Intel Core i7-980X Extreme Edition. Флагман, каким он должен быть

Процессоры семейства Extreme Edition появились в 2003 году благодаря очередному противостоянию компаний Intel и AMD. Конкурент, после годичного переноса анонса процессоров архитектуры AMD64, уже готов был выпустить решения нового поколения и Intel в срочном порядке начала готовиться к ответу. Набирающий популярность рынок товаров для энтузиастов стал катализатором, определившим облик «экстремальных» версий процессоров, рассчитанных на системы Hi-End-класса. Требовательным пользователям было решено дать то, чего они так долго ждали — разблокированный множитель на повышение, максимальную производительность и высокий уровень разгона, недостижимый обычными моделями. Не грех за такие «фишки» попросить и тысячу долларов, чем и воспользовались оба производителя.

Как и AMD, Intel изначально предлагала серверный вариант процессора для нового класса продуктов — первый Pentium Extreme Edition был построен на базе ядра Gallatin, оснащался дополнительной кэш-памятью третьего уровня в два мегабайта, в то время как стандартным на то время считалось наличие лишь L2-кэша, равного 512 килобайтам. Кроме того, была увеличена частота системной шины, что в совокупности с остальными характеристиками как раз и повлияло на высокое быстродействие «экстремального» CPU. Их разгонный потенциал был выше моделей на базе ядра Northwood. Правда, уровень энергопотребления у Gallatin в таком режиме также оказался выше, что и не удивительно — за производительность надо же чем-то расплачиваться...

Но со временем грань между стандартными решениями и Extreme Edition стиралась, разблокированный множитель особой пользы не приносил, а дешевые процессоры при разгоне запросто сравнивались по производительности с тысячедолларовыми монстрами. Конечно, не все энтузиасты занимаются оверклокингом и кто-то готов за 10–20 процентное преимущество в скорости переплачивать в три–четыре раза больше.

Весной этого года оба разработчика микропроцессоров архитектуры x86 представили на суд общественности первые настольные шестиядерные решения. И если AMD предлагает свои продукты по цене 200–300 долларов, создавая конкуренцию четырехъядерным моделям семейства Core, то Intel не преминула воспользоваться ситуацией и позиционирует свое детище как нового флагмана компании. Этот процессор стал преемником Core i7-975 Extreme Edition и на данный момент времени является самым производительным CPU для настольных систем.


Core i7-980X Extreme Edition

Новинка относится к новому семейству Westmere, представляющему собой эволюционное развитие архитектуры Nehalem, выполненное по технологическим нормам 32 нм. С первыми такими решениями мы уже познакомились недавно на примере процессоров Core i5-6xx и Core i3-5xx на базе ядра Clarkdale. Компания Intel решила сперва выпустить массовые продукты, обладающие встроенным графическим ядром, а уже позже — более высокого уровня. Правда, первые 32-нм процессоры оказались гибридными — вычислительные блоки с кэшем располагаются на одном кристалле, а видеоядро и контроллер памяти — на другом, изготовленном по обкатанному 45-нм техпроцессу. Такая компоновка позволяет увеличить выход годных CPU, тем самым снизить их конечную стоимость. И действительно, самый доступный представитель Westmere стоит порядка 100 долларов.

Intel Gulftown

Но вернемся к высокоуровневому решению. Новый «экстремальный» процессор, рассчитанный на установку в разъем LGA1366, пока не обзавелся встроенным GPU, зато количество ядер в нем было увеличено до шести, а объем кэш-памяти третьего уровня теперь составляет 12 мегабайт. Ядро Gulftown выполнено на едином кристалле и состоит из почти 1170 млн. транзисторов, что в 1,6 раз больше, чем у Bloomfield, на котором основаны все Core i7-9xx, но за счет более тонкого техпроцесса его площадь стала даже меньше — 248 кв. мм против 263 кв. мм.

Intel Bloomfield
Intel Bloomfield

Intel Gulftown
Intel Gulftown

Частота процессора равна 3,33 ГГц, скорость работы шины QPI составляет 6,4 ГТ/с, а это полностью соответствует характеристикам предшественника.

Intel Core i7-980X Extreme Edition

Объем L1- и L2-кэша для каждого ядра остался прежним, как и тепловой пакет, который равен 130 Вт. Поддержка технологий Hyper-Threading и Turbo Boost осталась на месте, но потоков теперь 12, а частота процессора при одном и двух активных ядрах может увеличиваться на 266 МГц, при всех остальных — на 133 МГц.

Intel Core i7-980X Extreme Edition

Модели на базе Bloomfield в этом плане были поскромнее и при выполнении однопоточных приложений поднимали частоту на 266 МГц, а при многопоточных — лишь на один пункт Bclk.

Официально трехканальный контроллер памяти может работать с модулями DDR3-1066, но у нашего образца список поддерживаемой памяти уходил далеко за 2000-мегагерцовую отметку. Еще одна интересная особенность нового процессора заключается в соотношении рабочих частот блока Uncore и памяти. Если ранее оно было как 2:1, то теперь примерно как 1,6:1, т.е. при использовании планок DDR3-1600 частота контроллера памяти и L3-кэша будет равна не 3,2 ГГц, а 2,66 ГГц. Сделано это для того, чтобы вписаться в необходимый уровень TDP. Кроме того, с увеличением количества ядер возросла латентность кэш-памяти третьего уровня, так как ее организация, несмотря на больший объем, осталась без изменений.

Intel Core i7-980X Extreme Edition

Все это в совокупности повлияло на быстродействие подсистемы памяти, но ничто не мешает изменить множитель Uncore в большую сторону, тем самым увеличить частоту этого блока и его производительность.

Естественно, Gulftown без проблем устанавливается на материнские платы на базе чипсета Intel X58 Express, для чего достаточно будет обновить BIOS.

Intel Core i7-980X Extreme Edition

Ниже в таблице приведены сравнительные характеристики некоторых процессоров различных семейств на базе ядер Gulftown, Bloomfield, Lynnfield и Clarkdale.

  Intel Core i7-980X EE Intel Core i7-975 EE Intel Core i7-920 Intel Core i7-870 Intel Core i5-750 Intel Core i5-670 Intel Core i3-540 Pentium G6950
Семейство Westmere Nehalem Nehalem Nehalem Nehalem Westmere Westmere Westmere
Ядро Gulftown Bloomfield Bloomfield Lynnfield Lynnfield Clarkdale Clarkdale Clarkdale
Разъем LGA1366 LGA1366 LGA1366 LGA1156 LGA1156 LGA1156 LGA1156 LGA1156
Техпроцесс CPU, нм 32 45 45 45 45 32 32 32
Техпроцесс GPU, нм - - - - - 45 45 45
Количество транзисторов, млн. 1170 731 731 774 774 382+177 382+177 382+177
Площадь кристалла, кв. мм 248 263 263 296 296 81+144 81+144 81+144
Число ядер 6 (12 потоков) 4 (8 потоков) 4 (8 потоков) 4 (8 потоков) 4 (4 потока) 2 (4 потока) 2 (4 потока) 2 (2 потока)
Номинальная частота, ГГц 3,33 3,33 2,66 2,93 2,66 3,46 3,06 2,8
Частота Uncore, ГГц 2,66 с DDR3-1600 (в 1,66 раза превышает частоту памяти) 3,2 с DDR3-1600 (в 2 раза превышает частоту памяти) 3,2 с DDR3-1600 (в 2 раза превышает частоту памяти) 2,4 2,13 2,4 2,13 2,0
Частота графического ядра, МГц - - - - - 733 733 533
Hyper-Threading + + + + - + + -
Turbo Boost (шаг поднятия частоты в зависимости от загрузки 1/2/3/4/5/6 ядер) 2/2/1/1/1/1 2/1/1/1 2/1/1/1 5/4/2/2 4/4/1/1 2/1 - -
Объем L1 кэша, КБ 6 x (32+32) 4 x (32+32) 4 x (32+32) 4 x (32+32) 4 x (32+32) 2 x (32+32) 2 x (32+32) 2 x (32+32)
Объем L2 кэша, КБ 6 x 256 4 x 256 4 x 256 4 x 256 4 x 256 2 x 256 2 x 256 2 x 256
Объем L3 кэша, МБ 12 8 8 8 8 4 4 3
Множитель х25*-x12 х25*-x12 х20-x12 х22-x9 х20-x9 x26-х9 x23-х9 x21-х9
Каналов памяти 3 3 3 2 2 2 2 2
Поддерживаемый тип памяти DDR3 1066/800 DDR3 1333/1066/800 DDR3 1066/800 DDR3 1333/1066 DDR3 1066 DDR3 1333/1066 DDR3 1333/1066 DDR3 1066
Шина для связи с чипсетом QPI QPI QPI DMI DMI DMI DMI DMI
PCI Express 2.0 - - - x16/x8+x8 x16/x8+x8 x16/x8+x8 x16/x8+x8 x16/x8+x8
Скорость QPI, ГТ/с 6,4 ГТ/с 6,4 ГТ/с 4,8 ГТ/с 4,8 ГТ/с 4,8 ГТ/с 6,4 ГТ/с 5,86 ГТ/с 4,8 ГТ/с
AESNI + - - - - + - -
Рабочее напряжение, В 0,8-1,375 0,8-1,375 0,8-1,375 0,65-1,4 0,65-1,4 0,65-1,4 0,65-1,4 0,65-1,4
TDP 130 130 130 95 95 73 73 73
Рекомендованная стоимость, $ 999 999 284 562 196 284 133 87
* – множитель разблокирован на повышение.

Как и все производительные 32-нм решения новинка поддерживает AES-инструкции, используемые при блочном шифровании. Видимо, разработчик посчитал, что такой процессор будут использовать не только энтузиасты.


Система охлаждения

Думаем, многие удивлялись, как Intel могла комплектовать свои процессоры серии Extreme Edition обычными, практически ничем не отличающимися от «боксовых» кулеров, системами охлаждения. Но компания все же пошла на встречу энтузиастам и теперь предлагает совершенно новую СО.

Intel DBX-B
Новая система охлаждения (слева) для Extreme Edition и старая

Кулер башенной конструкции выполнен на базе четырех тепловых трубок с часто насаженными тонкими алюминиевыми ребрами, которые продуваются 100-мм вентилятором с синей подсветкой.

Intel DBX-B

Скорость вращения крыльчатки достигает 1800 об/мин, но для любителей тишины предусмотрен двухпозиционный переключатель, благодаря которому можно уменьшить скорость до 800 об/мин. Вентилятор оснащен четырехконтактным разъемом и хромированной решеткой.

Основание отполировано до блеска и для снижения риска повреждения при транспортировке аккуратно заклеено пленкой.

Intel DBX-B

К материнской плате кулер крепится посредством четырех винтов и пластмассовой усилительной пластины. Для более удобной сборки на пластине предусмотрены полоски липкой ленты.

Данная система охлаждения для компании Intel является настоящим шагом вперед. Теперь энтузиасты вряд ли пожелают сразу же избавиться от кулера. Правда, более требовательным пользователям она все равно покажется мало эффективной и полезной. Судите сами. Конструкция кулера напоминает решения пятилетней давности. Уровень шума достаточно высок, и не каждый его сможет выдержать. Но опять же, как для комплектной СО он выполнен просто на отлично.


Разгон

Разгон процессора на ядре Gulftown ничем не отличается от такового на Bloomfield. Оба CPU одинаковы внешне и различия между ними заключаются лишь в маркировке и расположении элементов на «брюшке».

Core i7-980X Extreme Edition и Core i7-975 Extreme Edition
Core i7-980X Extreme Edition и Core i7-975 Extreme Edition
Core i7-980X Extreme Edition (слева) и Core i7-975 Extreme Edition

Формирование частот всех узлов и блоков Core i7-980X, как и у всех решений архитектуры Nehalem, осуществляется за счет умножения определенных коэффициентов на базовую частоту (Bclk), которая составляет в номинале 133 МГц. Разгон CPU серии Extreme Edition может производить как при помощи разблокированного множителя, так и при помощи повышения частоты Bclk. В последнем случае необходимо следить за частотами остальных блоков, снижая соответствующие коэффициенты умножения. Например, если используется память DDR3-1333/1066, то ее множитель следует держать на уровне x6/x8 (эффективный, реальный x3/x4). Шину QPI стоит заблокировать на частоте 2,4 ГГц (4800 МТ/с (МГц), x18 или x36 — зависит от того, что именно отображается в BIOS Setup материнской платы). Частота блока Uncore должна быть выше частоты памяти в 1,5–2 раза.

Также не стоит забывать об увеличении напряжений питания для повышения стабильности системы. На самом процессоре не рекомендуется ставить напряжение свыше 1,4 В (номинал ~1,2 В), а CPU PLL не должно превышать 2 В (номинал 1,8 В). Не следует подавать на блок Uncore (в BIOS Setup это пункты Uncore Voltage, QPI/VTT Voltage, CPU VTT Voltage, QPI/DRAM Core Voltage, FSB VTT Voltage и пр.) более 1,4 В, тогда как стандартное значение составляет около 1,15 В, на память — 1,65 В (максимум 1,8 В при сохранении дельты 0,4–0,5 В между блоком Uncore).

Для разгона нашего Core i7-980X EE использовалась материнская плата ASUS P6T7 WS SuperComputer (BIOS 0607) и модули памяти G.Skill F3-12800CL8T-6GBRM. Технология Turbo Boost отключалась, коэффициент умножения процессора не изменялся (x25), а сам процесс разгона осуществлялся за счет повышения базовой частоты. Напряжение питания CPU было установлено на уровне 1,35 В, блока Uncore — 1,3 В. Питание модулей памяти не превышало 1,65 В, тайминги были равны 8-8-8-24-1T, а множитель выбирался в пределах x3–x4. Скорость шины QPI была установлена на уровне 4800 МТ/с.

С такими настройками процессору покорились 4172 МГц. Честно говоря, мы ожидали от 32-нм ядра немного большего. Но с другой стороны, Core i7-980X является более сложным чипом, чем все остальные решения архитектуры Nehalem, и даже такой результат для него очень неплохой.

Разгон Intel Core i7-980X Extreme Edition

Повышение напряжение питания процессора свыше 1,35 В негативно сказывалось на его потенциале. Отключение Hyper-Threading вообще никак не влияло на результат — обычно все наоборот, и при деактивации этой технологии можно получить еще порядка 200 МГц. Все это, естественно, касается воздушного охлаждения.

Задержки памяти и все коэффициенты умножения при разгоне приведены на скриншоте утилиты CPU-Tweaker 1.4:

Разгон Intel Core i7-980X Extreme Edition

Пока эта программа некорректно определяет множитель процессора при отключении Turbo Boost — всегда показывает максимальный коэффициент. С остальными утилитами никаких проблем не наблюдалось.

Еще пару слов о невысокой частоте контроллера памяти и кэша третьего уровня. С нашим комплектом памяти тестовый процессор Core i7-980X Extreme Edition смог стабильно функционировать при соотношении частот Uncore и модулей как 1,6:1 вплоть до 1800 МГц на памяти. После этого значения система переставала загружаться, не помогало даже поднятие напряжения на контроллере. Возможно, обладателям 2000-мегагерцовых планок в этом плане повезет больше, нам же пришлось ограничиться полученными результатами.
Оверклокинг. Только слепой не увидит различий!