![Intel Tick-Tock Intel Tick-Tock](/cpu/intel-clarkdale-core-i3-i5/02-intel-tick-tock.jpg)
Если ранее Intel изначально представляла очередные CPU на более тонком техпроцессе для высокоуровневого сегмента рынка, то в этот раз она немного отошла от своей практики, выпустив массовые решения среднеценовой категории. Кроме того, новейшие процессоры с кодовым именем Clarkdale стали первыми гибридными продуктами компании, включающие кроме самих вычислительных блоков и встроенного контроллера памяти еще и графическое ядро, ранее являвшееся составной частью интегрированных чипсетов. Насколько целесообразен такой подход мы поговорим ниже, а пока рассмотрим архитектурные особенности новинок.
Процессоры семейства Westmere
С конца 2008 года процессоры на базе микроархитектуры Nehalem постепенно стали вытеснять высокоуровневые решения прошлого поколения, ставя крест на перспективности платформы Socket LGA775. Но нишу от 100 до 200 долларов по-прежнему занимали продукты семейства Penryn и более устаревшего Conroe, производство которых стало экономически невыгодно. Выпуск урезанных моделей CPU под Socket LGA1156 при 45-нм техпроцессе влетел бы в копейку, учитывая желание Intel интегрировать графическое ядро. Последнее также вносит свою лепту в общий уровень TDP, поэтому массовые решения нового поколения было решено выпустить при технологических нормах 32 нм.
![Intel Clarkdale Intel Clarkdale](/cpu/intel-clarkdale-core-i3-i5/01-intel-clarkdale.jpg)
Переход к более тонкому техпроцессу позволяет серьезно сэкономить, но выход годных кристаллов в самом начале производства невелик. И если процессор с частично битым кэшем можно использовать для самой недорогой модели с урезанной функциональностью, то с неработоспособным видеоядром изделие уже непригодно к использованию. Для решения этой задачи инженеры компании сделали двойную компоновку: вычислительные блоки и кэш-память на одном кристалле, выполненном по 32-нм техпроцессу, а графическое ядро, контроллер памяти, шины PCI Express и DMI — на другом, но изготовленным по старым 45 нм. Оба чипа соединены посредством интерфейса QPI.
![Intel Clarkdale Intel Clarkdale](/cpu/intel-clarkdale-core-i3-i5/03-intel-clarkdale.jpg)
Строение процессора Clarkdale
Такой подход позволяет выпускать относительно недорогие решения, вплоть до процессоров начального уровня, что, рано или поздно, мы и увидим. Хотя, возможно, что с обкаткой нового техпроцесса выпустить монолитный кристалл будет уже проще.
Основная часть CPU содержит два ядра, поддерживающие технологию Hyper-Threading, с собственной кэш-памятью первого и второго уровня, а также L3-кэш объемом 4 МБ. Фактически, Clarkdale получается половинкой процессоров Lynnfield, только двухканальный контроллер памяти перенесен в отдельный чип. Наличие еще двух виртуальных ядер позволяет новым CPU конкурировать не только с процессорами Core 2 Duo, но и с младшими четырехъядерными собратьями с разъемом LGA775. Это достигается как за счет более емкого кэша, так и за счет более высокой рабочей частоты.
Графическое ядро представляет собой GPU нового поколения, получившее название Intel HD Graphics. В отличие от GMA X4500, использовавшегося в чипсете Intel G45 Express, в новом ядре количество потоковых процессоров было увеличено с 10 до 12, рабочие частоты стали выше и появилась возможность использовать больший объем памяти для нужд видеоподсистемы. Мобильные процессоры нового семейства могут также динамически менять частоту видеоядра.
Контроллер шины PCI Express соответствует версии 2.0 и поддерживает 16 линий скоростного интерфейса, которые могут использоваться как для одного видеоадаптера, так и для пары (или какого-то другого оборудования) по формуле «х8+х8». Единственное условие для этого — плата должна быть основана на чипсете Intel P55 Express.
Теперь самое главное. Связь между чипами процессора отведена интерфейсу QPI, частота которого на данный момент составляет 3,2 ГГц (6,4 ГТ/с), что дает в итоге пропускную способность шины около 12,8 ГБ/с в одну сторону. Двухканальный контроллер памяти поддерживает максимум DDR3-1333, а это в теории порядка 21,3 ГБ/с. Но ведь QPI использует еще и контроллер PCI Express. В конечном итоге Clarkdale работает с памятью также быстро, как и процессоры архитектуры Core в связке с чипсетами Intel 3/4 Series, и в плане производительности они отстают процентов на 50% от решений на базе ядра Lynnfield. Кроме того, «встроенный» контроллер отличается высокой латентностью — на уровне все тех же наборов системной логики прошлого поколения. Скорее Clarkdale можно назвать гибридом процессора архитектуры Nehalem и чипсета G45. Но в целом, несмотря на такое искусственное ограничение производительности подсистемы памяти, для многих приложений при использовании новых процессоров высокая ПСП будет попросту излишней. В чем мы и убедимся при тестировании новинки.
Кроме встроенного графического ядра процессоры Clarkdale обзавелись поддержкой криптографии. Набор из шести новых инструкций позволят ускорить работу алгоритма AES, который используется различными программами при блочном шифровании.
![Intel Clarkdale Intel Clarkdale](/cpu/intel-clarkdale-core-i3-i5/05-intel-clarkdale.jpg)
Правда, пока поддержку AESNI имеют старшие модели нового семейства CPU.
Core i5-6xx, Core i3-5xx и Pentium G6950
Всего в новом семействе процессоров семь моделей, которые отличаются тактовыми частотами, поддержкой технологий Turbo Boost и Hyper-Threading. В таблице ниже для сравнения приведены данные по CPU на базе ядра Lynnfield.
Intel Core i7-870 | Intel Core i7-860 | Intel Core i5-750 | Intel Core i5-670 | Intel Core i5-661 | Intel Core i5-660 | Intel Core i5-650 | Intel Core i3-540 | Intel Core i3-530 | Pentium G6950 | |
Семейство | Nehalem | Nehalem | Nehalem | Westmere | Westmere | Westmere | Westmere | Westmere | Westmere | Westmere |
Ядро | Lynnfield | Lynnfield | Lynnfield | Clarkdale | Clarkdale | Clarkdale | Clarkdale | Clarkdale | Clarkdale | Clarkdale |
Разъем | LGA1156 | LGA1156 | LGA1156 | LGA1156 | LGA1156 | LGA1156 | LGA1156 | LGA1156 | LGA1156 | LGA1156 |
Техпроцесс CPU, нм |
45 | 45 | 45 | 32 | 32 | 32 | 32 | 32 | 32 | 32 |
Техпроцесс GPU, нм |
- | - | - | 45 |
45 | 45 | 45 | 45 | 45 | 45 |
Число ядер | 4 (8 потоков) | 4 (8 потоков) | 4 (4 потока) | 2 (4 потока) | 2 (4 потока) | 2 (4 потока) | 2 (4 потока) | 2 (4 потока) | 2 (4 потока) | 2 (2 потока) |
Номинальная частота, ГГц | 2,93 | 2,8 | 2,66 | 3,46 | 3,33 | 3,33 | 3,2 | 3,06 | 2,93 | 2,8 |
Частота Uncore, ГГц | 2,4 | 2,4 | 2,13 | 2,4 | 2,4 | 2,4 | 2,4 | 2,13 | 2,13 | 2,0 |
Частота графического ядра, МГц | - | - | - | 733 | 900 | 733 | 733 | 733 | 733 | 533 |
Hyper-Threading | + | + | - | + | + | + | + | + | + | - |
Turbo Boost (шаг поднятия частоты в зависимости от загрузки I/II/III/IV ядер) | 5/4/2/2 | 5/4/1/1 | 4/4/1/1 | 2/1 | 2/1 | 2/1 | 2/1 | - | - | - |
Объем L1 кэша, КБ | 4 x (32+32) | 4 x (32+32) | 4 x (32+32) | 2 x (32+32) | 2 x (32+32) | 2 x (32+32) | 2 x (32+32) | 2 x (32+32) | 2 x (32+32) | 2 x (32+32) |
Объем L2 кэша, КБ | 4 x 256 | 4 x 256 | 4 x 256 | 2 x 256 | 2 x 256 | 2 x 256 | 2 x 256 | 2 x 256 | 2 x 256 | 2 x 256 |
Объем L3 кэша, МБ | 8 | 8 | 8 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 3 |
Множитель | х22-x9 | х21-x9 | х20-x9 | х26-x9 | х25-x9 | х25-x9 | х24-x9 | х23-x9 | х22-x9 | х21-x9 |
Двухканальный контроллер памяти | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + |
Поддерживаемый тип памяти | DDR3 1333 | DDR3 1333 | DDR3 1066 | DDR3 1333 | DDR3 1333 | DDR3 1333 | DDR3 1333 | DDR3 1333 | DDR3 1333 | DDR3 1066 |
Шина для связи с чипсетом | DMI | DMI | DMI | DMI+FDI | DMI+FDI | DMI+FDI | DMI+FDI | DMI+FDI | DMI+FDI | DMI+FDI |
PCI Express 2.0 | x16 (x8+x8) |
x16 (x8+x8) |
x16 (x8+x8) |
x16 (x8+x8) |
x16 (x8+x8) |
x16 (x8+x8) |
x16 (x8+x8) |
x16 (x8+x8) |
x16 (x8+x8) |
x16 (x8+x8) |
Скорость QPI, ГТ/с | 4,8 |
4,8 |
4,8 |
6,4 |
6,4 |
6,4 |
6,4 |
5,86 |
5,86 |
4,8 |
AESNI | - | - | - | + | + | + | + | - | - | - |
Рабочее напряжение, В | 0,65-1,4 | 0,65-1,4 | 0,65-1,4 | 0,65-1,4 | 0,65-1,4 | 0,65-1,4 | 0,65-1,4 | 0,65-1,4 | 0,65-1,4 | 0,65-1,4 |
TDP, Вт | 95 | 95 | 95 | 73 | 87 | 73 | 73 | 73 | 73 | 73 |
Рекомендованная стоимость, $ | 562 | 284 | 196 | 284 | 196 | 196 | 176 | 133 | 113 | 87 |
Старшие модели Clarkdale компания Intel отнесла к той же серии процессоров, в которой находится четырехъядерник Core i5-750, при этом рейтинг новинок стал на сотню ниже. Конечно, даже с включенной технологией Hyper-Threading Core i5-6xx вряд ли смогут на равных тягаться с полноценным CPU, но в однопоточных приложениях за счет высокой частоты они вполне конкурентоспособны. В этом также поможет технология Turbo Boost, которая позволит поднять частоту процессора на один-два шага в зависимости от загрузки того или иного количества ядер. Например, для Core i5-670 при нагрузке только на одно ядро, его частота поднимется с 3,46 до 3,72 ГГц. Что интересно, рекомендованная стоимость старшей модели Clarkdale находится на том же уровне, что и Core i7-860 — как-то слишком много для «офисного» решения, даже со встроенным видеоядром. Возможно, такое ценообразование связано с поддержкой AESNI и других технологий для корпоративного сектора (vPro, VT-d, TXT).
Контроллер памяти и кэш третьего уровня функционируют на частоте 2,4 ГГц (фиксированный множитель х18), что соответствует параметрам старших моделей Lynnfield. Частота шины QPI не ограничена 3,2 ГГц, а меняется в широких пределах (множители x24–x12). Теперь при разгоне процессора достаточно выбрать необходимый коэффициент умножения, который позволил бы интерфейсу QPI стабильно работать при повышенной частоте Bclk.
Частота графического ядра в моделях Core i5-6xx равна 733 МГц, только в Core i5-661 она повышена до 900 МГц, что повлекло за собой увеличение уровня TDP с 73 до 87 Вт. Также этот процессор лишен поддержки бизнес-технологий — получился своеобразный hi-end для мультимедийного ПК. Его рекомендованная цена осталась на уровне «корпоративного» Core i5-660, а это порядка 196 долларов.
Более интересные решения на базе Clarkdale относятся к серии Core i3. Они хоть и лишены поддержки технологии Turbo Boost, но их рабочие частоты находятся на уровне 3 ГГц при вполне демократичной цене. С одной стороны, они составляют конкуренцию Core 2 Duo, которые отличаются либо меньшей частотой, либо урезанной кэш-памятью, а с другой — младшим четырехъядерным моделям. Частоты контроллера памяти и шины QPI уменьшены по сравнению с Core i5-6xx и равны 2,13 и 2,92 ГГц соответственно. Видеоядро работает на все тех же 733 МГц. Пожалуй, это одни из самых сбалансированных продуктов под платформу LGA1156, выполненных по 32-нм техпроцессу.
Не забыта марка Pentium, которая ранее олицетворяла максимальную производительность при соответствующей цене. Теперь это относительно дешевые, ниже среднего уровня решения. Желающим приобрести CPU с ностальгическим названием предусмотрена модель Pentium G6950, максимально урезанная в плане функциональности. Тактовая частота процессора составляет 2,8 ГГц, нет поддержки Turbo Boost и Hyper-Threading. Кэш-память третьего уровня урезана до 3 МБ и работает на 2 ГГц. Уменьшена также частота графического ядра до 533 МГц, а скорость QPI составляет лишь 4,8 ГТ/с. Добавим сюда поддержку памяти максимум DDR3-1066 и получим «крепкого середнячка», способного конкурировать с Core 2 Duo E7xxx.
Intel H57/H55/Q57 Express
Для работы новых процессоров достаточно использовать материнские платы на базе Intel P55 Express, предварительно обновив BIOS, но воспользоваться функциональностью встроенного графического ядра в таком случае не выйдет. С анонсом Clarkdale были представлены новые наборы системной логики (хотя наборами их уже сложно назвать, так как состоят из одной микросхемы PCH), полностью использующие возможности 32-нм CPU, — Intel H57, H55 и Q57. Последний рассчитан на корпоративный сектор.
Отличительной особенностью данных чипсетов является наличие цифрового интерфейса Intel FDI (Flexible Display Interface), выполненного на базе технологии DisplayPort и передающего видеосигнал от процессора к микросхеме PCH, которая уже производит преобразование и дальнейший транзит к разъемам DVI/HDMI/DisplayPort. Видеосигнал можно выводить на два экрана одновременно.
![Intel H57 Express Intel H57 Express](/cpu/intel-clarkdale-core-i3-i5/07-intel-h57.png)
Интеграция видеоядра в процессор не прошла бесследно, и новые чипсеты официально не поддерживают возможность разделения 16 линий PCI Express 2.0, как это можно сделать с P55. Теперь на платах используется либо одиночный полноскоростной графический интерфейс, либо в связке с разъемом PCI-E x16, к которому подводится четыре линии PCI Express от PCH.
Материнская плата Gigabyte GA-H55M-UD2H на базе Intel H55 Express
Если бы ни эта особенность, то продукты на H57/H55 стали бы универсальными решениями, позволяющими собирать системы различного назначения. Допустим, сперва можно было бы установить процессор Core i3 или даже Pentium G, а после — перейти на полноценный четырехъядерный CPU и связку из пары производительных карт Radeon или GeForce. Впрочем, производители по собственной инициативе начали выпускать подобные решения. Например, плата P7H57D-V EVO от ASUS позволяет при установке процессора Lynnfield задействовать режим «x8+x8» для работы графических акселераторов при использовании технологий CrossFireX или SLI.
Если чипсеты Intel H57 и P55 более ничем не отличаются, кроме некоторых специфических технологий, то H55 обладает меньшим количеством USB-портов и линий PCI Express — 12 вместо 14 и 6 вместо 8 соответственно. Также он лишен поддержки RAID-массивов.
![Intel H55 Express Intel H55 Express](/cpu/intel-clarkdale-core-i3-i5/08-intel-h55.png)
Несмотря на такое ограничение, вряд ли кто-то из рядовых пользователей будет расстроен, так как коммуникационные возможности чипсета на достаточном уровне, а RAID-массивы интересуют лишь незначительное количество людей, которые, скорее всего, выберут решение на базе Intel P55, H57 или даже более функциональные продукты на H55 с внешними RAID-контроллерами.
Тепловыделение H57 и H55 немного подросло и составляет около 5,2 Вт против 4,7 Вт у P55. Низкое энергопотребление современных чипсетов позволяет использовать радиаторы небольшого размера. И если бы не отношение производителей к новым наборам системной логики как к сугубо «офисным», то вполне вероятно мы бы увидели платы с сложными системами охлаждения с тепловыми трубками — зарабатывать то как-то надо. Тем более что чипсеты пятой серии для процессоров с разъемом LGA1156 имеют отпускную цену 40-43 доллара. А ведь, по сути, они ничем не отличаются от южных мостов ICH10/ICH10R...
Что касается целесообразности интеграции видеоядра в процессор, то такой подход позволяет занять значительную часть графического рынка. Дело в том, что основное количество ПК собирается с CPU начального и среднего уровня стоимостью до $150. И если каждый процессор этой категории будет обладать встроенным GPU, то при отказе от его использования он все равно будет считаться проданным видеоакселератором. С другой же стороны, пользователь получает более экономичное решение в виде «CPU+PCH», чем если бы это было в связке «CPU+GMCH+ICH»: меньше энергопотребление, проще конструкция материнских плат. Последнее особо актуально для систем формата Micro-ITX.