Знакомство с Haswell. Обзор и тестирование платформы Intel LGA1150 и процессора Core i7-4770K

Процессор Intel Core i7-4770K

На момент своего анонса продуктовая линейка CPU в исполнении LGA1150 будет состоять из четырехъядерных Core i5 и Core i7, которые отличаются поддержкой технологии Hyper Threading, позволяющей выполнять на одном логическом ядре два вычислительных потока. Как обычно, варьируя тактовыми частотами и значениями TDP, на базе одного единственного кристалла производитель создал целый модельный ряд:

	Intel Core i7-4770/ i7-4770K*	Intel Core i7-4770S	Intel Core i7-4770T	Intel Core i7-4765T	Intel Core i5-4670/ i7-4670K*	Intel Core i5-4670S	Intel Core i5-4670T	Intel Core i5-4570	Intel Core i5-4570S	Intel Core i5-4570T
Семейство	Haswell	Haswell	Haswell	Haswell	Haswell	Haswell	Haswell	Haswell	Haswell	Haswell
Разъем	LGA1150	LGA1150	LGA1150	LGA1150	LGA1150	LGA1150	LGA1150	LGA1150	LGA1150	LGA1150
Техпроцесс CPU, нм	22	22	22	22	22	22	22	22	22	22
Число ядер	4 (8 потоков)	4 (8 потоков)	4 (8 потоков)	2 (4 потока)	4 (4 потока)	4 (4 потока)	4 (4 потока)	4 (4 потока)	4 (4 потока)	2 (4 потока)
Номинальная частота, ГГц	3,4/3,5*	3,1	2,5	2,0	3,4	3,1	2,3	3,2	2,9	2,9
Частота Turbo Boost, ГГц	3,9	3,9	3,7	3,0	3,8	3,8	3,3	3,6	3,6	3,6
Объем L3 кэша, Мбайт	8	8	8	8	6	6	6	6	6	4
Графическое ядро	GMA HD 4600	GMA HD 4600	GMA HD 4600	GMA HD 4600	GMA HD 4600	GMA HD 4600	GMA HD 4600	GMA HD 4600	GMA HD 4600	GMA HD 4600
Частота графического ядра, МГц	1200/1250*	1200	1200	1200	1200	1200	1200	1150	1150	1150
Каналов памяти	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2
Поддерживаемый тип памяти	DDR3-1333 DDR3-1600	DDR3-1333 DDR3-1600	DDR3-1333 DDR3-1600	DDR3-1333 DDR3-1600	DDR3-1333 DDR3-1600	DDR3-1333 DDR3-1600	DDR3-1333 DDR3-1600	DDR3-1333 DDR3-1600	DDR3-1333 DDR3-1600	DDR3-1333 DDR3-1600
Hyper-Threading	+	+	+	+	–	–	–	–	–	+
AES-NI	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+
Intel vPro	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+
TDP, Вт	84	65	45	35	84	65	45	84	65	35
Рекомендованная стоимость, $	303/339*	303	303	303	213/242*	213	213	192	192	192

* — множитель разблокирован на повышение; для моделей К-серии.

Среди продуктов, отличающихся тактовыми частотами и TDP, пользователи без труда отыщут именно те модели, которые наилучшим образом соответствуют поставленным задачам. Любителей энергоэффективных и компактных системных блоков заинтересуют модификации с литерою «Т», обладающие наилучшей экономичностью. Пользователи, собирающие универсальный системный блок, скорее всего, обратят внимание на модели серии «S», предлагающие баланс между быстродействием и умеренным энергопотреблением, ну а для оверклокеров и профессионалов разгона есть процессоры серии «К» с разблокированным коэффициентом умножения. Особняком стоит энергоэффективная модель Core i5-4570T, в которой число вычислительных ядер сокращено до двух, а массив кэша L3 урезан до 4 МБ. Что касается розничных цен, то они почти не отличаются от равночастотных Ivy Bridge, впрочем, нет никаких сомнений, что в ближайшее время модельный ряд Haswell будет дополнен младшими моделями Core i3 и Pentium.

Для всестороннего тестирования в нашу лабораторию был доставлен старший из Haswell — Core i7-4770K. Этот процессор обладает разблокированным множителем, а значит, наилучшим образом подходит для экспериментов по разгону. Увы, опытный экземпляр попал к нам без какого-либо комплекта поставки, так что о конструкции системы охлаждения и дизайне розничной упаковки мы судить не сможем.

Внешний вид новинки почти не отличим от предшественников, идентифицировать Haswell можно по маркировке и отсутствию выреза в нижней части металлической крышки-теплораспределителя, которой накрыт полупроводниковый кристалл. C обратной стороны находятся металлические контакты и радиоэлектронные компоненты, причем, найти среди других процессоров модель в исполнении LGA1150 несложно, благодаря более темному оттенку текстолита подложки и меньшего количества вспомогательных элементов на «брюшке».


Штатная частота вычислительных ядер новинки составляет 3500 МГц, но в таком режиме процессор работает при максимальной вычислительной нагрузке.


Большую часть времени процессор работает на повышенных частотах, которые благодаря технологии Intel Turbo Boost динамически меняются в зависимости от загрузки вычислительных ядер и общего уровня энергопотребления центрального процессора. Таким образом, в приложениях, оптимизированных для многопоточного вычисления, Core i7-4770K, как правило, функционирует на частотах 3600–3700 МГц.


Если же программный код неэффективно работает на многоядерных центральных процессорах, задействованные вычислительные блоки разгоняются до частот 3800–3900 МГц, пока тепловыделение остается в рамках TDP.


В моменты простоя тактовая частота вычислительных ядер уменьшается до 800 МГц, что самым положительным образом должно сказываться на уровне нагрева.


Что касается напряжения, то текущие версии программ мониторинга фиксируют значения в пределах 1,069–1,104 В, что очень похоже на правду, во всяком случае, 22-нм предшественники имели аналогичный порядок значений. Кстати, как вы помните, многие пользователи ругали Intel за использование в Ivy Bridge низкоэффективного термоинтерфейса между полупроводниковым кристаллом и крышкой теплораспределителя, вследствие чего 22-нм процессоры демонстрировали повышенные температуры в разгоне. Изменилась ли ситуация с выходом Haswell — мы с вами узнаем прямо сейчас, во время проверки разгонного потенциала Intel Core i7-4770K!


Разгонный потенциал

Прежде чем приступить к оценке запаса прочности Core i7-4770K рассмотрим схему формирования частот в процессорах Haswell, процедура разгона которых незначительно, но все же отличается от таковой для Ivy Bridge и Sandy Bridge. Прежде всего, максимальное значение коэффициента умножения для процессорных ядер теперь равняется x80, этот факт несомненно оценят профессиональные оверклокеры, работающие с криогенными системами охлаждения. Затем, появился отдельный множитель, управляющий частотой внутренней кольцевой шины. Его значение может быть меньшим или равным коэффициенту умножения вычислительных ядер. И, наконец, благодаря внедрению дополнительного множителя PEG/DMI появилась возможность увеличивать базовую частоту до 125 или 167 МГц, без ущерба для стабильности работы шин PCI Express и DMI.


Скорее всего, не все материнские платы и процессоры позволят установить базовую частоту на 167 МГц, тогда как увеличение BCLK до 125 МГц будет реальным и действенным способом разгона младших Haswell, у которых коэффициент умножения заблокирован на повышение. Наш Core i7-4770K обладает свободным множителем, поэтому, в экспериментах по разгону было использовано это преимущество. Из-за отсутствия статистики разгона Haswell мы воспользовались опытом, приобретенным при работе с процессорами Ivy Bridge. Питание на процессорных ядрах было увеличено до 1,24 В, напряжение внутренней шины Vring повышено на +0,1 В. Функция Internal PLL Overvoltage устанавливалась в значение Enable, базовая частота фиксировалась на уровне 100 МГц, а лимиты мощности технологии Turbo Boost были увеличены до 500 Вт. С такими настройками процессор проходил стресс-тест Linpack на частоте 4500 МГц, тогда как частота кольцевой шины составляла 4200 МГц.


Обращаем ваше внимание на показания температурных датчиков, согласно которым самое горячее ядро прогрелось до 97 °С, хотя для отвода тепла мы использовали один из лучших воздушных кулеров — Thermalright Silver Arrow. Невзирая на высокую температуру, процессор сохранял полную стабильность, но все дальнейшие эксперименты по разгону пришлось прекратить, так как малейшее увеличение напряжения приводило к перегреву, который вызывал BSOD. Будем надеяться, что нам просто попался неудачный экземпляр Core i7-4770K, тогда как в основной своей массе процессоры Intel в исполнении LGA1150 будут демонстрировать гораздо лучшие результаты разгона.

Выходит, что Haswell унаследовал от своего предка Ivy Bridge такой же «горячий нрав», с которым в разгоне с трудом справляются даже лучшие из воздушных кулеров. К слову, предоставленный на тестирование Core i7-3770K в разгоне до 4700 МГц при напряжении 1,312 В демонстрировал аналогичный тепловой режим, легко разогреваясь до 91 С и выше.


Похоже, что в Core i7-4770K и Core i7-3770K между полупроводниковым кристаллом и крышкой теплорасределителя используется один и тот же не слишком эффективный термоинтерфейс, что вкупе с малой площадью процессорного ядра приводит в высоким температурам в процессе разгона.