плане энергопотребления. Тесты проходили на штатных для Core i7 975 и Extreme Edition Core i7 920 частотах – 3,33 ГГц и 2,66 ГГц, соответственно.

Вначале замерили температуру процессоров и энергопотребление всего компьютера (без монитора) в состоянии покоя. Энергосберегающие технологии C1E и Enhanced Intel Speedstep в ходе тестирования были активированы.

Из полученных диаграмм видно, что энергосберегающие алгоритмы в процессорах Intel Core i7 разных степпингов работают практически идентично. Правда в моменты простоя у процессоров Core i7 D0 технология Enhanced Intel Speedstep срабатывала более агрессивно – напряжение питания сбрасывалось до 0,912 В, в то время как у процессоров с ядрами степпинга С0 падение напряжения происходило лишь до 1,152 В – на 0,24 В меньше. Но на конечные показатели энергопотребления и тепловыделения эта разница существенного влияния не оказала.

На втором этапе тестирования электрические и тепловые характеристики процессоров Core i7 D0 и C0 оценивались в режиме 100 % загрузки CPU. Для этого был использован 64-битный пакет Linpack с оболочкой LinX 0.5.8, комбинация которых дает максимальный прогрев процессоров с архитектурой Nehalem. Здесь уже наблюдается существенное различие степпингов.

Для увеличения нажмите изображение

Для увеличения нажмите изображение

Былое единство, которое наблюдалось при тестировании процессоров без нагрузки, во время стресс-тестов напрочь отсутствует. Новый степпинг D0 дает значительно больший выигрыш в плане энергопотребления по сравнению с версией С0. Разница между старой и новой моделями в 10–15 Вт естественно отражается и на рабочей температуре процессоров. У моделей Core i7 D0 она в среднем на 3 ºС ниже, чем у предшественников. Таким образом, процессоры Intel Core i7, построенные на обновленном ядре, как минимум, являются более экономичными, а, как максимум, дают больший разгонный потенциал энтузиастам-оверклокерам.

Модели процессоров Intel Core i7 степпинга С0 показывали стабильную работу при штатном напряжении на частотах порядка 3,5–3,6 ГГц. Дальнейший разгон требовал повышения напряжения для обеспечения стабильности работы.

Процессор Core i7 975 Extreme Edition, участвовавший в тестировании, показал преимущества степпинга D0, сохранив полную стабильность при номинальном напряжении ядра 1,2 В на частоте 3,73 ГГц. Оценивание температурного режима проводилось с помощью утилиты Real Temp 3.00.

Для увеличения нажмите изображение

Учитывая способность процессоров Core i7 D0 работать на более высоких частотах, чем их предшественники, без увеличения напряжения питания ядра, можно сделать небезосновательное предположение, что новый степпинг будет весьма востребован в среде оверклокеров, которые не только стремятся выжать из своих «камней» максимум гигагерцев, но и уделяют должное внимание вопросам энергопотребления и тепловыделения своих систем.

Для того, чтобы окончательно убедиться в преимуществах нового степпинга, логично будет оценить результаты работы процессора Core i7 975 Extreme Edition при повышении напряжении выше номинального. До сих пор отличным показателем для «экстремальных» моделей Intel Core i7 считалась стабильная работа при воздушном охлаждении на частоте 4 ГГц. Как показал тест, при разгоне множителем «экстремал» Core i7 D0 с легкостью перешагнул эту черту и показал стабильную работу на частоте 4,13 ГГц (множитель х31), при этом максимальная температура ядер не поднималась выше отметки 92 ºС. Напряжение питания ядра для обеспечения стабильности работы было поднято до 1,36 В.

Для увеличения нажмите изображение

К сожалению, несмотря на температурный запас, увеличение множителя еще на один шаг выводило систему из стабильного состояния, и планка в 4,26 ГГц не была достигнута.

Зафиксировав множитель на значении х21, которое поддерживается всеми моделями Intel Core i7, провели разгон процессора путем увеличения базовой частоты тактового генератора BCLK. Решено было остановиться на частоте процессора 4,16 ГГц (частота BCLK была доведена до 198 МГц при напряжении питания ядра процессора 1,39 В).

Для увеличения нажмите изображение

Увеличивая частоту BCLK, пришлось также повышать напряжение питания «неядерной» Uncore-части процессора до 1,255 В. К тому же, как видно из скриншота, во время стресс-тестов максимальное значение температуры процессора достигало 96 ºС, что, с учетом возможной погрешности измерений, было в опасной близости от критических 100 ºС. Таким образом, дальнейший разгон системы оказался возможен только при более эффективной системе охлаждения.

Конечно, разницу в разгонном потенциале процессоров Core i7 D0 и их предшественников порядка 200 МГц нельзя назвать оверклокерским прорывом, но тем не менее, работа инженеров компании Intel по улучшению качества процессоров линейки Core i7 заслуживает уважения. Увеличение производительности процессоров Intel Core i7 при сохранении ценового диапазона – приятная новость для тех, кто решил приобрести систему на базе Socket 1366. Intel Core i7 920 степпинга D0 будет отличным приобретением для сборки с бюджетом около $1300, которая удовлетворит по большинство потребностей самого продвинутого геймера. Ну а уж если Вы не ограничены в средствах и можете позволить себе купить Intel Core i7 975 Extreme Edition, то при правильной подборке остальных комплектующих Ваша система будет вне конкуренции.

На момент написания статьи ориентировочная цена Intel Core i7 в различных регионах России в зависимости от модели составляла около:

Intel Core i7-975 3.33GHz/1066MHz/8MB s1366 BOX – $1000

Intel Core i7-965 3.20GHz/1066MHz/8MB s1366 BOX – $1000

Intel Core i7-950 3.06GHz/1066MHz/8MB s1366 BOX – $585–620

Intel Core i7-940 2.93GHz/1066MHz/1MB s1366 BOX – $585–620

Intel Core i7-920 2.66GHz/1066MHz/8MB s1366 BOX – $300–320