Оу-Ееее, Haswell-E

Архитектура

Как ясно уже из названия, новые процессоры основаны на архитектуре Haswell (подробнее о ней читайте здесь). Используется все тот же 22 нм техпроцесс с трехмерными транзисторами (технология Tri-Gate 3-D), поддерживается набор инструкций AVX2, на прежнем месте остался и регулятор напряжения (встроен в процессорный кристалл).  

Также как и предшественник (читайте об архитектуре процессоров Ivy Bridge-E здесь), Haswell-E лишен встроенного графического ядра, способен задействовать до 40 линий PCI Express и поддерживает 4-х канальный режим работы памяти. Естественно поддерживается технология Hyper-Threading, удваивающая число потоков обработки данных. Но, если максимальная конфигурация  Ivy Bridge-E включала 6 ядер и 15 МБайт распределенного L3 кэша, то сейчас старшая модель Core i7-5960X получила 8 ядер с 20-мегагбайтным L3-кэшем, что сказалось на сложности полупроводникового кристалла. Теперь он включает порядка 2,6 млрд. транзисторов на площади  356 мм².

Модель Core i7-5930K обладает шестью вычислительными ядрами и 15-мегабайтным L3 кэшем, и, как и старший процессор, поддерживает 40 линий PCI Express 3.0, в то время как младшая 6-ти ядерная модель Core i7-5820K получила в свое распоряжение всего лишь 28 линий PCI-E (работа графических адаптеров в SLI и CrossfireX конфигурациях x16+x8 или х8+х8+х8) .

Что касается частот, то здесь на первый взгляд ситуация выглядит несколько печально. Чтобы не выйти за рамки приемлемого теплопакета (TDP 140 W) пришлось снизить тактовые частоты. Базовая частота старшей модели установлена на уровне 3.0 ГГц (в режиме Turbo Boost до 3.5 ГГц), средней и младшей – 3.5 ГГц и 3.3 ГГц соответственно (в турбо режиме 3.7 и 3.6 ГГц).  Но здесь не стоит забывать о хорошем разгонном потенциале процессоров.

Разгонный потенциал

Все модели обладают разблокированным множителем с максимальным значением 80х (у Ivy Bridge-E 63х). Встроенный преобразователь позволяет более гибко изменять напряжения питания не только вычислительных ядер, но и смежных с ними узлов. Предусмотрен выбор между тремя вариантами базовой частоты – 100, 125 или 166 МГц, под которые оптимизированы делители частоты шин DMI и PCI Express. Не зафиксированы и множители, отвечающие за формирование частоты работы памяти и Uncore-блока.

Вот здесь и понадобится хорошая, очень хорошая система охлаждения, т.к. мало того, что процессоры изначально довольно «горячи», в процессе разгона они почти что «раскаляются докрасна». И вот здесь следует отметить еще один немаловажный момент: процессорная крышка ПРИПАЯНА к полупроводниковому кристаллу с применением специального припоя на основе индия с высокой теплопроводностью. В сети немало фото «препарированных» процессоров, подтверждающих этот факт. Также заметим, Intel рекомендует использовать необслуживаемую СВО Liquid Cooling TS13X с радиатором размером 120x120x25 мм в качестве штатной.

Сокет LGA2011-v3 и чип Intel X99

Процессоры Haswell-E  перешли на новый сокет LGA2011-v3, несмотря на то, что внешне они смахивают на своих предшественников в исполнении LGA2011. Они имеют такие же физические размеры и число контактов, установить их в старый процессорный разъем не получится: изменилось расположение контактных площадок и набора вспомогательных компонентов, да механические ключи будут препятствовать этому. Не стоит забывать и о несовместимости на электрическом уровне.

Механизм крепления систем охлаждения остался неизменным, поэтому сохранилась совместимость с уже существующими кулерами для сокета 2011. При выборе следует разве что учитывать возросший уровень тепловыделения процессоров.

Материнские платы для Haswell-E оснащены не только разъемом LGA2011-v3, но и наконец-то получили новый набор логики Intel X99 Express, который в отличие от предыдущего Intel X79 получил поддержку всех современных интерфейсов (ранее реализовывалась установкой дополнительных контроллеров на плату):

• 10 портов SATA 6 Гбит/с, распределенные по двум внутренним независимым контроллерам (RAID поддерживается только одним из них, поэтому при помощи Х99 в массив можно объединить максимум 6 дисков)
• технология Flex I/O позволяет комбинировать SATA-порты и чипсетные линии PCI Express в интерфейсы M.2 и SATA Express.
• 14 портов USB: восемь USB 2.0 и шесть USB 3.0

Кроме того, в некоторых материнских платах появится поддержка высокоскоростного интерфейса Thunderbolt 2 с пропускной способностью до 20 Гбит/с. Для его реализации будут использоваться не чипсетные возможности, а процессорные линии PCI Express. Интерфейс М.2 также может быть реализован аналогичным образом. Поэтому необходимо быть внимательным при выборе материнской платы в том случае, если планируется использование мульти-GPU конфигурации, а именно проверять схему распределения линий PCIe. Для работы PCIe-слотов по формуле 8x/8x/8x/8x/8x на плате должен быть установлен дополнительный тактовый генератор.

Связь между чипсетом и процессором по-прежнему осуществляется по шине DMI 2.0 с пропускной способностью 20 Гбит/с в каждую сторону. На сегодняшний день этого уже недостаточно.

На схеме заметно и еще одно изменение, которое не могло не привести к необходимости замены процессорного сокета: процессоры Haswell-E стали первыми поддерживать память DDR4. Причем не просто поддерживать, а работать исключительно с ней.

DDR4 SDRAM

Отличительными особенностями DDR4 стали: увеличение пропускной способности и емкости модулей памяти, уменьшение энергопотребления и повышение надежности работы всей подсистемы памяти. Внешне она практически не отличаются от DDR3, но со старыми разъемами не совместима. Изменилось расположение механического ключа, контакты стали располагаться ближе друг к другу, а их количество стало равным 288.

Не будем вдаваться в архитектурные особенности памяти, отметим лишь, что теперь стали использоваться группы банков, увеличилось их число, и уменьшился размер строк, благодаря чему удалось добиться лучшего распараллеливания и увеличения скорости обработки поступающих запросов.

Увеличение внутреннего параллелизма на уровне банков и стало основой для роста частоты DDR4 SDRAM. Несмотря на то, что ядра любой SDRAM-памяти,  в том числе DDR4, работают на частоте от 100 до 266 МГц, частота внешнего интерфейса у DDR4 находится в пределах 1600 – 3200 МГц, а в перспективе нацелена на 4266 МГц. Правда, ценой тому стало увеличение латентности. На сегодняшний день процессоры Haswell-E официально поддерживают DDR4-2133 с таймингами 15-15-15. Без разгона процессора максимальная гарантированно работающая частота DDR4 будет ограничена величиной 2666 МГц, а более высокие скорости доступны только при смене частоты базового генератора с номинальных 100 МГц на 125 МГц.

Еще одна заманчивая перспектива в развитии DDR4 – рост объема модулей вплоть до 128 ГБайт, для обычных нерегистровых планок – до 16 Гбайт. На данный же момент пока выпущены модули объемом 4 и 8 ГБайт.

Уменьшение энергопотребления DDR4 SDRAM достигается в основном за счет понижения напряжения питания до 1,2 В. Некоторые же модели, ориентированные на  оверклокерские системы потребуют более высокого напряжения  (1,35 В).

Сравнение характеристики и производительности

Прежде чем переходить к анализу производительности Haswell-E, предлагаем ознакомиться со сравнительной таблицей основных характеристик.  

Изучая результаты тестов, которые несложно найти на таких сайтах как ixbt.com, thg.ru, fcenter.ru, 3dnews.ru, можно сделать вывод, что Haswell-E обладает вполне достойным потенциалом и станет отличным приобретением, но только для тех, кто действительно знает в какое русло направить всю их мощь.  Особенно это касается флагманской 8-ми ядерной модели.

Несмотря на более низкие частоты 8 ядер флагмана показали превосходство в пределах от 20 до 40% в приложениях оперирующих большими объемами данных, в том числе с графической информацией или видео:

• сжатие и шифрование данных
• построение трехмерных изображений
• выполнение сложных сценариев в графических редакторах
• пакетная обработка тяжеловесных фото
• перекодирование Full HD видео с помощью кодека H.264 и т.д.

Не хуже оказались и Core i7-5930K, способный стать достойной заменой Core i7-4960X, и  Core i7-5820K, сравнимый по быстродействию с Core i7-4930K.

Что касается игровой производительности, то разница между поколениями оказывается незначительной (в пределах 10-15 fps). Все-таки игры в большей степени зависят от графической составляющей ПК. На данный момент лишь некоторые из них способны нагрузить более чем 4 процессорных ядра, поэтому в ряде игровых тестов в лидерах оказался 4-х ядерник Core i7-4790K благодаря высокой тактовой частоте.

В целом же, если смотреть на новые процессоры непредвзято, то опять-таки возникает двоякая ситуация. С одной стороны мы имеем несколько существенных нововведений: внедрение поддержки памяти DDR4, появление новой системной логики, переход на новый сокет. Но, изменение сокета – это скорее необходимость чем, новшество, а от старого чипа X79 еще при появлении Ivy Bridge-E «попахивало тленом», так что Х99 – скорее «работа над ошибками». На данный момент Intel Core i7-5960X Extreme Edition по праву считается лучшим решением в верхнем ценовом сегменте даже, несмотря на пониженные частоты, которые в умелых руках могут вырасти процентов на 40. Однако стоимость перехода на него слишком высока. Для кого-то она окажется оправданной, для кого-то абсолютно бессмысленной.

Наличие и цену уточняйте здесь.
Весь ассортимент представлен здесь.

Использованы материалы сайтов:
fcenter.ru
www.thg.ru
www.3dnews.ru
www.ixbt.com