Intel Nehalem, Core i7 или Бархатная революция №2

Официальный анонс Intel Core i7, первых процессоров архитектуры Nehalem, стал одним из главных событий в мире высоких технологий прошедшего 2008 года. Чем больше появлялось разнообразной информации касательно нового поколения CPU, тем чаще в кругах специалистов звучало мнение, что Nehalem с точки зрения эволюции настольных процессоров является шагом вперед и, одновременно, в сторону, если хотите — разбегом перед решительным прыжком.

Разработчики Core i7 заложили в него прочный технологический фундамент, частично пожертвовав производительностью в краткосрочной перспективе. Практическая ценность таких новшеств как вторая редакция технологии Hyper-Threading и тесно связанная с ней сложная иерархия кэш-памяти сегодня проявляется лишь частично. С одной стороны, в этом есть доля вины софтверных компаний, не заботящихся об оптимизации программ под многопоточные вычисления, а с другой стороны сказывается четкая серверная направленность микроархитектуры Nehalem.

Впрочем, оставим историко-философский аспект разработки Nehalem любителям околонаучных дискуссий и перейдем к непосредственному изучению Core i7. Начнем с теории и закончим практикой. Что из этого приятное, а что — полезное, решать нашим читателям.

Intel Nehalem


Процессорный кристалл Core i7

Процессор Core i7 (Bloomfield, 45 нм) включает в себя: четыре физических ядра, распределенных на 8 виртуальных потоков с помощью технологии Intel Hyper-Threading, трехуровневый массив ячеек кэш-памяти, новый системный интерфейс Quick Path Interconnect, интегрированный контроллер памяти DDR3, блок очереди команд (на схеме — «Queue») и блок операций ввода-вывода («Miscellaneous I/O»). Кроме того, в структуре серверных четырехъядерников Nehalem EP найдет применение второй порт QPI для связи между двумя и более процессорами на одной материнской плате.

Архитектура Intel Nehalem

В отличие от Core 2 Quad — мультичипового модуля из пары Core 2 Duo, дизайн Core i7 изначально предполагает наличие четырех ядер в одном процессорном кристалле. Количество физических ядер легко варьируется в зависимости от намеченной цели. Например, во второй половине 2009 г. Intel планирует выпуск восьмиядерных CPU Nehalem EP, а вначале 2010-го — двухъядерных процессоров Havendale LGA1156 с интегрированной графикой.

Архитектура Intel Nehalem

Строение каждого из четырех ядер спроектировано согласно нижеприведенной схеме:

Архитектура Intel Nehalem

Ширина конвейера Intel Core i7, как и у представителей микроархитектуры Core 2, составляет 4 инструкции за такт. Во избежание перенасыщения очереди команд в многопоточном режиме, расширены основные буферы операций:
  • reservation station (буфер резервирования операций) — с 32 до 36 μops;
  • load buffers (буферы загрузки операций) — с 32 до 48 μops;
  • store buffers (буферы хранения операций) — с 20 до 32 μops;
  • out of order scheduling window (буфер внеочередного выполнения операций) — с 96 до 128 μops.


Intel Hyper-Threading Technology

Спустя четыре года после маловыразительного дебюта технологии Hyper-Threading (HT) в структуре настольных процессоров Pentium 4 (Northwood), специалисты Intel вернулись к концепции многопоточной обработки данных.

Архитектура Intel Nehalem

Эффективность HT по-прежнему зависит от конкретного приложения. Программы, использующие большой объем разнотипного кода (например, базы данных), практически идеально подходят Core i7, в тоже время основная масса игр демонстрирует 0,5-2-процентное падение фреймрейта. Впрочем, список программного обеспечения, адаптированного к особенностям Hyper-Threading, будет неуклонно расширяться.


Новая иерархия кэш-памяти, Integrated Memory Controller и Quick Path Interconnect

Встроенный контроллер оперативной памяти (IMC), разделяемый кэш третьего уровня и высокоскоростной интерфейс QPI (аналог HyperTransport) — все это было пройдено в процессорах AMD K8/K8L/K10 и теперь плавно перекочевали в ядро Bloomfield.

С переносом контроллера памяти из северного моста в тело CPU уменьшилась зависимость процессора от постоянного увеличения объема кэш-памяти. Иерархия кэша в Core i7 целиком подчинена многопоточным вычислениям: унифицированный L2 кэш урезан до 256 килобайт на каждое ядро, а основной акцент сделан на 8 МБ разделяемого кэша третьего уровня. Последний содержит все инструкции и данные из L1/L2 cache для уменьшения трафика запросов.

Архитектура Intel Nehalem

Ввиду того, что инженерам Intel изначально не удавалось поднять тактовую частоту Core i7 до конкурентоспособного уровня, латентность L1 кэша была увеличена по отношению к Core 2 на базе Penryn с 3 до 4 тактов. Данный маневр частично повлиял на итоговую производительность. Кэш-память второго уровня, наоборот, стала быстрее и экономичнее: вместо 15 тактов на выполнение одной операции уходит 11 тактов.

Встроенный контроллер оперативной памяти процессоров Core i7 поддерживает трехканальный (192-bit), двухканальный (128-bit) и одноканальный (64-bit) режимы работы памяти. В плане эффективности первые два смотрятся наиболее предпочтительно. Сразу отметим невозможность появления в будущем материнских плат для Core i7 со слотами DDR2: в отличие от AMD Phenom II, контроллер памяти Bloomfield поддерживает только модули стандарта DDR3.

С приходом процессоров нового поколения заканчивается эра системной шины FSB. На смену ей приходит высокоскоростной интерфейс Quick Path Interconnect (QPI):

Архитектура Intel Nehalem

QPI обеспечивает одновременный обмен данных в обоих направлениях (от CPU к северному мосту и от северного моста к CPU), что выгодно отличает его от Front Side Bus. Суммарная пропускная способность QPI достигает 25,6 GB/s — как минимум, в 2 раза выше, чем у FSB.


Чипсет для процессоров Core i7


Процессоры Intel Core i7 предназначены для работы с материнскими платами, оснащенными разъемом LGA1366, первые из которых будут основаны на чипсете Intel X58 Express (Tylersburg). Новый набор системной логики состоит из северного моста X58 IOH и южного моста ICH10/ICH10(R).

Чипсет Intel X58

Материнские платы c 1366-контактным процессорным разъемом официально поддерживают модули оперативной памяти DDR3 частотой 800/1066 МГц, однако на практике Core i7 успешно взаимодействует и с более быстрыми комплектами RAM. Количество слотов DDR3 обычно варьируется от трех до шести.

Intel X58 Express программно совместим с технологиями NVIDIA SLI и ATI CrossFire. Впрочем, поддержка нескольких видеокарт GeForce связана с затратным для производителя материнских плат процессом сертификации. Так что присутствие NVIDIA SLI является лишь опцией для материнских плат премиум-класса. Подробнее о конфигурациях SLI можно прочитать в одном из наших предыдущих материалов.

Южный мост ICH10(R) сегодня широко используется в составе чипсета Intel P45 Express, поэтому его возможности хорошо известны энтузиастам.

Процессоры Intel Core i7

Основные моменты архитектуры Nehalem мы рассмотрели и теперь перейдем к готовым изделиям на ее базе. Новые процессоры поначалу будут представлены на рынке высокоуровневыми моделями, что и не удивительно. Обычно выход очередных решений подразумевает продукты hi-end-класса, так как производителю необходимо удовлетворить спрос на новинки и, в какой-то степени, покрыть расходы на разработку. Да и производители материнских плат не против подзаработать на этом поприще.

Core i7

На данный момент времени компания Intel предлагает всего три модели процессоров на базе ядра Bloomfield, которые отличаются между собой рабочей частотой ядер и частотой шины QPI: Core i7-920 (2,66 ГГц), Core i7-940 (2,93 ГГц) и Core i7-965 Extreme Edition (3,2 ГГц).

  Intel Core i7-965 Extreme Edition Intel Core i7-940 Intel Core i7-920
Разъем LGA1366 LGA1366 LGA1366
Техпроцесс 45-нм, с применением high-k диэлектриков 45-нм, с применением high-k диэлектриков 45-нм, с применением high-k диэлектриков
Число ядер 4 (8 потоков) 4 (8 потоков) 4 (8 потоков)
Номинальная частота 3,20 ГГц 2,93 ГГц 2,66 ГГц
Объем L1 кэша 4 x (32+32) КБ 4 x (32+32) КБ 4 x (32+32) КБ
Объем L2 кэша 4 x 256 КБ 4 x 256 КБ 4 x 256 КБ
Объем L3 кэша 8 МБ 8 МБ 8 МБ
Множитель 24х, свободный 22х, заблокирован на повышение 20х, заблокирован на повышение
Поддерживаемый тип памяти DDR3 800/1066/1333 DDR3 800/1066 DDR3 800/1066
Пропускная способность QPI 6,4 ГТ/с 4,8 ГТ/с 4,8 ГТ/с
Номинальное напряжение 1,20 В 1,20 В 1,20 В
TDP 130 Вт 130 Вт 130 Вт
Стоимость $999 $562 $284

Процессор Core i7-965 Extreme Edition, как видно из его названия, рассчитан на энтузиастов и оверклокеров и кроме высокой частоты имеет полностью разблокированный множитель, что позволяет его разгонять без проведения серьезных манипуляций с шиной QPI и остальными компонентами системы.

Что касается самой шины QPI, то ее частота формируется за счет умножения определенного коэффициента на частоту тактового генератора, равную в номинале 133 МГц.

Core i7-920

Ее также называют опорной частотой шины QPI, QPI bclk или просто Bclk (утилита CPU-Z определяет ее как Bus Speed). По своему назначению она полностью соответствует частоте тактового генератора в современной платформе AMD — за счет нее формируется частоты ядер, кэш-памяти, контроллера памяти и частота системной памяти. Например, частота Core i7-920 получается умножением коэффициента 20х на 133 МГц. Естественно, при разгоне CPU путем повышения Bclk будут расти частоты всех блоков процессора, шины QPI и памяти, что может сказаться на их стабильной работе. Частота шины QPI для процессоров Intel Core i7-920 и Core i7-940 составляет 2,4 ГГц, что эквивалентно пропускной способности 4800 мегатранзакций в секунду (или 4,8 ГТ/с). Для Core i7-965 EE это значение соответствует 3,2 ГГц или 6,4 ГТ/с. Зная частоту QPI можно без проблем высчитать коэффициент умножения шины у каждого из процессоров: для Core i7-920 и Core i7-940 он равен 18, для Core i7-965 EE — 24.

Но частота шины Quick Path Interconnect не единственная проблема, с которой можно будет столкнуться при разгоне обычных Core i7. Дело в том, что в новых CPU кэш третьего уровня и контроллер памяти (данная часть процессора называется Uncore) работает на отличной от процессора частоте — по рекомендации Intel, частота этих блоков должна быть в два раза выше эффективной частоты памяти. Данный параметр изменяется в настройках BIOS Setup материнской платы (коэффициентом или выбором частоты).

Core i7-920

Отслеживать значения Uncore можно при помощи все той же утилиты CPU-Z — за это отвечает параметр NB Frequency в закладке Memory.

Из поддерживаемой памяти для младших Core i7 заявлена только DDR3-800/1066 (коэффициенты 6х, 8х), для Core i7-965 Extreme Edition этот список расширен до DDR3-1333 (коэффициент 10х).

За счет переноса части северного моста в CPU, его размеры несколько увеличились, как и количество контактов — теперь их 1366, а сам процессор стал немного продолговатым по сравнению с Core 2.

Core i7-920

Core i7-920

Процессорный разъем также претерпел изменений и кроме увеличенных размеров и количества контактов обзавелся усилительной пластиной с обратной стороны материнской платы, которая прижимается четырьмя болтами.

Socket LGA1366

Socket LGA1366

Из-за расширения функциональности тепловой пакет новых процессоров достаточно высок — 130 Вт, хотя и меньше на шесть ватт, чем у топовых Core 2 Quad с 12 МБ кэшем. При этом напряжение питания новинок составляет 1,2 В. Несмотря на это, для Core i7 теперь необходимы новые системы охлаждения, так как расстояние между монтажными отверстиями на материнских платах увеличилось с 72 до 80 мм относительно платформы LGA775. Соответственно увеличились и габариты кулеров. Обладателям коробочных версий Core i7 на этот счет особо переживать не придется, но при разгоне необходимо будет подыскать что-то поэффективней (или новое крепление для «суперкулеров»), так как процессоры на базе ядра Bloomfield имеют достаточно горячий нрав.

Для слежения за состоянием процессора, в нем был размещен специальный микроконтроллер Power Control Unit (PCU), который отвечает за мониторинг и регулирование показателей напряжения, силы тока и температуры ядер.

Power Control Unit

Кроме того, Core i7 обладает технологией Turbo Boost, которая позволяет автоматически увеличить частоту процессора при недостаточной загрузке ядер путем поднятия коэффициента умножения CPU на один пункт (при номинальной Bclk разгон составляет 133 МГц) или на два пункта, но только для одного ядра.

Turbo Boost

Единственное условие работы «турбированного режима» — уровень TDP не должен превышать номинального значения. Частота нашего тестового процессора Core i7-920 с активированной технологией Turbo Boost во время прохождения тестов равнялась 2800 МГц, что соответствовало «слабому» разгону. На основании этого можно предположить, что режим Turbo Mode работает не только при слабой нагрузке на процессор.

Core i7-920

Если при разгоне уровень TDP превысит 130 Вт коэффициент умножения CPU будет снижаться до того уровня, пока не нормализуется состояние процессора. В связи с этим для достижения высокой частоты придется либо отодвигать порог срабатывания защиты (на материнской плате Intel есть отдельные пункты для управления уровнем TDP и силы тока, проходящей через процессор) либо отключать защиту вовсе (например, на платах ASUS).

Наличие официального авторазгона будет полезно при работе технологии Hyper-Threading (или Simultaneous Multithreading — SMT, технология «одновременной мультипоточности»), так как некоторые приложения не способны задействовать все возможности процессора, а порой включение HT влечет за собой падение производительности системы. И в этом случае поднятие частоты CPU компенсирует этот недостаток. Как и ранее во времена Pentium 4 HT, операционная система видит логические и физические ядра как отдельные, и для процессоров Core i7 это количество достигает восьми штук.

Core i7-920

При необходимости технологию Hyper-Threading, а также Turbo Boost можно отключить и тем самым перевести процессор в режим обычного четырехъядерного CPU.

ASUS Rampage II Extreme

Для установки Core i7 необходимы новые материнские платы с разъемом LGA1366 на базе единственного пока набора системной логики под новую платформу — Intel X58 Express. Данный чипсет является высокоуровневым решением, и ждать дешевых продуктов на его основе пока не стоит, хотя он сам в производстве выходит не дороже X48. Тем более что некоторые производители материнских плат смогут сертифицировать свои решения для поддержки технологии SLI, либо установить дополнительный чип nForce 200 для этой цели, а это уже точно скажется на цене готового изделия.

В качестве компаньона для нашего тестового процессора Core i7-920 использовалась материнская плата ASUS Rampage II Extreme, которая является продолжением серии Republic of Gamers и правопреемницей Rampage Extreme на базе Intel X48 Express. Нашей целью не было серьезное изучение данного продукта, так как основной темой статьи является новая платформа в целом. Но мы все же постараемся максимально рассмотреть ASUS Rampage II Extreme как представителя X58.

Модель ASUS Rampage II Extreme
Чипсет Intel X58 + ICH10R
Socket LGA1366
Процессоры Core i7
QPI, МГц 3200/2400
Память 6 DIMM DDR3 SDRAM 1800(O.C.)/1600(O.C.)/1333/1066/800 (12 GB max)
Слоты PCI-E 3 PCI Express x16 (режимы 16+16+1 и 16+8+8)
2 PCI Express x1 (один для звуковой карты))
Слоты PCI 1
Количество подключаемых вентиляторов 8 (1x 4-pin, 7x 3-pin)
Порты USB 2.0 12 (6 разъемов на задней панели)
Порты PS/2 1
Порт LPT -
Порт COM -
Порты FireWire 2 (1 разъем на задней панели)
ATA-133 1 канал (два устройства, JMicron 363)
Serial ATA 6 каналов SATA II (ICH10R) + 1 канал SATA II + 1 eSATA (JMicron 363)
RAID 0, 1, 5, 10
Встроенный звук SupremeFX X-Fi на базе ADI AD2000B (7.1, HDA)
S/PDIF Коаксиальный + оптический
Встроенная сеть 2х Marvell 88E8056 (Gigabit Ethernet)
BIOS AMI BIOS
Форм-фактор ATX
Размеры, мм 305х269
Дополнительно Кнопки Power, Reset, Clear CMOS, управление LCD-Poster, возможность снятия показаний напряжений и световая индикация уровня напряжений основных узлов платы


Материнская плата поставляется в крупной коробке, выполненной в непривычной для ASUS красной гамме, на что сразу обратит внимание потенциальный покупатель. Хотя, для нашего рынка это не столь актуально, так как комплектующие либо лежат на витрине магазина уже распакованными, либо пылятся на складе пока не выпишет менеджер. Для удобства переноски коробка снабжена пластиковой ручкой.

ASUS Rampage II Extreme  ASUS Rampage II Extreme

Как и у всех плат серии ROG упаковка Rampage II Extreme имеет откидывающуюся крышку с информацией о продукте, под которой скрывается окошко, через которое можно увидеть материнскую плату.

ASUS Rampage II Extreme

Комплект поставки разделен по двум коробкам: в одной находится плата, во второй — аксессуары к ней.

ASUS Rampage II Extreme

В коробке можно обнаружить следующее:
  • Инструкцию;
  • Диск с драйверами и ПО;
  • Шесть кабелей SATA;
  • Один переходник питания на два SATA-устройства;
  • Один кабель IDE;
  • Брикет с двумя USB и одним FireWire-портом;
  • Три выносных термосенсора;
  • Гибкий SLI-мостик;
  • Мостик для 3-Way SLI;
  • Два переходника для подключения мультиметра;
  • Набор коннекторов ASUS Q-Connector;
  • Вентилятор;
  • LCD-Poster;
  • Звуковая карта SupremeFX X-Fi
  • Задняя планка I/O с подсветкой.

ASUS Rampage II Extreme

Как видите, комплект не маленький, но и плата самая дорогая на рынке среди решений на базе Intel X58 Express. Пусть не удивляет наличие SLI-мостиков в комплекте — Rampage II Extreme поддерживает помимо технологии CrossFire еще и SLI «программным» методом.

Плата выполнена на текстолите фирменного черного цвета и по размерам чуть шире стандартных ATX-решений. Оформление Rampage II Extreme сделано в одном стиле, в отличие от недавних высокоуровневых продуктов компании, в которых соседствовали радиаторы различных «цветов и красок».

ASUS Rampage II Extreme

ASUS Rampage II Extreme

На обратной стороне платы прикручена та самая усилительная пластина, о которой мы упоминали в описании Socket 1366. Тут же расположена часть элементов от подсистемы питания процессора, которые позволяют снять тепловую нагрузку с лицевой стороны платы.

ASUS Rampage II Extreme

Подсистема питания процессора построена по 16-фазной схеме с использованием дросселей в броневых сердечниках и конденсаторов с твердым электролитом. Первое позволяет избавиться от высокочастотного писка катушек под нагрузкой системы, второе скажется на длительности эксплуатации изделия в жестких условиях. Такие же элементы установлены во всех цепях питания платы. Для питания памяти предусмотрено три фазы, силовые транзисторы которых расположены возле южного моста. Они охлаждаются общим радиатором для микросхем чипсета, объединенным посредством тепловой трубки с системой охлаждения силовых элементов питания процессора. При необходимости можно установить комплектный вентилятор на один из радиаторов MOSFET.

ASUS Rampage II Extreme

Кроме того, в подсистеме питания процессора и памяти также используются высококачественные конденсаторы производства Fujitsu емкостью 1000 мкФ, рассчитанные на напряжение 3 В.

ASUS Rampage II Extreme

Возле северного моста расположен модуль VTT CPU Power Card, отвечающий за питание контроллера памяти и шины QPI (часть северного моста в процессоре, которая называется Uncore, но у плат ASUS в BIOS Setup за это отвечает параметр QPI/DRAM).

ASUS Rampage II Extreme

Модуль представляет собой небольшую платку с отдельным трехфазным контроллером питания. Для охлаждения элементов установлен небольшой радиатор с логотипом серии Republic of Gamers и с синей подсветкой, которую без проблем можно отключить.

ASUS Rampage II Extreme

Радиатор над северным мостом является съемным и вместо него можно установить совместимый с ASUS Rampage II Extreme водоблок — пока это лишь MCW-NBMAX от Swiftech.

ASUS Rampage II Extreme ASUS Rampage II Extreme

Передача тепла от чипсета радиатору происходит через медную вставку, но судя по отпечатку на термопасте, прижим с одной стороны оставляет желать лучшего, так что, при установке водоблока придется следить за качеством монтажа.

ASUS Rampage II Extreme

В связи с использованием трехканального контроллера памяти в Core i7, материнские платы для этих процессоров будут оснащаться шестью, четырьмя или тремя слотами DIMM. На рассматриваемой плате установлено шесть разъемов, а максимальный объем памяти DDR3-800/1066/1333/1600 может достигать 12 ГБ. Можно использовать и два модуля — тогда будет функционировать лишь двухканальный режим, но после покупки ASUS Rampage II Extreme желательно обновить BIOS платы, так как с первой версией микрокода (достаточно часто продолжительное время на рынке присутствуют продукты со старой версией BIOS) наблюдаются проблемы с совместимостью с некоторыми комплектами памяти. Например, может теряться объем одной планки, как бы ни вставлялись модули в плату.

ASUS Rampage II Extreme

Рядом с разъемами DIMM расположены органы управления разгоном платы и кнопки включения/отключения и сброса системы.

ASUS Rampage II Extreme

Для удобства разгона необходимо подключить LCD-Poster к разъему возле задней панели, после чего будет возможность наблюдать за своими действиями на ЖК-экране.

ASUS Rampage II Extreme

Возле задней панели также есть разъем для подключения подсветки задней планки.

ASUS Rampage II Extreme

Пожалуй, одна из значимых «фишек» платы заключается в возможности снять показатели напряжений на основных компонентах системы при помощи обычного мультиметра, для чего выведены контакты возле органов управления разгоном. Тут же есть небольшие разъемы, куда можно подключить пару комплектных переходников для вольтметра.

ASUS Rampage II Extreme

В связи с возможностью установки трех видеокарт все разъемы для подключения периферии расположены по краям платы. Шесть разъемов SATA (ICH10R), и разъем IDE развернуты на 90°. Единственный канал параллельного интерфейса реализован за счет внешнего контроллера JMicron 363, который дополнительно поддерживает два канала SATA, разъем одного из которых установлен рядом с остальными, а второй канал выведен на заднюю панель в виде eSATA.

ASUS Rampage II Extreme

Рядом с ними распаяны чипы iROG, которые расширяют возможности системы при разгоне, контроле напряжений, управлении светодиодной индикацией состояния платы, среди которых уровень подаваемого напряжения на процессор, память и чипсет.

ASUS Rampage II Extreme

С нижнего края платы возле гребенок USB расположены две микросхемы BIOS и джампер Clear CMOS.

ASUS Rampage II Extreme

Для расширения функциональности дополнительно к трем разъемам PCI-E x16 на плате присутствуют один слот PCI, два PCI-E x1, один из которых отведен под звуковую карту SupremeFX X-Fi.

ASUS Rampage II Extreme

Графические интерфейсы способны работать в режиме «16+16+1» при установке двух видеокарт и «16+8+8» — при установки трех. Синие слоты снабжены удобными защелками, чего не скажешь о старых моделях материнских плат серии ROG, да и не только этой.

ASUS Rampage II Extreme

Задняя панель выглядит немного пустовато: один PS/2 для клавиатуры, шесть портов USB (еще шесть в виде гребенки на плате), по одному eSATA и FireWire и два RJ45, реализованных за счет двух гигабитных контроллеров Marvell 88E8056. Есть кнопка сброса настроек BIOS.

ASUS Rampage II Extreme

Звуковая подсистема выполнена на базе HDA-кодека ADI AD2000B и поддерживает технологии Creative EAX Advanced HD 4.0, X-Fi Crystalizer, X-Fi CMSS-3D.

BIOS платы ASUS Rampage II Extreme

Учитывая переход на новую платформу, BIOS Setup материнских плат на базе Intel X58 Express обзавелся множеством неизвестных ранее параметров, которые в значительной степени влияют на уровень разгона и производительность процессоров Core i7. Естественно, от продукта к продукту наименование тех или иных параметров будет отличаться, но эффект при их изменениях будет один и тот же.

При входе в BIOS платы ASUS Rampage II Extreme, основанный на микрокоде AMI, нас сразу же приветствует раздел Extreme Tweaker, в котором сосредоточены все тонкие настройки системы, необходимые при разгоне. Ранее в платах ASUS первым пунктом стоял раздел Main, что вряд ли можно было назвать удобным, особенно при частой смене настроек во время разгона.

BIOS ASUS Rampage II Extreme

В данном разделе сразу же бросаются в глаза «статические» надписи желтого цвета, которые отображают текущие рабочие частоты процессора и памяти, напряжения и температуру CPU, микросхем чипсета, благодаря чему не надо перемещаться по всем разделам BIOS или перегружать систему, чтобы посмотреть те или иные значения.

Первый пункт в Extreme Tweaker отвечает за возможность разгона процессора до более производительной модели. Например, наш Core i7-920 можно повысить в «звании» до Core i7-940 или Core i7-965. Так как коэффициент умножения у младших моделей процессоров нового поколения заблокирован, то повышение частоты CPU происходит за счет увеличения частоты тактового генератора.

BIOS ASUS Rampage II Extreme

Аналогичная ситуация происходит и при выборе не поддерживаемого процессором режима работы памяти (DDR3-1600/1333), но при этом коэффициент CPU снижается до необходимого значения, при котором его частота будет приблизительно равна номинальной.

BIOS ASUS Rampage II Extreme

Следующий пункт — Ai Overclockers Tuner, знакомый по ранее выпускавшимся материнским платам ASUS, позволяет выбрать возможность настраивать все параметры системы вручную, использовать настройки X.M.P. (Extended Memory Profiles, интеловский «аналог» EPP, но для памяти DDR3) или же описанные выше режимы повышения частоты процессора или памяти.

BIOS ASUS Rampage II Extreme

В CPU Configuration собрана вся информация о процессоре и настройки различных функций и технологий, которые он поддерживает. Параметры Hardware Prefetcher и Adjacent Cashe Line Prefetch рекомендуется не отключать, так как произойдет падение производительности системы. При разгоне процессора параметр Turbo Mode, отвечающий за работу технологии Turbo Boost необходимо будет отключать. Также можно будет отключить CPU TM Function, но при этом придется следить за температурным режимом процессора.

BIOS ASUS Rampage II Extreme

Пункт DRAM Frequency позволяет выбрать режим работы памяти — для Core i7-920 и Core i7-940 это DDR3-800 и DDR3-1066. Для «экстремальной» версии Core i7 этот список значительно расширен, вплоть до DDR3-2133.

BIOS ASUS Rampage II Extreme

Настройки таймингов памяти сосредоточены в разделе DRAM Timing Control. Список внушительный, а с учетом Command Rate (значения 1T, 2T или 3T) — даже больше чем на платах ASUS на базе чипсетов X48/P45.

BIOS ASUS Rampage II Extreme

EPU II Phase Control отвечает за режимы функционирования «энергетического юнита», который управляет подсистемой питания платы.

BIOS ASUS Rampage II Extreme

BIOS платы ASUS Rampage II Extreme позволяет настраивать всевозможные напряжения в широких пределах с определенным безопасным уровнем, и для обхода последнего имеется параметр Extreme OV, благодаря которому на процессор можно подать до опасных 2,5 В.

BIOS ASUS Rampage II Extreme

BIOS ASUS Rampage II Extreme

Такое же напряжение можно подать и на память, но уже без активации Extreme OV. Правда, после перехода порога в 1,65 В появится предупреждение о возможности повреждения процессора при столь высоком напряжении. По технической документации на новые CPU максимально допустимым напряжением для памяти является около 1,85 В, при повышении которых уже идет большая нагрузка на встроенный контроллер памяти.

BIOS ASUS Rampage II Extreme

Достаточно давно известный по материнским платам ASUS параметр Load-Line Calibration, позволяющий избежать просадки напряжения на процессоре при его разгоне нашел применение и здесь. Также появился параметр CPU Differential Amplitude, который должен прибавить стабильности при разгоне процессора. Остальные напряжения, в том числе на северном и южном мостах занесены в следующую таблицу:

Параметр Диапазон изменений
CPU Voltage 0,85000-2,50000 В, с шагом 0,00625 В
CPU PLL Voltage 1,81592-2,50492 В, с шагом 0,01325 В
QPI/DRAM Core Voltage 1,20000-2,50000 В, с шагом 0,00625 В
IOH Voltage 1,11341-2,19991 В, с шагом 0,01325 В
IOH PCIE Voltage 1,51106-2,78306 В, с шагом 0,01325 В
ICH Voltage 1,11341-2,00116 В, с шагом 0,01325 В
ICH PCIE Voltage 1,51106-2,05431 В, с шагом 0,01325 В
DRAM Bus Voltage 1,51106-2,50492 В, с шагом 0,01325 В

Теперь перейдем к следующим не менее интересным разделам. В NorthBridge Chipset Configuration имеется настройка режимов работа второго и третьего разъема PCI-E x16 — это либо «x8+x8», либо «x16+x1».

BIOS ASUS Rampage II Extreme

В разделе LCD Poster and LED Control находятся настройки выносного ЖК-экрана и светодиодной индикации на материнской плате.

BIOS ASUS Rampage II Extreme

Раздел мониторинга разделен на четыре подраздела: напряжение питания, температура компонентов платы, скорость вращения вентиляторов и управление последними.

BIOS ASUS Rampage II Extreme

Мониторинг напряжений достаточно обширный — здесь собраны полностью все настраиваемые значения, плюс напряжения по трем основным линиям, выдаваемые блоком питания.

BIOS ASUS Rampage II Extreme

Мониторинг температур отслеживает показатели процессора, материнской платы и микросхем чипсета. Также здесь можно настроить порог срабатывания защиты при перегреве.

BIOS ASUS Rampage II Extreme

Количество сохраняемых профилей с настройками системы увеличилось до восьми — ранее в платах ASUS была возможность сохранить лишь пару профилей. Кроме того, в Rampage II Extreme теперь можно каждый профиль называть по своему усмотрению, чего так не хватало в старых решениях данного производителя.

BIOS ASUS Rampage II Extreme

Ну и под конец расскажем о возможностях обновления BIOS материнской платы. Итак, можно ипользовать утилиты AFUDOS для DOS или ASUS Update для Windows. Первый вариант предпочтительней и для него не обязательно пользоваться флоппи-дисководом. Достаточно воспользоваться возможностями EZ Flash в BIOS и обычной «флешкой», с предварительно сохраненной версией микрокода.

BIOS ASUS Rampage II Extreme

В случае повреждения или не правильной перепрошивки микрокода можно сделать откат на старую версию благодаря второй микросхеме с BIOS.

Так как использовался инженерный образец Intel Core i7-920, в котором заблокированы некоторые множители (для розничных процессоров все коэффициенты умножения, кроме процессорного на повышение, компания Intel решила разблокировать) нам не были доступны пункты UCLK Frequency и QPI Link Data Rate в разделе Extreme Tweaker, отвечающие за частоту контроллера памяти и L3-кэш, а также за частоту шины QPI. При тестировании и разгоне данные параметры устанавливались автоматически.

Разгон процессоров Core i7

Разгон процессоров нового поколения поначалу может показаться достаточно сложным занятием из-за появления неизвестных ранее параметров, которые необходимо настраивать для повышения частоты CPU. Но платформа Nehalem в плане разгона ничем не отличается от современной платформы AMD, а по сравнению с LGA775 имеет незначительные изменения. В этой статье мы не раз упоминали о некоторых параметрах, критичных при разгоне Intel Core i7 и в данном разделе попытаемся свести все вместе и на примере тестового процессора продемонстрировать возможности новых CPU.

Итак, в первую очередь следует отметить отказ инженеров Intel от системной шины Front Side Bus, которая служила верой и правдой не один десяток лет для связи процессора с чипсетом. Вместо нее теперь используется шина QPI с реальной частотой 2,4 или 3,2 ГГц, в зависимости от процессора, которая формируется за счет умножения коэффициента 18х или 24х на частоту тактового генератора, равную 133 МГц. Она также называется опорной частотой или просто Bclk, за счет которой формируются частоты ядра процессора, контроллера памяти и кэш-памяти третьего уровня (данный блок называется Uncore), а также частота памяти DDR3.

Ранее частота процессора формировалась за счет умножения определенного коэффициента на реальную частоту FSB, и разгон осуществлялся методом поднятия последней, так как множитель на процессорах Intel был заблокирован в сторону повышения (кроме версий Extreme Edition). Для новых CPU в этом плане ничего не изменилось — вместо FSB мы повышаем значение Bclk. При этом, естественно, пропорционально увеличиваются частоты шины QPI, блока Uncore и памяти. Если сравнивать с платформой конкурента, то у K8/K10 изначально предусмотрены низкие коэффициенты умножения основных блоков процессора, памяти и шины, благодаря чему частоту ядер можно повышать независимо от всего остального. С процессорами Core i7 дела обстоят несколько иначе. Минимальный множитель для шины QPI у новых процессоров Intel равен 18х, для контроллера памяти и L3-кэша — 16х, для памяти можно установить 6х (коэффициент «эффективный»), что соответствует 800 МГц. В итоге при увеличении частоты тактового генератора, скажем, до 200 МГц, частота процессора Core i7-920 составит 4 ГГц, шины QPI — 3,6 ГГц (7,2 ГТ/с, в BIOS Setup некоторых материнских плат может отображаться эффективная частота, например 7200 МГц), блока Uncore — 3,2 ГГц, а памяти будет равна 1200 МГц. Можно предположить, что изначально высокие множители станут преградой для достижения максимального разгона процессоров Core i7. Но как показывает практика из появившихся в Сети различных обзоров новой платформы, как раз с этим никаких проблем не наблюдается. Высокочастотная память DDR3 уже давно представлена на рынке, а стабильность остальных узлов системы может быть достигнута за счет повышения напряжения питания. Максимально рекомендуемое напряжение, подаваемое на процессор составляет 1,55 В (номинал 1,2 В), на контроллер памяти, шины QPI и кэш L3 — 1,35 В, для памяти это значение соответствует известным 1,65 В. При необходимости так же можно поднять напряжение CPU PLL (при разгоне Core 2 Quad в значительной степени влияло на результат) с 1,8 до 1,88 В. Конечно, процессору Core i7-965 Extreme Edition в плане разгона повезло куда больше — достаточно повышать коэффициент умножения и напряжение питания самого CPU.

Для информации все частоты и множители процессоров, шины QPI, контроллера памяти и L3-кэша, а также самой памяти занесены в таблицу:

Модель Частота процессора/множитель Частота Uncore/множитель Частота памяти/множитель Частота шины QPI/множитель
Core i7-965 EE 3,2 ГГц / 12-24 и выше 2,66 ГГц / 16-20 и выше 1333 МГц / 6, 8, 10 и выше 3,2 ГГц (6,4 ГТ/с) / 18, 20, 24
Core i7-940 2,93 ГГц / 12-22 2,13 ГГц / 16 и выше 1066 МГц / 6, 8 и выше 2,4 ГГц (4,8 ГТ/с) / 18
Core i7-920 2,66 ГГц / 12-20 2,13 ГГц / 16 и выше 1066 МГц / 6, 8 и выше 2,4 ГГц (4,8 ГТ/с) / 18
* — «Эффективный» множитель. Реальный составляет 3х, 4х, 5х и выше.

Технически, каждый из этих множителей может быть уменьшен до 2х, но где происходит блокировка — на уровне процессора или материнской платы — пока сказать сложно. Возможно, со временем мы точно сможем ответить на этот вопрос, а пока перейдем к остальным нюансам разгона новейших CPU от Intel.

Следующим важным пунктом является технология Turbo Boost, которая активируется при недостаточной загрузке всех ядер и повышает частоту процессора за счет увеличения множителя на один-два пункта. Достигнув при разгоне, например, предельных 4 ГГц система станет крайне нестабильной с Turbo Boost из-за более высокой частоты процессора во время слабой нагрузки. Поэтому данную технологию лучше отключать. Если же уровень разгона не превышает 3,5 ГГц, то можно попытаться оставить Turbo Boost в активном режиме, при этом следить за стабильностью системы при выполнении однопоточных задач.

И последний момент, на который необходимо обратить внимание при повышении частоты процессоров архитектуры Nehalem. Компания Intel ввела механизм защиты Core i7 от «переразгона», который тесно связан с Turbo Boost. Если тепловыделение или проходящий ток через процессор превысит 130 Вт или 100 А, будет задействован режим троттлинга, при котором начнет снижаться коэффициент умножения CPU. Естественно, данная «забота» будет мешать при разгоне, и для ее обхода достаточно отключить функцию CPU TM Function в решениях от ASUS или установить порог TDP и силы тока в материнской плате от Intel (для процессоров Core i7-965 EE). После этого необходимо тщательно следить за температурой процессора, так как нынешний степпинг C0 ядра Bloomfield обладает горячим нравом при повышении частоты и напряжения. Кроме того, для охлаждения Core i7, работающего в нештатных режимах, необходимо использовать высокопроизводительный кулер, иначе предел разгона будет ниже ожидаемого уровня, так как максимальная температура, при которой включается защита CPU, равна 100 °C.


Вот, пожалуй, и все, что необходимо знать для разгона процессоров на базе архитектуры Nehalem. Осталось практически закрепить полученные знания и для выяснения разгонного потенциала процессора Intel Core i7-920, который попал на тестирование, была собрана следующая конфигурация:
  • Материнская плата: ASUS Rampage II Extreme (Intel X58);
  • Кулер: Noctua NH-U12P с креплением LGA1366 Mounting-Kit;
  • Оперативная память: Team Xtreem Dark TXDD2048M1866HC8DC (2x1024 МБ, DDR3-1866);
  • Видеокарта: Zotac GeForce 9600GT AMP!;
  • Жёсткий диск: Samsung HD252HJ (250 ГБ, SATA2);
  • Блок питания: Silver Power SP-S850 (850 Вт).

Для охлаждения процессора использовался кулер Noctua NH-U12P с отдельным фирменным креплением LGA1366 Mounting-Kit, выпущенным специально для платформы Nehalem и предлагаемым пользователям систем охлаждения Noctua бесплатно.

Noctua LGA1366 Mounting-Kit

В качестве вентиляторов применялись Akasa AK-183-L2B и Foxconn PV122512L с частотой вращения около 1700 об/мин, так как пара Noctua NF-P12 (1300 об/мин) были не в состоянии справиться с охлаждением радиатора при высоких частотах Core i7.

Чтобы при разгоне не было никаких препятствий технология Turbo Boost отключалась, напряжение питания на процессоре устанавливалось в значение 1,4 В, CPU PLL — 1,88 В, на контроллере памяти и шины QPI (QPI/DRAM Core Voltage) выставлялось на уровне 1,35 В. На модулях памяти напряжение питания равнялось 1,65 В, при этом тайминги составляли 7-7-7-21, а коэффициент — 6х. Тестом на стабильность использовалась утилита OCCT v.2.01 с часовым прогоном.

С такими настройками удалось достичь всего 3700 МГц, и дальнейший рост уперся в банальный перегрев — даже при таком уровне разгона температура процессора составляла 96 °C. И это на открытом стенде!

Разгон Core i7-920

Частота тактового генератора равнялась 185 МГц, Uncore и памяти — 2960 и 1110 МГц соответственно. Шина QPI немногим отличалась от стандартной частоты у процессора Core i7-965 EE.

Разгон Core i7-920

Теперь становится ясно, почему пресс-киты для тестирования выдавались с кулерами Thermalright Ultra 120 Extreme — процессоры Core i7 попросту не смогли бы пройти тест на разгон. Потенциал ядра Bloomfield в плане тепловыделения просто поражает. Уже начинаем представлять, как толпы разъяренных фанатов Core i7 сметают с полок системы водяного охлаждения по 200 долларов за штуку…

А как же 4 ГГц, которые так легко получают на воздушном охлаждении? Для нашего экземпляра Core i7-920 данная частота стала возможной после отключения технологии Hyper-Threading и повышения напряжения питания до уровня 1,42 В.

Разгон Core i7-920

Максимальная температура в таком режиме составила всего лишь 89 градусов Цельсия, что значительно лучше, чем предыдущий результат. Но даже почти 90 °C можно назвать слишком высокой температурой. Возможно, с выходом нового степпинга ядра данная проблема будет исправлена, как это обычно происходит после обкатки технологии производства процессорных кристаллов.

Частота Bclk равнялась «магическим» 200 МГц, которой ранее не могли достичь счастливые обозреватели, получившие задолго до официального анонса архитектуры Nehalem экземпляры Core i7 и выражавшие после тестов свое недовольство в новостной ленте различных сайтов. Но, как оказалось, новые процессоры без проблем покоряют данную частоту. Главное знать, где и что настраивать для достижения желаемого результата.

С повышением частоты тактового генератора до 200 МГц значительно увеличились частоты шины QPI и Uncore — до 3600 и 3200 МГц. Память при этом функционировала на 1200 МГц.

Разгон Core i7-920

Дальнейший разгон успехом не увенчался — Bclk хоть и удавалось поднять до 205 МГц, тест на стабильность процессор уже не проходил. Даже после повышения напряжения питания на CPU и контроллере памяти. Скорее всего, частота в 4 ГГц является пределом для тестового Core i7-920.

Тестовые конфигурации

Что же, пора заканчивать затянувшуюся историю о новой платформе Nehalem. А для этого как раз подойдут сравнительное тестирование системы на базе Core i7 с представителями предыдущего поколения. В качестве процессоров для платформы LGA775 использовались Core 2 Duo E8200 и Core 2 Quad Q9400, работающие на частоте 2,66 ГГц. Первый из них является самым производительным двухъядерным решением на такой частоте, а второй на момент проведения тестирования оказался единственным доступным вариантом, обладающим четырьмя ядрами. Нет смысла говорить, что локальный рынок фактически «заморожен», поставки сократились, а продажи резко упали. И на этой ниве собрать высокопроизводительный тестовый стенд становится проблематично. Но как показало наше тестирование, даже Core 2 Quad Q9400 в некоторых задачах может спокойно конкурировать с Core i7, работающим на одинаковой с ним частоте.

Характеристики сравниваемых процессоров занесены в представленную ниже таблицу.

Процессор Intel Core i7-920 Intel Core 2 Quad Q9400 Intel Core 2 Duo E8200
Архитектура Nehalem Penryn Penryn
Ядро Bloomfield Yorkfield Wolfdale
Разъем LGA1366 LGA775 LGA775
Техпроцесс 45 нм 45 нм 45 нм
Степпинг C0 R0 C0
Количество транзисторов 731 млн. 2 х 410 млн. 410 млн
Площадь ядра 263 кв.мм 2 х 107 кв.мм 107 кв.мм
Число ядер 4 (8 потоков) 4 2
Номинальная частота 2,66 ГГц 2,66 ГГц 2,66 ГГц
Объем L1 кэша 4 x (32+32) КБ 4 x (32+32) КБ 2 x (32+32) КБ
Объем L2 кэша 4 x 256 КБ 2 x 3 МБ 6 МБ
Объем L3 кэша 8 МБ - -
Множитель 20х, заблокирован на повышение 8х, заблокирован на повышение 8х, заблокирован на повышение
Hyper-Threading + - -
Поддерживаемый тип памяти DDR3 800/1066 - -
Шина QPI (4,8 ГТ/с) FSB (1333 МГц) FSB (1333 МГц)
Номинальное напряжение 1,20 В 1,20 В 1,20 В
TDP 130 Вт 95 Вт 65 Вт
Средняя стоимость $328 $294 $181


Система на базе Core i7-920 была собрана с тем же составом, что и при разгоне, за исключением видеокарты, памяти и блока питания:
  • Процессор: Intel Core i7-920 (2,66 ГГц, 8 МБ кэш L3);
  • Материнская плата: ASUS Rampage II Extreme (Intel X58);
  • Кулер: Noctua NH-U12P с креплением LGA1366 Mounting-Kit;
  • Оперативная память: Aeneon AEH860UD00-10F (3x2048 МБ, DDR3-1066, 6-6-6-18);
  • Видеокарта: Leadtek WinFast GTX 280;
  • Жёсткий диск: Samsung HD252HJ (250 ГБ, SATA2);
  • Блок питания: Seasonic SS-600HM (600 Вт).

Платформа LGA1366

Все настройки BIOS Setup платы, кроме основных таймингов памяти и напряжений, выставлялись по умолчанию. Кроме того, Core i7-920 разгонялся до 3540 МГц (опорная частота 177 МГц, напряжение 1,4 В), память при этом работала с коэффициентом 6х, что соответствовало 1062 МГц. Тайминги оставались прежними. Также использовалось несколько режимов работы системы, а именно:
  1. «2,66/8/3/T» — стандартная частота процессора (2666 МГц), технология Hyper-Threading активирована, трехканальный режим, Turbo Boost включен;
  2. «2,66/4/3/T» — стандартная частота процессора (2666 МГц), технология Hyper-Threading деактивирована, трехканальный режим, Turbo Boost включен;
  3. «2,66/4/3/noT» — стандартная частота процессора (2666 МГц), технология Hyper-Threading деактивирована, трехканальный режим, Turbo Boost отключен;
  4. «2,66/4/2/noT» — стандартная частота процессора (2666 МГц), технология Hyper-Threading деактивирована, двухканальный режим, Turbo Boost отключен;
  5. «3,54/8/3/noT» — разгон процессора до 3540 МГц, технология Hyper-Threading активирована, трехканальный режим, Turbo Boost отключен;
  6. «3,54/4/3/noT» — разгон процессора до 3540 МГц, технология Hyper-Threading деактивирована, трехканальный режим, Turbo Boost отключен;
  7. «3,54/4/2/noT» — разгон процессора до 3540 МГц, технология Hyper-Threading деактивирована, двухканальный режим, Turbo Boost отключен.

Такое количество комбинаций позволит выяснить о необходимости использования технологий Hyper-Threading и Turbo Boost, а также трехканального доступа к памяти.

«Конкурирующая» система имела следующий вид:
  • Процессор №1: Core 2 Quad Q9400 (2,66 ГГц, 6 МБ кэш L2);
  • Процессор №2: Core 2 Duo E8200 (2,66 ГГц, 6 МБ кэш L2);
  • Материнская плата: ASUS Rampage Formula (Intel X48);
  • Кулер: Noctua NH-U12P с креплением LGA1366 Mounting-Kit;
  • Оперативная память: Team Xtreem Dark TXDD4096M1066HC5-D (2x2048 МБ, DDR2-1066, 5-5-5-15);
  • Видеокарта: Leadtek WinFast GTX 280;
  • Жёсткий диск: Samsung HD252HJ (250 ГБ, SATA2);
  • Блок питания: Seasonic SS-600HM (600 Вт).

Как и в случае с первой системой настройки платы устанавливались в автоматическом режиме, все напряжения и тайминги — вручную. Оба процессора разгонялись до частоты 3544 МГц (FSB 443 МГц, напряжение питания 1,375 В), память при этом функционировала на частоте 1068 МГц с таймингами 5-5-5-15.

В качестве операционной системы использовалась Windows Vista Ultimate x86 c SP1. Драйверы для систем были следующие:
  • X58: Intel Chipset Software Installation Utility 9.1.0.1007;
  • X58: SoundMAX Audio Driver v6.10.1.6480;
  • X48: Intel Chipset Software Installation Utility 8.3.0.1013;
  • X48: SoundMAX Audio Driver V6.10.01.6280;
  • Общие: ForceWare 180.48.

Брандмауэр и Windows Defender отключались, файл подкачки устанавливался в размере 3072 МБ. Настройки видеодрайвера не изменялись.


Результаты тестирования в прикладном ПО

Синтетика

Начнем, пожалуй, с синтетического пакета PCMark’05, который пользовался особой популярностью во времена противостояния Pentium 4 и Athlon 64, хотя и не отражал реальной картины производительности обеих платформ. Но рассматриваемые в материале системы полностью на базе процессоров Intel, так что, ни о каком «читерстве» и речи быть не может.

Результаты тестирования Core i7

Результаты тестирования Core i7

Итак, общий балл и результаты по процессорному тесту оказались предсказуемы, так как PCMark’05 чувствителен к многоядерным решениям и высокой частоте. Верхние строчки рейтинга занимает разогнанный Core i7-920 с различными режимами работы, следом идет Core 2 Quad Q9400, работающий на частоте 3,54 ГГц. Разогнанный Core 2 Duo E8200 в процессорном тесте показал примерно такой же результат, как и Core i7-920 без разгона и с активированной технологией Turbo Boost. Но уже в номинальном режиме двухъядерный CPU, естественно, показывает самый низкий результат.

Результаты тестирования Core i7

В тесте памяти распределение по результатам закономерное, учитывая встроенный контроллер памяти у Bloomfield, и только Core 2 Duo E8200 показывает более высокий балл, чем Core 2 Quad Q9400.

Подсистема памяти

Результаты тестирования Core i7

Результаты тестирования Core i7

Результаты тестирования Core i7

По той же причине Core i7 демонстрируют высокую производительность подсистемы памяти в Lavalys Everest, которая при разгоне процессора еще больше повышается, особенно при записи. Судя по всему, более высокая частота контроллера способствует росту этого показателя. Переход к двухканальному режиму не так существенно отражается на ПСП, как могло бы показаться. С возможностями Core i7 при записи смогли потягаться Core 2 Duo и Core 2 Quad лишь после повышения частоты, и то, за счет именно FSB, работающей на эффективных 1772 МГц.

Результаты тестирования Core i7

Латентность памяти уменьшилась почти в два раза по сравнению с процессорами прошлого поколения, и это несмотря на использование DDR3. Переход к двухканальному режиму даже предпочтительнее в этом плане и можно сразу предположить о более высоком быстродействии в некоторых приложениях систем с двумя модулями памяти.

Архивирование

Результаты тестирования Core i7

Результаты тестирования Core i7

Оптимизированный под многопоточность архиватор 7-Zip (использовался словарь в 32 МБ) склонен к большему количеству ядер, чем к высокой частоте. Использование HT позволяет увеличить производительность при архивировании до более высокого уровня по сравнению с разогнанным процессором с этой отключенной технологией. При компрессии четырехъядерный Core 2 Quad Q9400 смотрится достойно на фоне Core i7, но только с повышением частоты, хотя уже при декомпрессии способен на равных потягаться с новым CPU.

Результаты тестирования Core i7

Встроенный в архиватор WinRAR определяет быстродействие подсистемы «процессор-память» и всегда был неплохим мерилом производительности этой связки, но c Core i7-920 ведет себя странным образом: при частоте 3,54 ГГц с двухканальным режимом результат такой же, как и при «турбированных» 2,66 ГГц и задействованных трех каналах. Естественно, незначительное падение пропускной способности памяти при двух каналах не может так сильно отразиться на результатах. Возможно, с выходом новой версии данная проблема будет исправлена.

Рендеринг

Результаты тестирования Core i7

Результаты тестирования Core i7

В CINEBENCH 10 при рендеринге сцены с использованием одного CPU все режимы работы процессоров выстроились аккуратной лесенкой: Core 2 в номинале, Core i7 без Turbo Boost и с ним же, разогнанные Core 2 и Core i7. Количество задействованных каналов памяти в системе с Bloomfield особой роли не играет. Переход к мультиядерному тесту немного меняет картину и на первое место становится именно количество ядер в процессоре, а уже потом — частота.

Результаты тестирования Core i7

А вот в тесте видеокарты все кардинально меняется и система на новой платформе набирает в полтора раза меньше баллов, чем на базе Core 2 Duo и Core 2 Quad. Что это, ахиллесова пята архитектуры Nehalem или попросту проблемы микрокода BIOS платы или драйверов? Будем надеяться на последнее.

Результаты тестирования Core i7

Результаты тестирования Core i7

Результаты в POV версии 3.7 beta 29 аналогичны CINIBENCH за исключением того, что при активации Hyper-Threading происходит падение производительности на Core i7 и его место на графике занимает четырехъядерный процессор архитектуры Penryn. Подобная проблема наблюдалась еще с Pentium 4 HT, который показывал более низкое быстродействие, когда одновременно обрабатываемые потоки были чувствительны к размеру кэшей. В случае активирования Hyper-Threading, объем кэш-памяти каждого физического ядра делится пополам и при слабой оптимизации кода программ под эту технологию как раз и будет наблюдаться падение производительности.

Работа с видео

Результаты тестирования Core i7

Для кодирования видео все средства хороши: и количество ядер и их частота. Программой Virtual Dub кодировался ролик MPG2 объемом 0,97 ГБ при помощи кодека DivX 6.8.5, который поддерживает несколько ядер. Использование HT положительным образом сказалось на производительности, хотя и не значительно. Процессоры Core 2 лишь с разгоном могут конкурировать с новинкой от Intel.

Результаты тестирования Core i7

Еще один тест по кодированию видео — x264 HD Benchmark, благосклонно отнесся к процессору новой архитектуры и безразлично к технологии Hyper-Threading. На графике представлен средний FPS по первому проходу версии 0.58.819M.

Кроме того, были сняты показания температуры во время прохождения всех четырех прогонов этого теста. Напоминаем, что при разгоне напряжение питания на процессоре Core i7-920 было 1,4 В, на остальных — 1,375 В.

Результаты тестирования Core i7

Как ни странно, самым холодным оказался Core 2 Quad Q9400. Даже при увеличении частоты его температура не превышала 56 градусов Цельсия. Весьма горячий степпинг Core 2 Duo E8200 позволил ему нагреться при разгоне до 64 °C. Такая же температура у Core i7-920, работающего на номинальной частоте с отключенным Turbo Boost. Активирование HT значительно повышает температуру CPU, особенно при поднятии частоты. Как уже отмечалось выше, нынешняя ревизия Bloomfield отличается высоким тепловыделением и при повышении частоты и напряжения этот показатель сильно увеличивается. Поэтому для работы в нештатных режимах придется позаботиться о производительной системе охлаждения.

Математические расчеты

Результаты тестирования Core i7

Fritz Chess Benchmark рассчитывает количество ходов за определенное время и, как и в случае с 7-Zip, решающим является количество логических/физических ядер и их частота.

Результаты тестирования Core i7

Результаты тестирования Core i7

Бенчмарк wPrime хорошо оптимизирован под многопоточность и в большей степени реагирует именно на количество ядер. Идеальная картина низкой производительности E8200 относительно своих четырехъядерных оппонентов наблюдается и здесь. И если так было бы во всех приложениях, то можно было бы заявить о приходе эры «квадов» в декстопные системы. Но, увы…

Результаты тестирования Core i7

Утилита Super PI никакой поддержкой мультиядерности не обладает и полностью зависит от архитектурных особенностей процессора и его частоты, а также от подсистемы памяти. Лидирует по расчету 1-млн. знака числа Пи Core i7-920 на частоте 3,54 ГГц с результатами в 11 секунд. Следом за ним расположился Core 2 Duo E8200, за счет более емкого кэша, и Core 2 Quad Q9400, работающие на той же частоте, что и Core i7. Далее расположение мест идет таким же образом.

Результаты тестирования в игровых приложениях

Ну и, конечно же, игры. Использовались известные синтетические тестовые пакеты от Futuremark Corp., а также небольшое количество игр, при тестировании в которых снималось несколько результатов. Один был при разрешении 1024х768 и среднем качестве, а два — при 1280х1024, 1600х1200 и высоком качестве.

Синтетика

Результаты тестирования Core i7

В 3DMark 2001SE (который через пару лет отметит свой первый десяток лет) быстродействие Core i7 и Core 2 Duo практически одинаковое. Core 2 Quad отстает от них за счет меньшего кэша, и будь на его месте Q9450 с 12 МБ кэш-памяти второго уровня, возможно, расстановка сил немного изменилась бы. Использование двух каналов памяти благоприятно сказывается на производительности новой платформы.

Результаты тестирования Core i7

Результаты тестирования Core i7

Пакет 3DMark’06 в должной мере поддерживает многопоточность, что отразилось на результатах Core i7-920 с Hyper-Threading. Естественно, четырехъядерный процессор на базе архитектуры Penryn никаких шансов не оставил своему двухъядерному собрату, несмотря на два раза меньший L2-кэш, относящийся к каждой паре ядер.

Результаты тестирования Core i7

Результаты тестирования Core i7

3DMark Vantage еще больше реагирует на количество ядер. При номинальной частоте Core i7 все также опережает своих оппонентов за счет архитектурных особенностей. Следующий график не такой показательный, как предыдущие, но дает почву для дальнейших размышлений.

Результаты тестирования Core i7

Итак, разница в GPU-тесте между режимами работы процессоров составляет доли процентов. Если же присмотреться к графику, то система с Bloomfield в большинстве случаев занимает последние строчки. К чему бы это?

Игры

Результаты тестирования Core i7

Известный фейк о поддержке многопоточности в игре F.E.A.R. перекочевал и на ее продолжение Extraction Point, что делает игру сугубо измерителем потенциала процессора, как одноядерного решения. И если с Core i7 и так все ясно, то Core 2 Duo E8200 благодаря своему 6-мегабайтному кэшу второго уровня становится производительней четырехъядерного процессора.

Результаты тестирования Core i7

Аппетиты движков Unreal Tournament становятся все умереннее и умереннее. Добавим современные тенденции и получим рост производительности 50% при переходе с двухъядерного процессора на платформу Nehalem. А если еще и разогнать… Core i7-920, то более 200 кадров в секунду обеспечены. Хотя, Core 2 Quad Q9400 тоже не промах при разгоне.

Результаты тестирования Core i7

Результаты тестирования Core i7

При использовании графики с максимальным качеством рост производительности уже не такой стремительный, а с повышением разрешения между разогнанным и не разогнанным Core i7 разница начинает нивелироваться. И, конечно же, обладателям мониторов с большей диагональю станет все равно, какой именно процессор у них установлен.

Результаты тестирования Core i7

Вышедший осенью прошлого года шутер Far Cry 2 уже в полной мере поддерживает четырехъядерные процессоры, что видно по результатам.

Результаты тестирования Core i7

Результаты тестирования Core i7

Только вот незадача — опять непонятное падение производительности на системе с Bloomfield. Даже разогнанный двухъядерный E8200 показывает больший результат, чем Core i7-920, работающий на частоте 3,54 ГГц. Причем, минимальный FPS на последнем ниже, чем у оппонентов.

Результаты тестирования Core i7

Математические расчеты берут свое и Core i7 в CPU тесте игры Crysis на 20-50% производительней процессоров предыдущего поколения. Лишь при разгоне Core 2 Quad Q9400 может конкурировать с новичком.

Результаты тестирования Core i7

Результаты тестирования Core i7

Ой, а мы это уже где-то видели: опять падение производительности на Core i7 при переходе к высоким разрешениям и качественной графике. Может, архитектура Nehalem вовсе и не игровая? Или это все та же проблема «BIOS-драйвера»? Пока сказать сложно, что именно является проблемой. Возможно, это как-то связано только с нашей системой и с другими в этом плане все в порядке. А для подтверждения этого факта необходимо провести исследование на платах других производителей, что и будет сделано в следующий раз.

Результаты тестирования Core i7

Результаты тестирования Core i7

Результаты тестирования Core i7

В X3: Terran Conflict есть зачатки поддержки многоядерности и распределение мест по результатом как и положено, от Core 2 Duo до Core i7.

Результаты тестирования Core i7

Процессорозависимая игра World in Conflict отлично отреагировала на новую архитектуру, что дало 50% прибавку к производительности при переходе со старой платформы на Nehalem. Использование Hyper-Threading немного сказалось на производительности, чего не скажешь о двухканальном доступе к памяти: в отличие от некоторых программ, играм достаточно пропускной способности двухканального режима.

Результаты тестирования Core i7

Результаты тестирования Core i7

С повышением качества и разрешения расстановка сил нисколько не изменилась, только Core 2 Quad Q9400 при разгоне «затесался» среди режимов работы Core i7-920 в номинале.


Выводы

В свое время выход архитектуры AMD64 и процессоров на ее базе назвали «Бархатной революцией». Об архитектуре Nehalem у нас сложилось схожее впечатление: если разработку Core 2 можно было действительно охарактеризовать как революционную, то Core i7 в ближайшем рассмотрении оказался «бархатным». Пойдя по пути своего конкурента, компания Intel отказалась от использования шины FSB, интегрировала в кристалл процессора кэш-память третьего уровня и контроллер памяти, причем, трехканальный. Давно забытая технология Hyper-Threading снова нашла место под солнцем, и для ее поддержки процессоры «научились» себя разгонять благодаря функции Turbo Boost. Теперь нет необходимости повышать частоту системной шины, пропускная способность памяти стала избыточной, а для дальнейшего развития платформы осталось лишь наращивать частоту самого процессора. Проектировать наборы системной логики стало легче, так как часть северного моста перекочевала в CPU, а учитывая планы Intel по выпуску процессора с графическим ядром, интегрированные чипсеты также лишатся своей основной функции, если и вовсе не исчезнут.

С другой стороны, мы имеем дело с переходом на совершенно другую платформу, которая требует материнские платы с разъемом LGA1366 на базе чипсета Intel X58 Express, стоимость которых выше решений на Intel X48. Добавим сюда необходимость использования дорогой памяти стандарта DDR3 (правда, для большинства задач достаточно использования двухканального режима), цену на сами процессоры, и получим просто нереальные цифры. Здесь как раз можно провести параллели с выходом платформы AMD64, которая хоть и поддерживала распространенные тогда память DDR и видеокарты AGP, доступной многим стала спустя год своего присутствия на рынке.

Но, несмотря на высокую стоимость старших моделей Core i7, самый доступный процессор на базе архитектуры Nehalem вполне реально может стать сердцем системы энтузиаста или даже рабочей станции. И для последней есть все основания: Core i7-920 силен в математических расчетах, архивировании, кодировании видео и рендеринге. За счет архитектурных особенностей и технологий Hyper-Threading и Turbo Boost новый процессор производительней четырехъядерных Core 2, работающих на равной или более высокой частоте.

Для оверклокеров платформа Nehalem станет очередным инструментом для самовыражения и покорения рейтингов ORB и hwbot.org. Особенности разгона Core i7 дают повод для новых исследований в этой области, а высокое тепловыделение процессоров при повышении частоты и напряжения станет «катализатором» для поиска новых и эффективных систем охлаждения. Введенная компанией Intel защита от переразгона в большинстве случаев обходится средствами материнских плат, благодаря чему частоты порядка 4 ГГц можно достичь без особых усилий.

А как же тогда геймеры? – спросите вы. А никак. Игры, которые сильно зависят от производительности процессора и оптимизированные под большое количество ядер, действительно будут чувствовать себя куда лучше на платформе Nehalem. Это в большей степени стратегии, симуляторы, шутеры с графикой, не особо нагружающей видеокарты. Если же движок «стрелялки» может похвастаться поддержкой модных технологий и эффектов, то разница от используемой платформы сводится к нулю. И в таком случае нет необходимости разбираться в математике, чтобы понять о целесообразности перехода на новую платформу.

Но как бы там ни было, выход Nehalem стал большим шагом в будущее. Наконец-то такой консервативный разработчик как Intel избавился от архаизмов в виде системной шины и контроллера памяти в чипсете. Сам же узаконил разгон в своих процессорах, хоть и незначительный. И, подчеркиваем, впервые получил право для чипсета поддерживать технологию NVIDIA SLI, которая была прерогативой сугубо калифорнийской компании. Теперь материнские платы на базе X58 смогут поддерживать как CrossFire, так и SLI, а это уже дает широкий выбор для постройки мультичиповых конфигураций.


Благодарим следующие компании за предоставленное тестовое оборудование:
  • Представительство Intel за процессор Core i7-920;
  • Представительство ASUS за материнские платы ASUS Rampage II Extreme и Rampage Formula;
  • Eletek за память Team Xtreem Dark TXDD2048M1866HC8DC и TXDD4096M1066HC5-D;
  • Leadtek Research за видеокарту Leadtek WinFast GTX 280;
  • Квазар-Микро за видеокарту Zotac GeForce 9600GT AMP!;
  • MaxPoint за блок питания Silver Power SP-S850;
  • Синтекс за блок питания Seasonic SS-600HM;
  • Мастер Групп за процессор Intel Core 2 Quad Q9400 и память Aeneon AEH860UD00-10F;
  • Noctua за кулер Noctua NH-U12P, крепление LGA1366 Mounting-Kit и термопасту Noctua NT-H1.

Голос внутри требует скорости