Вградено графично ядро плюс 32nm производствен процес? Вече е възможно с Intel Clarkfeld




Вградено графично ядро плюс 32nm производствен процес? Вече е възможно с Intel Clarkfeld

PCMagazine, Брой 2
Категория: Хардуер , Процесори
Етикети: процесори , хардуер , Intel Clarkfeld , графично ядро
PC MAGAZINE , Добрил Доков
18.2.2010

Вградено графично ядро  плюс 32nm производствен  процес?  Вече е възможно с  Intel Clarkfeld

Новите процесори на Intel с ядро Clarkfeld и Arrandale несъмнено са сред най-трепетно очакваните събития за периода. Освен първите чипове с вградено графично ядро това ще са и първите х86 процесори, които се произвеждат по 32 nm процес. Какво им дава това като ниво на топлоотделяне, производителност, съвместимост с наличните дънни платки и разлики като цяло ще разберем след известно тестване.

Intel упорито продължава своята стратегия на „тиктакане“, при която се редуват представянето на нова архитектура с такава от предишното поколение, но по нов, по-малък производствен процес. Всъщност, като казваме „упорито“, става дума не за сляпо упорство, а за изключително добре планиран план, който до момента успява да постигне всяка една точка без почти никакви сериозни проблеми и забавяния.

След представянето на архитектурата Nehalem, произвеждана по 45 nm процес плановете включваха следващото тиктакване да е преход от 45 към 32 nm производствен процес – нещо, на което ставаме свидетели днес с моделите от семействата Clarkfield и Arrandale. Отделно от тях компанията представи също така и няколко модела с ядро Lynnfield, които също се водят като принадлежащи към предишната стъпка от бизнесплана и са просто добавка към семейството Nehalem.

Целта на сегашния анонс от страна на Intel е да се премине изцяло към новия производствен процес на 32 nm, който ще позволи по-високи добиви, пониско ниво на консумация и ще подготви пазара за преход към новата архитектура Westmere, която ще се произвежда по същия процес. Всъщност тук е моментът да обърнем внимание на една интересна особеност – подобно на ATI, която за последните две поколения свои продукти използва същата схема, Intel първо разработва нов модел от средния или дори ниския клас, който да се произвежда по нов производствен процес.

Казано по-просто, това означава, че както ATI предпочете да използва 40 nm първо за модела Radeon HD 4770 и да разбере къде са проблемите, така и Intel предпочита да започне прехода си към 32 nm с процесор с по-малки размери на ядрото, докато усвои особеностите на производствения процес. По този начин компанията си гарантира по-малко проблеми дори и при ниски добиви на производството, тъй като размерът на процесора е значително по-малък. Все пак при цена от около 5 до 10 хиляди долара за силициева пластина обемът на брака е доста важна подробност – бракуването на 50 от 300 процесора е доста по-поносимо от бракуването на 20 от 50.

И така, нека разгледаме какви са особеностите на процесора, произвеждан по новия процес, и какво можем да очакваме от неговата производителност. Междувременно нека не забравяме, че това, което представлява Intel Core i5 661, всъщност е бюджетен вариант на Nehalem, при който липсва високоскоростната QPI шина.

Intel Clarkfield: 32nm и вградено графично ядро – поглед отвътре

Макар идеята за Fusion поначало да принадлежеше на AMD, истината е, че Intel всъщност е първата компания, постигнала успех в производството на подобен процесор с модела си Core i5 661, който ще разгледаме в този материал. Макар първоначалната идея да включва графично ядро и процесор на един силициев кристал, пътят за реализация, избран от Intel в случая е малко по-различен. Става въпрос за избор на производство под формата на МСМ (MultiChip Module) модул, включващ както кристала на процесора, така и кристала на графичната карта.

 

Разликите обаче не се изчерпват дотук – изненадващо при Core i5-661 контролерът на паметта, традиционно помещаващ се в кристала на процесора (при Nehalem/Lynnfield), е отделен в кристала на графичния процесор. Не е трудно да се досетим за причината за този „развод“ между процесора и контролера – графичното ядро също използва памет и има нужда от контролер за работа с нея, а не разполага със собствени варианти на DMI шината. Тъй като процесорът така или иначе използва DMI шина вместо QPI и поради това е доста „орязан“ откъм пропускателна способност, той не би възразил, ако контролерът се намира на съседен кристал, комуникацията с който така или иначе става чрез тази шина. Как се отразява на производителността това отделяне в друг кристал ще разгледаме по-късно, като засега само ще отбележим, че DMI шината така или иначе не може да предложи особено впечатляваща пропускателна способност.

 

На теория съвместимостта на процесора би трябвало да е безпроблемна с вече наличните на пазара дънни платки с чипсет Intel P55 Express, но тогава потребителите няма да могат да се възползват от вграденото графично решение. Лично за мен на фона на (вече) доста евтините и мощни видеокарти от нисък клас смисълът от маломощна графична карта, вградена в процесора и неподлежаща на ъпгрейд, е малко труден за откриване, но в реалния живот подобна конфигурация би имала изключително широк набор от случаи на приложение.

За целта Intel разработва чипсетите Intel H55/H57 Express, които предлагат възможност за връзка на вграденото графично ядро с изходящите интерфейси, позволявайки неговото използване изобщо. Тези решения са насочени основно към бюджетния пазарен сегмент, както и към офиссистемите, където се търси ефективност, получавана срещу колкото се може по-ниска цена. Тестовата система която ни беше предоставена от Intel, включваше именно такава дънна платка с чипсет Intel H55 Express, която поддържа работа с DDR3 памет в двуканален режим, използва Socket LGA 1156 и като цяло не се различава от подобните модели в бюджетния клас.

Но да се върнем на процесора и неговите особености – както споменахме по-рано, контролерът на паметта и графичното ядро са изнесени на отделен кристал, намиращ се на същата вложка, на която е и процесорното ядро. Една изключително интересна особеност представлява фактът, че за производството на двата кристала от Intel са използвали различен производствен процес. Докато за изработката на графичната карта и контролера на паметта се използва вече доказалият се като безпроблемен 45 nm процес, за кристала на процесора се използва „чисто новият“ 32 nm High-K Metal Gate (HKMG) процес. Intel всъщност е първата компания в света, разработила и използвала 32 nm производствен процес за изработката на компютърен процесор и доколкото може да се види от характеристиките и тестовете, резултатите са изключително успешни.

Що се отнася до вграденото графично ядро, то е базирано на модела Intel GMA HD, който, макар и да се справя значително по-добре от своите предшественици (Intel GMA 4500), все още не може да се сравнява с дискретните графични карти. Това обаче всъщност не е необходимо, тъй като целта на Intel в случая не е да предложи геймърско решение, а поскоро система, способна да се справи безпроблемно с възпроизвеждането на Full HD видеопотоци. От тази гледна точка Clarkdale съвсем спокойно може да се разглежда като успех, тъй като новото графично ядро се справя с тези задачи, макар и да не успява да осигури възможност за игра при резолюции от порядъка на 1680х1050.

Вграденото под капачката на процесора графично ядро поражда още един въпрос – адекватно охлаждане? Причините за въпросителния знак са две – на първо място, това е добавеният допълнителен чип под IHS (Integrated Heat Spreader) на процесора, отделящ допълнителна топлина (не само от графичното ядро, но и от контролера на паметта), и не по-маловажно – физическото разположение на кристалите. Ако приемем, че кристалът на процесора и графичното ядро са изместени спрямо центъра на IHS пластината, то използването на охладители с DHT технология би означавало, че някои от топлопроводите няма да контактуват директно с кристала, а ще разчитат на IHS да провежда топлината.

Тестова система, тестове и резултати

 

За да разберем какви са възможностите на конфигурацията от дънна платка с чипсет Intel H55 Express и процесор Core i5 661, които ни бяха предоставени за тестовете от Intel, ще сравним техните резултати със система, базирана на процесор AMD Phenom II 965. Ако ви изглежда, че сравнението между тези две системи не е правилно, обърнете внимание на планираните цени, на които се (и ще се) предлагат съответните процесори. Към момента на написване на статията моделът AMD Phenom II 965 се намира за около 300 до 340 лв. с включено ДДС. Що се отнася до конкретното предложение на Intel (Core i5 661), по всичко личи, че неговата цена ще се движи в подобни граници, тъй като плановете на компанията са той да се предлага за около 190 USD. Добавяйки разходите за транспорт, пласмент и надценка от дилърите на компанията, в крайна сметка за двата модела ще получим доста сходни цени.

В този ред на мисли е добре да обърнем внимание и на цените на дънните платки за двата процесора. Ако приемем, че наличието на DDR3 памет е гарантирано (или не е проблем), то нещото, което ще наклони везните на двата вида конфигурации към някоя от тях, определено ще са цената на дънната платка и нейните възможности и качество. Тъй като към момента няма много предложения за дънни платки с чипсет Intel H55/H57 Express, остава само да изчакаме, за да видим какво имат да ни покажат различните фирми производители, след което да преценим коя от двете платформи ще е по-изгодна.

Нека се върнем на двете конфигурации и тестовите програми и игрови заглавия. Освен дънната платка с чипсет Intel H55 Express и споменатия процесор Core i5 661 системата включваше също така DDR3 памет Apacer, работеща на честота 1333 MHz, и графична карта Gigabyte Radeon HD 5850, предоставена ни за тестовете от фирма Argus Computers. „Конкурентната“ система за сравнение, базирана на процесор AMD Phenom II X4 965, използваше същата памет Apacer DDR3 на 1333 MHz, но в комбинация с дънна платка ECS A785GM-M Black Series с чипсет AMD 785G. Графичната карта отново беше Gigabyte Radeon HD 5850.

Операционната система за тестовете беше 32битова Microsoft Windows Vista Ultimate Edition Service Pack 1 с инсталирани последните налични драйвери за дънната платка и ATI Catalyst 9.11 за графичната карта. Тестовите програми, които използвах за сравнение на производителността на двата процесора, включваха следните заглавия: Cinebench R10 32bit; Fritz Chess Benchmark; Mr.H CPU Benchmark; POV-Ray 3.6 SSE2; собствения тест на WinRAR версия 3.71b; Everest Ultimate Edition 5.02.1750, както и доста поостарялата SuperPi 1.5 в режими 1М и 8М. Причината за използването на последната програма е съвсем проста – сравнение между еднонишковата производителност на двата процесора, тъй като програмата се възползва само от едно ядро.

 

Игровите заглавия, използвани в тестовете, бяха следните: Crysis Warhead; Resident Evil 5; World in Conflict; Call of Juarez; Lost Planet Extreme Condition: Colonies Edition; FarCry 2; Stalker Call of Pripyat; Unigine Heaven Benchmark, както и синтетичните тестови програми на Futuremark – 3DMark 2006 и 3DMark Vantage. Всички тестове бяха проведени в режим на DirectX 10 (с изключение на процесорния тест в Crysis Warhead). Настройките за качество на изображението бяха зададени безусловно през контролния панел на драйверите Catalyst на графичната карта и включваха максимално качество и 16х анизотропна филтрация. Останалите настройки бяха задавани поотделно за всяка игра.

Нека започнем с резултатите от тестовите програми. Както може да се види от графиките, във всички тестове, в които реално се набляга на многонишковото изпълнение на командите, четириядреният процесор на AMD води убедително. Причината за това е съвсем проста – реалните четири ядра на процесора предлагат по-голяма многонишкова производителност от логическите четири ядра на Core i5-661. Всъщност това не е никак ново откритие и отдавна е посочено от Intel като нещо, което следва да се има предвид при измерване на производителността. Въпреки това остава доста впечатляващият фактор, че макар и с логически ядра Core i5-661 успява да предложи приемлива производителност.

Интересни са резултатите от тестовете на пропускателната способност на паметта на Everest Ultimate. Тук се връщаме на споменатата по-горе особеност на контролера на паметта, който при Core i5-661 е изнесен на външен кристал, който се използва за ядрото на графичната карта. Съвсем логично следва да очакваме доста по-високи нива на латентностите на паметта, което и става при съответния тест на Everest Ultimate. Това, което е изненадващо обаче, е реалната пропускателна способност – въпреки по-бавния достъп Core i5-661 успява да постигне по-висока скорост на трансфер – нещо, присъщо основно за моделите на AMD до момента.

В SuperPi, тест, който разчита само и единствено на едно процесорно ядро, можем да видим преките разлики в чисто изчислителната производителност на двата процесора. Съвсем ясно се вижда, че еднонишковата чиста производителност на Core i5-661 е доста солидна и превъзхожда немалко възможностите на архитектурата К10, използвана от AMD в последните й процесори.

А сега да обърнем внимание и на игровите тестове, които несъмнено ще са доста по-интересни на запалените геймъри.

Изненадващо, въпреки солидните разлики в многонишковите процесорни тестове, в игрите преднината на Phenom II 965 се стопява и дори изчезва. Всъщност това не е кой знае колко изненадващо, като вземем предвид факта, че дори съвременните игри рядко използват повече от едно-две процесорни ядра. В повечето от игрите процесорите се движат буквално „рамо до рамо“, като две от заглавията правят силно изключение – Crysis Warhead и Resident Evil 5.

В процесорния тест на Crysis Warhead се вижда как чисто изчислителните възможности на двата чипа са изключително близки, но въпреки това в реалния игрови тест имаме налице съвсем не малка разлика от около 15 кадъра. Очевидно причината за това се крие в особеностите на останалата част от системата и архитектурата, както и в значително по-бързия трансфер на паметта при системата с процесор Core i5-661. Подобна е и ситуацията във „фиксирания“ тест на Resident Evil 5, където системата с процесор Phenom II 965 изостава с около 5 кадъра.

В синтетичните тестове на Futuremark конфигурацията с процесор Phenom II 965 показва малко подобри резултати, но не трябва да забравяме, че в тези тестове се използва доста по-адекватно натоварване над ядрата на процесора, вместо да се разчита само и основно на еднонишковата производителност.

И накрая няколко думи за вградената графична карта. Макар според Intel тя да е достатъчна за осигуряването на прилична игрова производителност в по-скромни резолюции, това не е съвсем така. Тестовете в реални игрови заглавия и дори 3DMark Vantage показаха, че от него има какво да се желае като производителност и ако вземате такъв процесор с идеята да използвате вградената видеокарта за игра, по-добре премислете решението си.

И така, Core i5-661 – победител или не съвсем? В лицето на Core i5-661 Intel е разработила един изключително интересен и удачен процесор. Ако трябва да сме честни обаче, преходът от съвременна четириядрена система (пък била тя базирана на AMD Phenom II или Intel Core 2 Quad) към новата платформа от среден клас на Intel е леко безсмислен. Ако търсите повишение на производителността (реалната) в многонишкови програми, то вероятно ще останете разочаровани – значително по-добра идея е да се ориентирате към четириядрените процесори от високия клас на Intel.

 

В случай че търсите по-добра производителност в игрите, Core i5-661 със сигурност ще ви я предложи, стига да мигрирате от по-стара система от среден или нисък клас от предходното поколение на AMD или Intel. За съжаление обаче този преход ще ви донесе и известни парични главоболия – смяна на паметта, дънната платка и дори вероятно охладителя с такъв, съвместим със Socket LGA 1156, но въпреки всичко ъпгрейдът си заслужава, най-малкото защото ще забравите за трудностите с производителността през бъдещите една-две години. – Добрил Доков


Съдържание: