Процессоры Intel Core i5 и Core i7 для платформы LGA1156


У платформы LGA1156 был нелегкий старт и не такая уж и простая жизнь. Тем более, достаточно короткая — появление LGA1155, где большинство недостатков предшественницы было исправлено, а производительность поднялась на новый уровень, списало LGA1156 в запас буквально через полтора года после появления на свет первых процессоров в таком исполнении и всего через год после поступления в магазины моделей массового сегмента. Впрочем, эти проблемы мы уже подробно рассматривали, так что сейчас повторяться не будем. На данный момент более важным является другое — как бы то ни было, но процессоры в исполнении LGA1156 более года являлись основным предложением Intel для массовых компьютеров, так что продано их было немало. И вопрос производительности имеющихся CPU сравнительно с их более новыми конкурентами волнует достаточно многих пользователей. Как там дело обстоит с младшими семействами Pentium и Core i3, мы недавно уже изучали, а вот более быстрые процессоры тестировались только по предыдущим версиям методик. Вот сегодня и настало время исправить эту вопиющую несправедливость, изучив Core i5 и Core i7 в конструктиве LGA1156 :)

Конфигурация тестовых стендов

Процессор Core i5-650 Core i5-680 Core i5-750 Core i5-760
Название ядра Clarkdale Clarkdale Lynnfield Lynnfield
Технология пр-ва 32/45 нм 32/45 нм 45 нм 45 нм
Частота ядра (std/max), ГГц 3,2/3,47 3,6/3,87 2,66/3,2 2,8/3,33
Стартовый коэффициент умножения 24 27 20 21
Схема работы Turbo Boost 2-1 2-1 4-4-1-1 4-4-1-1
Кол-во ядер/потоков вычисления 2/4 2/4 4/4 4/4
Кэш L1, I/D, КБ 32/32 32/32 32/32 32/32
Кэш L2, КБ 2×256 2×256 4×256 4×256
Кэш L3, МиБ 4 4 8 8
Частота UnCore, ГГц 2,4 2,4 2,13 2,13
Оперативная память 2×DDR3-1133
Видеоядро GMA HD GMA HD
Сокет LGA1156 LGA1156 LGA1156 LGA1156
TDP 73 Вт 73 Вт 95 Вт 95 Вт
Цена $245(10) Н/Д(2) Н/Д(2) Н/Д(4)

Процессор Core i7-860 Core i7-870 Core i7-880
Название ядра Lynnfield Lynnfield Lynnfield
Технология пр-ва 45 нм 45 нм 45 нм
Частота ядра (std/max), ГГц 2,8/3,46 2,93/3,6 3,06/3,73
Стартовый коэффициент умножения 21 22 23
Схема работы Turbo Boost 5-4-1-1 5-4-2-2 5-4-2-2
Кол-во ядер/потоков вычисления 4/8 4/8 4/8
Кэш L1, I/D, КБ 32/32 32/32 32/32
Кэш L2, КБ 4×256 4×256 4×256
Кэш L3, МиБ 8 8 8
Частота UnCore, ГГц 2,4 2,4 2,4
Оперативная память 2×DDR3-1333
Видеоядро
Сокет LGA1156 LGA1156 LGA1156
TDP 95 Вт 95 Вт 95 Вт
Цена Н/Д(3) Н/Д(2) Н/Д(1)

Если не считать энергоэффективных модификаций и уже изученных «младшеньких», получается следующий расклад. Двухъядерных Core i5 было пять, но все похожи друг на друга, различаясь, в основном, частотами (причем 655К и 661 «по умолчанию» в плане работы вычислительных ядер были идентичны моделям 650 и 660 соответственно). Четырехъядерных Core i5 — два; тоже отличающихся только частотой. А Core i7 — четыре (включая процессор 875К, всего лишь позволявший, подобно 655К, менять множители пользователю), причем самый младший не только работал на минимальной в семействе тактовой частоте, но еще и имел менее агрессивную схему Turbo Boost. Именно поэтому в нашем сегодняшнем тестировании примут участие семь процессоров. Хотя в принципе можно считать, что мы по одной из традиций взяли в каждой подлинейке младшую и старшую модели, сделав исключение для Core i7.

Процессор Core i3-560 Core i3-2120 Core i5-2400
Название ядра Clarkdale Sandy Bridge DC Sandy Bridge QC
Технология пр-ва 32/45 нм 32 нм 32 нм
Частота ядра (std/max), ГГц 3,33 3,3 3,1/3,4
Стартовый коэффициент умножения 25 33 31
Схема работы Turbo Boost 3-2-2-1
Кол-во ядер/потоков вычисления 2/4 2/4 4/4
Кэш L1, I/D, КБ 32/32 32/32 32/32
Кэш L2, КБ 2×256 2×256 4×256
Кэш L3, МиБ 3 3 6
Частота UnCore, ГГц 2,13 3,3 3,1
Оперативная память 2×DDR3-1333
Видеоядро GMA HD GMA HD 2000 GMA HD 2000
Сокет LGA1156 LGA1155 LGA1155
TDP 73 Вт 65 Вт 95 Вт
Цена Н/Д(2) $152(21) $236(24)

C кем будем сравнивать? Во-первых, с уже протестированным Core i3-560 для той же платформы: от 600-й линейки он отличается только отсутствием поддержки Turbo Boost и сниженной частотой кэш-памяти, зато стартовая частота ядер у него выше, чем у Core i5-650. Во-вторых и в-третьих, возьмем два процессора семейства Sandy Bridge: средненькие — двухъядерный Core i3-2120 (благо уже появился 2130) и четырехъядерный Core i5-2400. На возражения о том, что тут необходим еще Core i7-2600 для сравнения со старыми i7, отвечаем: мы его пока не протестировали, да и не так уж он необходим — основной упор сегодня мы все же делаем на разные Core i5. i7-2600 потребуется, когда будем изучать «верхушки» для всех трех платформ, ну а пока просто посмотрим — помогает ли Hyper-Threading старой архитектуре в соревновании с новой.

Процессор Phenom II X4 840 Phenom II X4 980 Phenom II X6 1100T
Название ядра Propus Deneb Thuban
Технология пр-ва 45 нм 45 нм 45 нм
Частота ядра (std/max), ГГц 3,2 3,7 3,3/3,7
Стартовый коэффициент умножения 32 37 33
Схема работы Turbo Core 3-3-3-0-0-0
Кол-во ядер/потоков вычисления 4/4 4/4 6/6
Кэш L1, I/D, КБ 64/64 64/64 64/64
Кэш L2, КБ 4×512 4×512 6×512
Кэш L3, МиБ 6 6
Частота UnCore, ГГц 2 2
Оперативная память 2×DDR3-1333
Видеоядро
Сокет AM3 AM3 AM3
TDP 95 Вт 125 Вт 125 Вт
Цена Н/Д(0) Н/Д(0) Н/Д(0)

C предложениями AMD все проще — мы взяли три самых лучших процессора на разных кристаллах: Propus, Deneb и Thuban (Llano — это ария из совсем другой оперы). Напомним разницу: первые лишены кэш-памяти третьего уровня, а последние — шестиядерные. Но, в общем-то, и четырех ядер на частотах выше 3 ГГц должно хватить для того, чтобы соревнование получилось интересным и показательным.

  Системная плата Оперативная память
LGA1155 Biostar TH67XE (H67) Corsair Vengeance CMZ8GX3M2A1600C9B (2×1333; 9-9-9-24)
LGA1156 ASUS P7H55-M Pro (H55) Corsair Vengeance CMZ8GX3M2A1600C9B (2×1333; 9-9-9-24)
AM3 ASUS M4A78T-E (790GX) Corsair Vengeance CMZ8GX3M2A1600C9B (2×1333; 9-9-9-24-2T, Unganged Mode)

Тестирование

Традиционно, мы разбиваем все тесты на некоторое количество групп и приводим на диаграммах средний результат по группе тестов/приложений (детально с методикой тестирования вы можете ознакомиться в отдельной статье). Результаты на диаграммах приведены в баллах, за 100 баллов принята производительность референсной тестовой системы iXBT.com образца 2011 года. Основывается она на процессоре AMD Athlon II X4 620, ну а объем памяти (8 ГБ) и видеокарта (NVIDIA GeForce GTX 570 1280 МБ в исполнении Palit) являются стандартными для всех тестирований «основной линейки» и могут меняться только в рамках специальных исследований. Тем, кто интересуется более подробной информацией, опять-таки традиционно предлагается скачать таблицу в формате Microsoft Excel, в которой все результаты приведены как в преобразованном в баллы, так и в «натуральном» виде.

Интерактивная работа в трёхмерных пакетах

Ничего неожиданного — как мы уже знаем, здесь достаточно и пары потоков вычисления, так что на первое место выходит именно «однопоточная производительность», а с этой точки зрения наиболее эффективны процессоры Sandy Bridge. Но и старички здесь могут показывать неплохие результаты методом грубой силы, в качестве которой выступает тактовая частота. Действительно — пусть показатель производительности на мегагерц у них ниже, зато этих самых мегагерцев у i5-680 — под 4000! Ну а в целом разброс между разными процессорами в этой группе тестов не так уж и велик, что тоже удивления не вызывает — мы уже пришли к выводу, что в интерактиве большее значение имеет видеокарта.

Финальный рендеринг трёхмерных сцен

А вот здесь результаты более интересные, поскольку в нашем тестировании принимают участие очень разные процессоры, и все их различия этим классом программ использоваться могут. Как видим, двухъядерные процессоры с поддержкой HT могут дотянуться до уровня «медленных» четырехъядерных двумя путями: либо очень высокой тактовой частотой, либо эффективной архитектурой. И результат, достижимый на обоих путях, оказывается примерно одинаковым :) Еще лучше было бы их объединить, однако компания Intel по вполне понятным причинам сдерживает рабочие частоты SBDC — в отличие от Clarkdale, перед ними не ставится задача получить «двухсотдолларовую» производительность. Но «быстрый» четырехъядерник еще лучше, а «медленные» шесть ядер оказываются эквивалентны «средним» четырем с допингом в виде HT. В общем, здесь все пути хороши для достижения цели. И самый медленный в рамках сегодняшнего тестирования процессор отличается от самого быстрого почти в два раза.

Упаковка и распаковка

Четыре входящих в эту группу подтеста имеют разные предпочтения, сходясь только в любви к подсистеме памяти, что приводит к интересному интегральному результату — все процессоры для LGA1156 выстроились в почти ровную лесенку :) С неплохим уровнем ступенек — в частности, уже Core i5-760 достаточно, чтобы обойти все процессоры AMD под AM3, а Core i7-860 находится на одном уровне с Core i5-2400. Но последний, надо заметить, не является вершиной для LGA1155, да и по цене позиционируется ниже, чем даже Core i5-750. К тому же разнообразные «Феномы» ныне сильно подешевели, так что если выбирать процессор, а не просто сравнивать разные модели, все становится сильно непросто.

Кодирование аудио

Как мы уже говорили, аудиокодеки явно не относятся к хорошо и регулярно оптимизируемому программному обеспечению, так что тут все решают количество вычислительных потоков, эффективность каждого из них и тактовая частота процессора. Причем мы еще и «подыгрываем» многоядерным моделям, запуская столько потоков кодирования, сколько процессор поддерживает физически — очень может быть, что если на всех запустить, к примеру, по 10 потоков, Core i5-2400 окажется лидером ;) Ну а в текущих условиях хороши как раз Core i7-800: пусть и старенькие уже, но четыре ядра + НТ с легкостью делают их безоговорочными победителями (разумеется, во всех случаях, когда рядом отсутствует «тяжелая артиллерия» в виде старших моделей Core i7-900 или единственный на данный момент восьмипоточный Sandy Bridge).

Компиляция

Вот программисту уже, пожалуй, стоит подумать — при компиляции старший Phenom II X6 почти «дотягивается» до уровня Core i7-870. Последний, впрочем, в особых оправданиях не нуждается — все-таки он появился на свет более двух лет назад, когда никаких Phenom II X6 еще на свете не было :) Кстати и i5-2400 здесь выглядит не столь выигрышно, как обычно: по-видимому сказался урезанный кэш, до которого компиляторы жадны, так что Phenom II X4 980 от него отстал лишь немного. В общем, поклонники AMD могут порадоваться, глядя на эту диаграмму. Это тем более важно, что поводов для радости в последнее время у них было слишком мало…

Математические и инженерные расчёты

И снова один-два потока вычисления, так что значение имеет лишь «однопоточная производительность». А повысить ее можно либо тактовой частотой, либо эффективной микроархитектурой. И в этом случае, как видим, второй путь результативнее.

Растровая графика

Векторная графика

Отличие между программами для работы с двумя типами графики только одно — если в первом случае нам удалось найти пару приложений с частичной оптимизацией под многопоточность, то во втором их всего два и безо всякой оптимизации. Вот и выходит, что «врагу не сдается наш гордый ай-пять»: 3,87 ГГц при загрузке одного ядра долгое время делали Core i5-680 недосягаемым в приложениях такого рода. Сейчас, правда, ситуация потихоньку уже начала меняться :)

Кодирование видео

Некоторые из используемых нами в новой методике программ уже умеют использовать AVX, что, как видим, приводит к прямо-таки драматическим последствиям: недорогой Core i5-2400 не сильно напрягаясь громит как шестиядерники AMD, так и «восьмипоточники» Core i7 предыдущего поколения! Да и двухъядерные модели здесь при сравнимой частоте ядер получают уже почти 20% прибавки в производительности, что позволяет им держаться на уровне Phenom II, а не Athlon II, как ранее. Так что несмотря на некоторый скептицизм части разработчиков в отношении новых инструкций, при умелом использовании они действительно увеличивают производительность хорошо заметным образом. А отсутствие поддержки новых расширений со временем будет становиться все более заметным недостатком процессоров предыдущего поколения на все более широком спектре программного обеспечения. В общем-то, это хорошо заметно, если сравнить результаты нашего первого тестирования Sandy Bridge с текущими — в новой методике обновились все программы для работы с видео, так что если ранее Core i7-880 обгоняла только модель Core i5-2500, то теперь для этого достаточно и 2400.

При этом, стоит отметить, результаты «Core i5 предыдущего поколения» (как эти процессоры теперь обзывает Intel) тоже в основной своей массе выросли, а вот процессоры AMD «стали медленнее»! Не из-за того, что новые программы их специальным образом недолюбливают — на деле некоторые из них как раз отрицательно относятся к технологиям Intel, типа Hyper-Threading (например, из-за этого Core i7-860 умудрился отстать от Core i5-760 в Microsoft Expression Encoder и XviD). А просто потому, что со временем программисты начинают делать упор в оптимизации на более «свежие» наборы команд, типа того же AVX или SSE4. А на это пожилая уже архитектура Stars ответить ничем не может. Разве что практически никем из производителей ПО не поддерживаемым расширением SSE4a, которое, несмотря на название, с текущей версией Intel SSE 4.2 несовместимо вовсе. В общем, прогресс в индустрии разработки софта идет достаточно медленно, но иногда приводит к таким вот любопытным результатам, когда старым (архитектурно) процессорам от него становится только хуже. Core i7, кстати, тоже демонстрируют чуть более низкий результат — обновленное ПО начало полнее «загружать» их работой.

Но вернемся с высокого уровня на более низкий. Как мы уже сказали, Core i3 на SBDC при сравнимой частоте обходят Clarkdale в этих тестах в среднем на 20%, что также способно помочь им скомпенсировать и разницу в этой самой частоте. Т. е. Core i5-680, несмотря на свои 3,6+ ГГц, уже отстает и от Core i3-2120, а от 2130 отстанет тем более. Но чуда, естественно, не произошло — до «настоящих четырехъядерных» Core i5-750/760 остается далеко. Хотя понятно, что не так уж это и критично — на смену 700-й серии с точки зрения цены двухъядерники более не претендуют, поскольку у Intel есть уже и целый выводок столь же «настоящих четырехъядерных» Core i5-2300/2310/2320/2400, а что они вытворяют с предшественниками — это мы лучше еще раз комментировать не будем :)

Офисное ПО

Без комментариев. Не потому, что комментировать тут нечего, а просто потому, что незачем — данная группа приложений полезна для получения общего итогового результата, а сама по себе при тестировании процессоров такого уровня, как сегодня, выполняет чисто декоративные функции :)

Java

Тест JVM — второй повод для радости поклонников AMD и бальзам на душу тем, кто отстаивает идею безальтернативности тренда на увеличение количества ядер в процессорах :) Впрочем, и здесь появление Sandy Bridge заставляет задуматься — конечно, новые i5 не догоняют старшие модели Phenom II X6 и лишь выходят на уровень старых i7, однако с легкостью громят любые процессоры с тем же количеством ядер. Стало быть, альтернатива есть! А если прибавить эффект от НТ (пусть и относительно небольшой для Java) к этому уровню производительности, то она тем более есть.

Игры

Какой-никакой прогресс в игровой индустрии имеется — наконец-то четырехъядерные процессоры начали заметно обгонять четырехпоточные. Но, во-первых, не более того, а во-вторых, еще и не все — Phenom II X4 980 отстает не только от Core i3-2120, но и от Core i5-680. А вот Core i5-2400 наглядно демонстрирует, что и здесь более привлекательным вариантом является увеличение эффективности ядер, а не простое наращивание их количества или использование разнообразных технологий «виртуальной многопоточности».

Многозадачное окружение

Поскольку в нашем тестировании принимают участие очень разные процессоры — с точки зрения количества ядер и выполняемых на них потоков вычисления, — мы решили снова вынести на обозрение общественности результаты одного из экспериментальных тестов, в общем зачете не участвующего. Суть теста проста: пять бенчмарков запускаются практически одновременно (с паузой в 15 секунд), при этом всем задачам присваивается «фоновый» статус (ни одно окно не является активным). Результатом является среднее геометрическое времён выполнения всех тестов. Более подробную информацию можно получить из описания методики тестирования, ну а сейчас просто посмотрим на результаты.

Никаких откровений свыше (как и в прошлый раз) не наблюдается. За исключением, разве что, неожиданного провала Core i5. Впрочем, если немного подумать, не такого уж и неожиданного — злую шутку с процессорами сыграло гибкое управление тактовой частотой. Конечно, в буст-режиме Core i5-650 догоняет Core i3-560, а при нагрузке всего на одно ядро — и обгоняет, но… Однопоточной нагрузки в этом тесте нет вообще, а чтобы Turbo Boost сработал, надо еще чтобы процессор «успел заметить» необходимость в нем. Вот и не успевает, по-видимому :) А Core i3 спокойно «молотят» данные на фиксированной тактовой частоте, снижая ее лишь при отсутствии нагрузки.

В остальном — ничего нового. Не наблюдается и принципиального превосходства многоядерных процессоров — здесь, как и в прочих тестах, важно не только количество, но и качество. Да и Hyper-Threading имеет чуть ли не максимальную эффективность сравнительно с остальными задачами. Хотя, опять же, и это легко объяснимо — так, на самом деле, и должно быть. Распараллелить потоки в одной программе и максимально полно загрузить все вычислительные блоки — надо еще суметь. А тут программ много, вычислительных потоков — еще больше, причем все они разные, так что процессору в любой момент времени «есть из чего выбирать». Вот и получаем от НТ +30% к производительности.

Альтернатива что реальной многоядерности, что виртуальной многопоточности, как видим, тоже никуда не делась — надо сделать так, чтобы каждый выполняемый процессором поток работал быстро. Пример — Core i5-2400, который в этом тесте обгоняет не только любые «обычные» четырехъядерные процессоры, но и, например, шестиядерный Phenom II X6 1035T. Хотя очевидно, что для достижения максимальной производительности нужно использовать все способы :)

Итого

Любопытно выглядят две верхние тройки процессоров, взятых для сравнения. Честно признаемся — мы не хотели. Оно само так вышло. Но, надо заметить, есть о чем задуматься с учетом того, что процессоры AMD были лучшими в соответствующих линейках, а у Intel — середнячками (за исключением, разве что, i3-560, но он уже очень старый по компьютерным меркам). И физических ядер у процессоров Intel всюду на два меньше, чем у AMD на аналогичной позиции.

Но вернемся к нашим главным героям. Фактически все процессоры для LGA1156 основаны на двух кристаллах — Lynnfield и Clarkdale. Исполнение одинаковое, а вот судьба — разная. Четырехъядерники на Lynnfield появились первыми, сразу же стали популярными и остаются актуальными до сих пор. Не в том смысле, разумеется, что их и сейчас стоит покупать; однако и отказываться от уже сделанной покупки нет никакого смысла — менять особо не на что. И ничего страшного, что с Core i7-860 в общем зачете сравнялся Core i5-2400, а к Core i5-750 «подтянулись» уже и Core i3 (2130 скорее всего его обгонит или как минимум сравняется): это как раз нормальный процесс. Не стоит забывать, что и 750, и 860 были анонсированы два года назад, а сегодняшнее яйцо дороже завтрашней курицы. И в прямом смысле тоже — как видим, за 300 долларов два года назад можно было получить ту же производительность, что и за 200 сейчас, плюс эти самые два года использования производительного компьютера в виде бонуса :)

Совсем иначе складывались дела у Clarkdale. Эти процессоры появились позже —  уже в январе 2010 года, так что от выхода Sandy Bridge и смены основной платформы их отделял всего год, а не почти полтора. Во многом они были экспериментальными: первые модели с интегрированным GPU (пусть и на отдельном кристалле), первые процессоры, произведенные по технологии 32 нм, дополнительные наборы инструкций, типа AES-NI, и т. д. и т. п. Главное же, что Clarkdale приходилось сражаться на многих фронтах сразу: мобильные компьютеры, моноблоки, компактные РС, традиционные десктопы. Вот в сегменте ноутбуков (у брата-близнеца Arrandale, где компания Intel заодно опробовала и технологию динамического разгона GPU, а не только процессорных ядер) все было замечательно, а с остальным — не очень.

По сути, хоть какого-то успеха удалось достичь только в нише 100-150 долларов (Core i3), да и то не безусловно, поскольку конкуренция с Athlon II X4 и Phenom II X3 была очень жесткой. В бюджетном сегменте продолжали хорошо продаваться и Pentium предыдущего поколения, а после того, как Intel их несколько ускорила и намекнула, что легкой модернизации не будет ни с LGA775, ни с LGA1156, тогдашняя платформа вообще перестала быть привлекательной. Ну а выше 150 долларов «ловить» двухъядерным Core i5 было нечего — там уже полгода как присутствовали четырехъядерные представители того же семейства. Могла бы помочь интегрированная графика, но она оказалась настолько слабой, что конфигурация из i5-750 и какого-нибудь «переходника для монитора» все равно оставалась более привлекательной. Спасти положение могли бы традиционные малопоточные задачи, но с ними и  Lynnfield справлялись неплохо, агрессивно повышая тактовую частоту пары ядер при помощи Turbo Boost и усугубляя положение своим вдвое большим кэшем третьего уровня. В общем, получилось достаточно дорого и «невкусно». И недолго. Хотя, с другой стороны, тоже особого смысла менять на что-то более новое пока вроде бы и нет, кроме специфических случаев, когда вдруг внезапно потребовался более высокий уровень производительности. Через годик смысл появится, но это нормальное явление для компьютерной техники.

На этом в исследованиях LGA1156 мы ставим точку, поскольку, во-первых, знаем про эту платформу уже все, что требуется знать, а во-вторых, потому, что и компания Intel потихоньку начинает сворачивать поставки процессоров для нее. В общем, мавр сделал свое дело — мавр может уходить. А в одной из ближайших статей мы подробно изучим — что там творится на рынке процессоров с большей производительностью, чем у Core i7-880.



Благодарим компании Corsair и Palit
за помощь в комплектации тестовых стендов.



Дополнительно

ВИКТОРИНА TT

Материнские платы какого форм-фактора можно устанавливать в корпус Thermaltake Versa C22 RGB Snow Edition?

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.