Процессоры под LGA1150-T: настольные модели с ноутбучным теплопакетом


Некоторые утверждают, что человеку свойственно забывать плохое, некоторые — что хорошее, но в общем и целом верно то, что человеку свойственно забывать. Плохое ли, хорошее ли — без разницы. Даже то, что было просто данностью, но перестало быть таковой. Относится это ко всем областям деятельности, так что и к компьютерной технике тоже. К примеру, за достаточно короткое время мы привыкли к тому, что процессоры в настольных компьютерах нуждаются в серьезном активном охлаждении, поскольку рассеивают по 50 Вт тепла, а то и больше.

Тут можно, конечно, возразить, что проблемы это вызывало разве что во времена господства NetBurst, когда многие на полном серьезе обсуждали тотальный переход в будущем на жидкостное охлаждение, а сегодня вполне достаточно и обычного «воздушного» кулера, однако... Однако первым серийным (и массовым) компьютером с жидкостным охлаждением был Apple PowerMac G5, основанный на процессорах совсем другой архитектуры. Проблема общая: долгое время вычислительная мощность персональных компьютеров постоянно росла, поскольку ее не хватало пользователям, так что на такие «мелочи», как рост тепловыделения, вообще не принято было обращать внимания. Когда же это стало неудобным, производители и озаботились ограничением аппетитов своих устройств, что привело к снижению темпов прироста быстродействия, зато стабилизировало требования к системам охлаждения на уровне необходимости отвода 50–100 Вт в массовых десктопах и 100–150 в экстремальных. Но кто сказал, что на этом нужно остановиться? Тем более, что количество пользователей, считающих, что производительности современных процессоров уже «достаточно», постоянно увеличивается. Следовательно, растет и количество потенциальных покупателей, которые не будут приобретать новый компьютер только из-за того, что он быстрее старого. А вот если он будет компактнее старого и проще в обслуживании — другое дело.

Заметим, что выше говорилось только о настольных компьютерах. Если бы последние до сих пор составляли основную долю рынка, говорить, может быть, было бы и не о чем. Но рост популярности портативных компьютеров, где требования к охлаждению (да и к экономии энергии) выше, привел к тому, что производителям процессоров пришлось серьезно задуматься над этими вопросами «в целом». Сейчас уже настольные и мобильные процессоры, по сути, стали одинаковыми по устройству, а значит, и «настольные» платформы с энергопотреблением и тепловыделением мобильных вполне возможны.

На какие уровни можно рассчитывать? Впервые о проблемах с охлаждением заговорили после появления Pentium 66, TDP которого был равен всего-навсего 16 Вт. Сегодня это уже уровень ультрамобильных решений, которые, впрочем, начали «прописываться» и в десктопах. Десктопах самых компактных, разумеется — типа NUC и подобных, — но не слишком производительных. Если же производительность совсем не важна, но хочется получить бесшумную пассивную систему охлаждения (пусть даже ценой некоторого увеличения габаритов компьютера до типового корпуса Mini-ITX или даже microATX), на помощь приходят Bay Trail или Braswell: тут требования по охлаждению вообще на уровне старых 486-х. А если хочется побыстрее? Да еще и сохраняя модульную структуру компьютера? Тогда придется использовать активный кулер и Mini-ITX, но и более мощный процессор будет доступен. Например, можно остановиться на уровне 35 Вт. Что, кстати, не так уж и мало: вспомним, что гигагерцовый Pentium III имел TDP 29 Вт. Впрочем, такое сравнение не слишком корректно: Pentium III нужен был еще и какой-никакой видеоадаптер, да и чипсет свой вклад в количество тепла в корпусе вносил, так что будем считать 35 Вт разумным и достаточным минимальным уровнем.

Некоторые процессоры с таким теплопакетом мы уже тестировали, сегодня же решили закрыть вопрос, добавив к числу изученных еще три модели, что позволит нам окинуть взглядом почти всю линейку экономичных решений Intel для LGA1150 (за исключением Celeron). В принципе, результаты будут интересны не только тем, кто планирует приобрести один из протестированных процессоров, да и не столько им. Дело в том, что TDP — во многом термин не столько технический, сколько юридический: соблюдение требований производителя означает лишь то, что ответственность в случае проблем с перегревом своей продукции нести будет он. А несоблюдение, соответственно, замыкает все проблемы пользователя на поставщика готового решения. Однако на рынке DIY пользователь и поставщик, как правило, являются одним и тем же лицом, так что на свой страх и риск и под свою ответственность можно и не соблюдать рекомендации производителя, «запихивая» топовый Core i7 в коробку из-под пиццы. Тем более, что и уровень предполагаемой вычислительной нагрузки тоже лучше всего известен как раз пользователю, который, основываясь на собственном прогнозе применения, может и не заботиться о том, что собранная им система не справится с какими-то «тяжелыми» задачами — это при разработке компьютеров на продажу приходится заботиться о самом плохом случае :) Поэтому для себя не возбраняется использовать в жестких условиях и процессоры «регулярных» серий с более высоким TDP, нежели подходит выбранной системе охлаждения. Но для страховки, разумеется, можно снизить частоты и напряжение питания, чем с успехом многие и пользуются — полученный процессор «юридически» останется тем, что на нем написано, но «физически» будет работать как одна из моделей Т-семейства, близкая по устройству и полученным частотам. И производительность, разумеется, будет аналогичной, а именно ее мы сегодня и планируем измерить.

Конфигурация тестовых стендов

Процессор Intel Pentium G3260T Intel Core i3-4170T Intel Core i3-4370T Intel Core i7-4785T
Название ядра Haswell Haswell Haswell Haswell
Технология пр-ва 22 нм 22 нм 22 нм 22 нм
Частота ядра std/max, ГГц 2,9 3,2 3,3 2,2/3,2
Кол-во ядер/потоков 2/2 2/4 2/4 4/8
Кэш L1 (сумм.), I/D, КБ 64/64 64/64 64/64 128/128
Кэш L2, КБ 2×256 2×256 2×256 4×256
Кэш L3, МиБ 3 3 4 8
Оперативная память 2×DDR3-1333 2×DDR3-1600 2×DDR3-1600 2×DDR3-1600
TDP, Вт 35 35 35 35
Графика HDG HDG 4200 HDG 4400 HDG 4600
Кол-во EU 10 20 20 20
Частота std/max, МГц 200/1100 200/1150 200/1150 350/1200
Цена T-12649834 T-12515778 T-12515785 T-10820116

C четырьмя процессорами из семи (Pentium G3260T, Core i3-4170T и 4370T, а также Core i7-4785T) мы уже знакомились в статьях раздела, поэтому сейчас более подробно остановимся на трех новичках.

Процессор Intel Core i5-4570T Intel Core i5-4590T Xeon E3-1265L v4
Название ядра Haswell Haswell Broadwell
Технология пр-ва 22 нм 22 нм 14 нм
Частота ядра std/max, ГГц 2,9/3,6 2,0/3,0 2,3/3,3
Кол-во ядер/потоков 2/4 4/4 4/8
Кэш L1 (сумм.), I/D, КБ 64/64 128/128 128/128
Кэш L2, КБ 2×256 4×256 4×256
Кэш L3 (L4), МиБ 4 6 6 (128)
Оперативная память 2×DDR3-1600 2×DDR3-1600 2×DDR3-1866
TDP, Вт 35 35 35
Графика HDG 4600 HDG 4600 IPG P6300
Кол-во EU 20 20 48
Частота std/max, МГц 200/1150 350/1150 300/1050
Цена T-10384348 T-10820141 Н/Д

Самым интересным из них является Xeon E3-1265L v4, основанный на микроархитектуре Broadwell, о которой можно более подробно почитать в соответствующем материале. Почему Xeon? Потому что пока в пятом семействе Core есть ровно один процессор с TDP 35 Вт, и именно этот — даже ноутбучное BGA-семейство имеет TDP 47 Вт, что нам сегодня не интересно. Применение же Xeon в качестве «гражданского» процессора не возбраняется, модели семейства Е3 поддерживаются многими системными платами с LGA1150 (в т. ч. и Mini-ITX) — лишь бы Broadwell вообще на них работал, — так что этот процессор может рассматриваться обеспеченным покупателем как альтернатива Core i7 Т-семейства. Тем более, что «настольные» C’шки позволяют гибко настраивать все множители, так что «загнать» в нужные рамки можно и Core i7-5775C — не обязательно приобретать Xeon.

А основная нешуточная борьба развернется сегодня между двумя Core i5 и старшим Core i3. Обратите внимание: 4570Т — процессор двухъядерный, а вот 4590Т — четырехъядерный. При этом стоят они практически одинаково, но появились в разное время. Использование «ноутбучного подхода» возникло не на пустом месте: во времена Sandy Bridge «упихнуть» в 35 Вт четыре ядра не получалось никак — только 45 Вт, и не меньше, но выпускать процессоры уровнем выше (и по производительности, и по функциональности), чем Core i3, хотелось. Так на свет появился Core i5-2390T, о котором мы давно писали. В третьем поколении «квады» с TDP 35 Вт появились, но все уходили производителям ноутбуков, так что в настольных компьютерах продолжилось использование того же подхода, только соответствующая модель называлась Core i5-3470T. При появлении платформы LGA1150 свет увидел Core i5-4570T. А год спустя Intel удалось немного улучшить энергоэффективность Haswell, что позволило наконец-то выпустить «настоящие» Core i5-4460T и 4590Т. Отметим, что первый из них даже дешевле двухъядерного 4570Т, но имеет совсем уж неприличные тактовые частоты, поэтому нам он не интересен. Но, кстати, «за время пути» и 4570Т по частоте несколько девальвировался: максимальные 3,6 ГГц достигаются лишь при загрузке одного ядра. Когда работают два, частота не может превышать 3,3 ГГц, но ведь это в точности равно частоте куда более дешевого Core i3-4370T. Поэтому мы и считаем, что битва в этой троице будет той еще.

Что касается прочих условий тестирования, то они были равными, но не одинаковыми: частота работы оперативной памяти была максимальной поддерживаемой по спецификациям, а они немножко отличаются. А вот объем памяти (8 ГБ) и системный накопитель (Toshiba THNSNH256GMCT емкостью 256 ГБ) были одинаковыми для всех испытуемых.

Методика тестирования

Для оценки производительности мы использовали нашу методику измерения производительности с применением бенчмарков iXBT Application Benchmark 2015 и iXBT Game Benchmark 2015. Все результаты тестирования в первом бенчмарке мы нормировали относительно результатов референсной системы, которая в этом году будет одинаковой и для ноутбуков, и для всех остальных компьютеров, что призвано облегчить читателям нелегкий труд сравнения и выбора:

Процессор Intel Core i5-3317U
Чипсет Intel HM77 Express
Память 4 ГБ DDR3-1600 (двухканальный режим)
Графическая подсистема Intel HD Graphics 4000
Накопитель SSD 128 ГБ Crucial M4-CT128M4SSD1
Операционная система Windows 8 (64-битная)
Версия видеодрайвера графического ядра Intel 9.18.10.3186

iXBT Application Benchmark 2015

Обеим программам «интересны» многопоточные процессоры, а второй — еще и быстрое видеоядро, так что расклад предсказуемый: разброс результатов трехкратный и первое место Broadwell с большим отрывом от преследователей. i3-4370T и i5-4570T демонстрируют практически одинаковую производительность, поскольку и тактовая частота у них при такой нагрузке одинаковая, i5-4590T убедительно показывает полезность «настоящих» четырех ядер. Словом, ничего неожиданного. Но много показательного :)

Как мы уже не раз отмечали, в этой программе ниже эффективность технологии Hyper-Threading, так что i5 и i7 на базе Haswell (при одинаковом количестве ядер, разумеется) очень близки друг к другу. Единственный способ радикально увеличить производительность — мощное видеоядро и кэш-память четвертого уровня.

Очевидный аутсайдер Pentium, поскольку у него и GPU слабый, и ядер мало, и поддержка расширенного набора SIMD-инструкций ограниченная. У прочих дела обстоят получше, но вот тут уже разница между двух- и четырехъядерными Core одного поколения невелика. Хотя, конечно, с какой стороны посмотреть — все-таки у i5-4590T и выше даже максимальные частоты в режиме Turbo Boost невелики, а старшим двухъядерникам они как минимум не проигрывают. Но выиграть весомо в очередной раз может только Broadwell.

Как мы уже говорили не раз, у этого приложения бодро меняются номера версий, но программный код так и остался во временах Core 2 Duo. Причем  и два-то ядра не слишком нужны — производительность i3-4370T и i5-4570T различается практически пропорционально тактовой частоте при загрузке всего одного ядра. Соответствующим образом выглядят и четырехъядерные модели — все пропорционально тактовой частоте, а преимуществ в ней перед Core i3 (даже не самыми старшими) нет. Видеоядро? Кэш? Не, не слышал.

Audition не слишком восприимчив к потокам «традиционного» кода, но умеет кое-что перекладывать на GPU. В общем-то, не тот случай, когда слишком уж оправданы процессоры выше Core i3, но E3-1265LV4 (где просуммированы оба вышеупомянутых эффекта) от них хоть немного, да оторвался.

Тот случай, когда эффективность Hyper-Threading максимальна — двухъядерные Core i3/i5 практически идентичны i5-4590T, благо уменьшение количества ядер позволило при жестком ограничении теплопакета работать на более высоких тактовых частотах. Еще, похоже, при такой нагрузке важна емкость кэш-памяти, почему мы и видим большее превосходство i7-4785T над прочими, кроме... Кроме Xeon на Broadwell: где те же «вычислительные возможности», чуть меньше L3, но есть L4.

И здесь тоже выделяются только «полные» четырехъядерные модели. Что, кстати, подтверждает правильность отношения Intel к ноутбучным процессорам — четыре ядра бывают только вместе с Hyper-Threading. Почему же настольные Core i5 имели смысл? Не было ограничения по теплопакету, так что долгое время удавалось держать тактовые частоты этих процессоров сопоставимыми с двухъядерниками. А вот в ноутбуках речь как раз идет о TDP 35/45 Вт, а то и ниже — жалко тратить дорогие по себестоимости четырехъядерные кристаллы на не слишком «убедительные» без HT готовые изделия :)

Тем более, что «квады» еще и не всегда успевают быстро выйти из энергосберегающего режима, который по понятным причинам у них более жесткий, чем у двухъядерных моделей.

А иногда они, похоже, из него и не пытаются выходить. Понятно, что не тот тип нагрузки, где нужна высокая процессорная мощность, но владельца ноутбука (или компактного десктопа) низкая «отзывчивость» дорогих моделей последних сравнительно с дешевыми ПК может и обескуражить. Хотя ничего необъяснимого в ней нет.

В общем и целом видим несколько групп, разница между которыми существенна. Pentium (да и Celeron тоже должны вести себя также) — самые медленные, поскольку в них слабое видеоядро и поддерживается лишь два потока вычислений одновременно. Core i7 — самые быстрые. Впрочем, сегодня у нас самым быстрым стал Xeon, но это уже вопрос распределения продуктов по нишам. Да и обошел он равночастотный Core i7 во многом из-за того, что это уже следующее поколение, причем с кэш-памятью четвертого уровня и самой производительной видеочастью. Если же говорить о Haswell, то, как видим, все Core i3 и i5 где-то между Pentium и Core i7, независимо от количества ядер. Почему так получилось? В сегменте «обычных» решений отсутствие жестких требований к системе охлаждения позволяет двух- и четырехъядерным моделям работать на сравнимых частотах, что обеспечивает Core i5 в худшем случае паритет с Core i3, а в лучшем — и преимущество, поскольку четыре ядра лучше четырех потоков. А вот в сегменте экономичных решений — все не так: даже в лучших случаях Core i5 работают на более низких частотах, что в конечном итоге и приводит лишь к паритету. Собственно, по этой самой причине до сих пор большинство ноутбучных процессоров двухъядерные (включая даже часть Core i7): там-то вопрос работы при ограниченном TDP стоял давно. Зачем же были выпущены настольные четырехъядерные модели? Во-первых, для солидности. Во-вторых, в некоторых задачах разница между этими процессорами заметна, к вящей радости тех, кто такими программами и пользуется.

Игровые приложения

По понятным причинам, для компьютерных систем такого уровня мы ограничиваемся режимом минимального качества, причем не только в «полном» разрешении, но и с его уменьшением до 1366×768. Несмотря на очевидный прогресс в области интегрированной графики, она пока не способна удовлетворить требовательного к качеству картинки геймера. А вот если добровольно согласиться на «минималки», можно и хорошенько сэкономить. Это мы уже хорошо знаем по предыдущим тестированиям, а сегодня просто посмотрим, как на этих процессорах работает наш обновленный игровой набор.

GT1 (т.е. графики Pentium и Celeron) просто мало, GT2 уже хватает на HD-разрешение (кстати, обратите внимание на то, как в данном случае различаются 4570Т и 4590Т, хотя GPU у них формально одинаковый), ну а GT3e в Xeon на Broadwell позволяет играть и при нормальном разрешении, да и для повышения качества картинки небольшой запас есть.

Игра сильно зависит от процессора, но все взятые нами Haswell «уперлись» в собственные видеоядра. Пусть и на приличном уровне — можно и немного качество картинки подкрутить. Ну а на E3-1265LV4 (или замедленном до такого состояния одном из настольных Broadwell-C) того «запаса» стало в полтора раза больше :)

Играть можно на всем и в полном разрешении (на Pentium разве что не в полном, но точнее определить сложно, поскольку бенчмарк там не работает), но, естественно, полноценно и без вопросов лучше этим заниматься имея под рукой либо GT3e, либо дискретную видеокарту. В компактном корпусе первое обеспечить проще.

В общем и целом можно считать, что двухъядерных Haswell недостаточно вообще, четырехъядерные подходят для HD, ну а Broadwell-C (включая и особо экономичные) — и для Full HD тоже.

GT3e позволяет поиграть хотя бы в низком разрешении, остальным и это далеко не под силу.

С HD-разрешением справляется даже Pentium, а вот FHD опять требует четырехъядерного процессора. Не из-за ядер вестимо, но вот так оно устроено :) Broadwell с GT3e в FHD быстрее Haswell-GT2 в HD.

Как и в Thief — один тянет хоть как-то, остальные никак.

А тут уже не в первый раз размен HD на FHD.

В общем, как нам кажется, развернутые комментарии здесь излишни — диаграммы говорят сами за себя. Такие возможности при ограниченном теплопакете дорогого стоят. Правда они и в прямом смысле стоят дорого, но деньги заработать можно. А вот купить то, что вообще не продается, ибо не существует — нельзя.

Итого

Если по поводу прогресса в топовом сегменте регулярно раздается недовольное бухтенье части покупателей, то что касается перевода компьютеров на «экономичные» рельсы... Этот процесс более веселый. Начнем, например, с того, что рассматриваемый сегодня класс процессоров (т. е. настольные модели с TDP 35 Вт) появился на свет менее пяти лет назад — вместе с платформой LGA1155. Ранее его не было вообще! Были, конечно, одноядерные Celeron под LGA775, но напрямую сравнивать их с современными моделями не стоит — контроллеры памяти, шины PCIe и графическое ядро тогда находились в чипсете, который сам по себе мог выдать 20 Вт тепла и более.

И самым мощным процессором в том поколении был уже упомянутый Core i5-2390T: с тактовой частотой до 3,5 ГГц и графическим ядром HDG 2000. Затем появился 3470Т, где формально частота выросла лишь на 100 МГц, а фактически процессор наконец-то начал этими теоретическими возможностями пользоваться :) В первых моделях для LGA1150 частоты оставили теми же, но улучшили графическое ядро, а позже, как видим, «ввели» в этот сегмент четырехъядерные модели. Такой Core i5 нас не вдохновил, но при правильном использовании он будет неплох. Важно, что и более дешевые Core i3 тоже неплохо подтянулись.

Ну а максимум, понятно, можно «выжать» при переходе на новый техпроцесс. И выжать можно не так уж мало: если Core i7-4785T по интегральному баллу соответствует (из «обычных» моделей) лишь Core i5-3570, то Xeon E3-1265L v4 в плане «средней температуры по больнице» — уже аналог Core i7-2600K/2700K, которые не так давно были топовыми настольными процессорами Intel. А еще на Broadwell-C иногда можно поиграть во что-то не слишком сложное (но уже не обязательно совсем простое) без дискретной видеокарты, которая с этим сегментом рынка вообще слабо сочетается. Что ж, такой процесс более чем нагляден, не правда ли?




Дополнительно

Нашли ошибку на сайте? Выделите текст и нажмите Shift+Enter

Код для блога бета

Выделите HTML-код в поле, скопируйте его в буфер и вставьте в свой блог.