Кремниевый богатырь

После  того  как в самом начале 2011  г.  компания Intel выпустила на рынок первые процессоры Core второго поколения на основе микроархитектуры Sandy Bridge, высокопроизводительная платформа LGA1366 почти утратила свою актуальность для игровых ПК. Превзойти по производительности Sandy Bridge могли лишь  шестиядерные  процессоры под LGA1366, стоимость системы на основе которых была куда больше, чем у аналогичной по функциональности  под   LGA1155. В  то же время  чипсет X58 Express  по-прежнему  оставался единственным решением Intel для настольных ПК, позволяющим эффективно строить массивы из трех и более видеоплат.
Наконец, к концу 2011 г. Intel представила новую платформу, состоящую из чипсета X79 Express и семейства процессоров Sandy Bridge-E под новый процессорный разъем LGA2011. Кроме того что Sandy Bridge-E в настоящее время являются самыми быстрыми процессорами для настольных  ПК,  они примечательны  еще и  тем, что это, видимо,  последнее семейство процессоров Intel, производящееся по 32-нм техпроцессу.

Модельный ряд и функциональность 
Сейчас  в продажу поступили два шестиядерных  процессора  с индексами Х и К. Весной 2012 г. ожидается бюджетная модель Intel Core i7-3820 с четырьмя ядрами. Технические харктеристики этого процессора уже известны, но официальной информации о розничной цене пока нет. По данным из неофициального  источника,  Core i7-3820 будет стоить  350--400  долл., что сделает платформу LGA2011 более доступной.
Одна  из двух основных «фишек» новых процессоров  --  поддержка новой шины PCI Express 3.0, видеоплаты под которую не заставили себя долго ждать. Вполне вероятно, что к моменту публикации этой статьи AMD Radeon HD 7970 уже появится в российских магазинах. Шина PCI Express 3.0 работает быстрее предыдущей версии, совершая 8 млрд. операций передачи данных в секунду вместо 5 млрд. При этом, благодаря оптимизации алгоритма канального кодирования, пропускная способность  удвоилась,  и  теперь она  составляет 1 Гбайт/с на линию.
Контроллер, встроенный в процессор, имеет 40 линий, которые при необходимости могут обеспечивать до  10  портов расширения. Обычная конфигурация для настольных ПК -- два порта х16 и один х8.
Внимательный читатель помнит, что важная особенность микроархитектуры Sandy Bridge -- применение кольцевой шины для связи модулей процессора между собой. Именно благодаря ей латентность оперативной памяти у процессоров Core второго поколения значительно меньше, чем у основанных на предшествующей микроархитектуре Nehalem. Иными словами, число циклов, расходуемых на операцию чтения или записи уменьшено, благодаря чему выросла пропускная способность. Первые процессоры Core второго поколения, оснащенные двухканальным контроллером ОЗУ, в синтетических тестах показывали пропускную  способность,  близкую к результатам процессоров под разъем LGA1366 с трехканальным контроллером. В процессорах семейства Sandy Bridge-E контроллер памяти уже  четырехканальный. К каждому из каналов можно подключить по одному модулю памяти DDR3 емкостью до 8 Гбайт.
Официально поддерживается память с рабочей частотой до 1600 МГц, но доступны и более высокие множители. Сразу понятно, что показатели пропускной способности у такого контроллера будут рекордными для настольных систем. Кроме того, увеличен объем  кеш-памяти  третьего уровня, которая теперь именуется LLC(Last Level Cache). Если у процессоров под разъем LGA1155 он не превышал 8 Мбайт и имел 12 рядов ассоциативности, то у Sandy Bridge-E объем  кеша  составляет от 10 до 15 Мбайт с 20 рядами ассоциативности.
Технология Turbo Boost версии 2.0 перекочевала в новое семейство ЦП без изменений. А вот чего Sandy Bridge-E лишили, так это фунции Quick Sync, позволяющей очень быстро транскодировать видео, используя для этого специализированный вычислительный блок, расположенный в графическом ускорителе. Разумеется, процессору, ориентированному на экстремальные игровые системы, встроенный графический ускоритель  ни к чему,  хотя Quick Sync, возможно,  и не оказался бы лишним.
Как  и все последние платформы Intel для настольных  компьютеров, LGA2011  состоит из двух микросхем:  процессора (в  который интегрирован теперь не только контроллер памяти, но и контроллер шины PCI Express) и микросхемы  PCH (Platform  Controller Hub),  заменяющей  собой северный и южный мосты.
Чипсет X79 Express не особо радует функционалом.  Так же как  и РСН предыдущего поколения, Х79 обеспечивает шесть портов SATA, два из которых могут работать на скорости 6  Гбит/с,  и 14 портов USB 2.0.

Контроллер скоростного интерфейса USB 3.0, к сожалению, отсутствует. Зато микросхема РСН располагает  восемью  линиями PCI Express 2.0, посредством которых производители системных плат смогут развести любые дополнительные контроллеры.

Тестирование производительности
Для  исследования  производительности мы собрали тестовый стенд, состоящий из системной платы ASRock X79 Extreme4, комплекта модулей памяти Kingston  KHX2133C11D3K4/8GX (4  модуля по 2 Гбайт, DDR3-2133, тайминги 11-12-11-30), жесткого диска Western Digital Caviar Blue (WD10EALX), видеоплаты Gigabyte GeForce GTX 560 Ti (GV-N560SO-1GI), блока питания Enermax Revolution 85+ мощностью 850 Вт.

Первым тестом, который мы запустили  сразу после установки на стенд операционной системы,  был бенчмарк  ОЗУ из пакета SiSoftware Sandra 2011. В свое время компания MSI распространила пресс-релиз, сообщающий о рекорде пропускной способности, достигнутом на системной плате Eclipse SLI X58. Поскольку платформа LGA2011 является заменой LGA1366, вполне резонно будет сравнить их результаты напрямую. Так вот, лучший результат, полученный в 2008 г. на процессоре Core i7-965 Extreme с применением экстремального  разгона,  составил 25 Гбайт/с. Сейчас же, запустив  «железо»  с настройками «из коробки»,  мы получили 40 Гбайт/с.
В тесте wPrime,  запущенном  в 12-поточном режиме, процессор Intel Core i7-3960X смог «выбежать» из  5 с.  Полученные нами результаты было бы интересно сравнить с  восьмиядерным  процессором AMD FX-8150. К сожалению, это не вполне объективно, поскольку мы тестировали FX-8150 с медленной памятью DDR3-1333, но в качестве оценочных измерений наши данные вполне годятся. Разность производительности между AMD FX-8150 и Intel Core i7-3930K в среднем составляет 30%, а в одном из  тестов (архиватор  WinRAR 4), процессор AMD умудрился обогнать Core i7-3930K. Вероятно, эта программа еще не оптимизирована под свежие ЦП.

Новая система охлаждения и разгон
Тепловыделение новых процессоров высокое -- 130 Вт. Штатный кулер с трудом справляется с такой нагрузкой. Даже при максимальной скорости вращения  лопастей (3100  об/мин) при работе стресс-теста температурные датчики с разных ядер процессора Core i7-3960X показывали значения  68--72°С. 
На радость любителям  разгона  компания Intel выпустила вместе с новыми процессорами и доступную систему жидкостного охлаждения, совместимую не только с LGA2011, но и с предыдущими процессорными разъемами Intel, вплоть до LGA1366.  Активную систему  охлаждения Intel RTS2011LC  производит компания  Asetek, клиентами которой являются  и  такие  компании,  как AMD, Antec, PNY и Corsair. Продается это продукт по цене менее 100 долл.

Компактная  система жидкостного охлаждения  состоит из теплообменника, в который встроена помпа, и радиатора, устанавливаемого внутри корпуса, на место выдувного вентилятора. Вентилятор диаметром 120 мм вращается со скоростью  800--2200  об/мин. В  целом  система охлаждения шумит в пределах от 21 до 35  дБА.  В качестве хладагента используется пропиленгликоль. Теплорассеивающая крышка процессоров под разъем LGA2011  довольно большая (53х45 мм), но медное основание теплообменника накрывает ее полностью. В качестве термоинтерфейса мы использовали термопасту КПТ-8.
При работе на номинальной частоте с жидкостной системой  охлаждения  ядра процессора прогревались до  56--60°С.  При этом даже на максимальных оборотах СЖО создавала заметно меньше шума, чем штатный кулер.
Системная плата ASRock X79 Extreme4, которую мы использовали в тестовом стенде, имеет восьмифазный преобразователь напряжения, питающий ЦП. Полевые транзисторы охлаждаются сравнительно небольшим радиатором.
Для экспериментов с разгоном мы использовали только «экстремальный» процессор Core i7-3960X. Нам удалось поднять множитель до х46, получив в  результате тактовую частоту, равную  4,6 ГГц. Для сохранения стабильности питающее напряжение ЦП также пришлось слегка поднять. Мы задали значение напряжения в виде разности с номинальным — «+0,125 В». При этом датчик напряжения, встроенный в процессор,  показывал значение в 1,4 В, что лишь на 0,05 В выше верхней границы штатного питающего напряжения. Но и этого оказалось достаточно для стабильной работы. Результаты тестов, приведенные в соответствующей таблице, говорят сами за себя.

***
 Нынешние  цены на процессоры Sandy  Bridge-E таковы,  что  пока  они наиболее интересны для применения не в игровых  системах (за  исключением  ультрадорогих),  а в рабочих станциях. Любителям игр  стоит  дождаться выхода новых процессоров на основе микроархитектуры Ivy Bridge. Скорее  всего,  это произойдет почти одновременно с появлением бюджетного варианта Sandy Bridge-E, во втором квартале  текущего  года.