На плющевом мосту

Этой весной компания Intel выпустила на рынок очередное поколение процессоров. Как известно,  Intel  предпочитает поочередно совершенствовать микроархитектуру своих устройств и технологический процесс производства микросхем. Нынешнее поколение ЦП производится по свежему техпроцессу с проектной шириной затвора  транзистора,  равной 22 нм. Впрочем, эти транзисторы отличаются от старых не только размерами затвора. Инновация получила от Intel имя Tri-Gate. Впервые она была успешно применена еще в 2009 г. в микросхемах оперативной памяти, но до процессоров добралась лишь теперь.

Схематическое сравнение традиционного планарного транзистора (слева)
 с выполненным по технологии Tri-Gate. Толщина этих «плавников» всего
50--60 атомов, у основания они чуть шире, чем сверху

Что представляет  собой Tri-Gate,  несложно объяснить на пальцах. Современные полевые транзисторы имеют структуру из трех компонентов: металлического затвора, полупроводника и разделяющего их диэлектрика. В транзисторах старого типа затвор контактирует с плоской поверхностью полупроводника, называемой каналом. Инженеры Intel научились выращивать на этой поверхности оребрение, тем самым увеличивая площадь соприкосновения в несколько раз. Благодаря этому  уменьшаются  ток утечки канала в закрытом состоянии, а также минимальное напряжение открытия затвора  и задержка переключения. Иначе говоря, благодаря Tri-Gate процессоры станут еще более энергоэффективными и смогут работать на более высоких частотах. Ожидается, что в ближайшие годы эту технологию освоят и другие производители микросхем.

Что же до функциональных особенностей процессора, то его ключевая часть -- ядра и  кеш-память --  были перенесены на новый техпроцесс лишь с незначительными доработками. Процессор Core i-7 3770K, который мы протестировали, по характеристикам похож на модель Core i7-2700K предыдущего поколения  вплоть до номинальных тактовых  частот. Их  производительность в тестах, выполняющихся на ядрах х86, одинакова.  Причем  стоит Core i-7 3770K всего на 20 долл. дешевле своего предшественника. Благодаря переходу на новый техпроцесс на процессорном разъеме LGA1155 был снижен потолок энергопотребления -- 77 Вт. Старшие процессоры семейства Sandy Bridge потребляли по 95 Вт. Площадь кристалла была уменьшена с 216 до 160  мм ² , а  число транзисторов увеличилось с 1,16 до 1,4 млрд. На что был потрачен этот бюджет транзисторов? Давайте разберемся в главных функциональных блоках процессора по порядку.

Интегрированный графический ускоритель

Новый графический ускоритель Intel HD Graphics был обновлен для младших моделей Ivy Bridge до версии 2500, для старших -- до 4000. Оба они отличаются поддержкой новых программных интерфейсов, таких как DirectX 11 и OpenCL. Так что теперь можно будет не только  играть в современные игры,  но и во всю использовать  ее  для вычислений иного рода. По частотам новые графические ускорители слегка уступают Sandy Bridge, их рабочая частота изменяется в пределах от 650 до 1150 МГц, в то время как ускорители предыдущего поколения работали на частотах  850--1350  МГц.   Intel описывает  графические  процессоры иначе, чем это принято у остальных производителей, поэтому о числе шейдерных и текстурных блоков не сообщается. Известно лишь, что младшая модель ускорителя (2500)  имеет, как и предшествующая,  6 исполнительных модулей (EU -- Execution Unit), а в старшей модели их число увеличено с 12 до 16.  

Архитектура ГП была переработана, благодаря чему нам обещают двукратный прирост производительности в 3D. Мы проверили это утверждение на примере синтетического теста 3DMark Vantage, сравнив процессоры разных поколений. Как видите,  новое  поколение ГП и правда ощутимо быстрее старого. Пожалуй, его хватит для не самых ресурсоемких игр, хотя бы при минимальных настройках детализации. Впрочем, для любителей игр куда полезнее будет другой функционал ГП, а именно технология Intel Quick Sync, обеспечивающая быстрое транскодирование видео силами ГП. Процессор справляется с этой работой на удивление быстро. Например 4-мин ролик с битрейтом видеопотока в 23 Мбит/с был перекодирован им для просмотра на планшете всего за 24 с, в то время как у видеоплаты Radeon HD 7970  это заняло  1  мин  23 с. К сожалению, в существующих программах для транскодирования видео невозможно задать настройки, при которых Intel Quick Sync и оппонент выдавали бы идентичные файлы на выходе, что позволило бы объективно сравнить их производительность. Впрочем, для рутинного перекодирования  файлов  с целью однократного  просмотра  возможностей Quick Sync хватает, поэтому данная функция будет интересна даже владельцам мощных дискретных видеоплат.

Новые ГП позволяют подключать до трех независимых дисплеев. Ценителям передовых технологий будет приятно узнать, что в новых процессорах реализовано аппаратное ускорение декодирования видео  с  разрешением вплоть до  4К (4096x2304 точки).   Кроме того, устранен недостаток процессоров Sandy Bridge, из-за которого возникали проблемы с воспроизведением фильмов с правильной кинематографической частотой кадров 24 кадр/с.

Системный агент

Любителей разгона обрадует то, что максимальное значение множителя, отвечающего за тактовую частоту ядер в новом поколении  ЦП,  было поднято до 63, так что теперь можно будет разгонять процессоры до впечатляющей частоты 6,3  ГГц,  даже не прикасаясь к базовой. Почему именно  63?  Да просто   это самое большое 6-разрядное число в двоичной системе счисления. Добавление к нему седьмого бита потребовало бы куда более сложного вмешательства разработчиков.

Теперь множитель  графического  ускорителя,  как и множитель  ядер,  можно  изменять  в реальном времени. Поддерживаются профили памяти ХМР версии  1.3. Доступны как  привычные для Intel частоты работы памяти, кратные 266 МГц,  так и  кратные 200 МГц. Это позволяет эффективно использовать абсолютно любые модули памяти. Значение базовой частоты по-прежнему равно 100 МГц, и  оно  почти не подлежит регулировке.

Обещанная Intel толерантность к изменению базовой частоты составляет +/-7 МГц,  что, однако,  достижимо не на каждой системной плате.

Контроллер оперативной памяти

Двухканальный контроллер памяти почти не изменился. Паспортное значение поддерживаемой частоты памяти было поднято с 1333 до 1600 МГц, хотя на деле процессор прекрасно справляется и с более быстрыми модулями. Максимально достижимая частота памяти при базовой в 100 МГц теперь составляет 2667 МГц.

Контроллер шины PCI Express

Главное по значимости отличие  процессора  Core третьего поколения -- внедрение шины PCI Express версии 3.0. Она обеспечивает вдвое большую пропускную способность на линию, чем предыдущая версия. Благодаря  этому,  даже на недорогой платформе LGA1155 можно будет собирать системы с двумя-тремя  игровыми видеоплатами. Наш  прошлый  опыт показывает, что минимальные ограничения  производительности  возникали при подключении видеоплат через  восемь  линий PCI Express 2.0. Стало быть,  если учесть ускорение  шины, 16-линейный контроллер процессоров Ivy Bridge должен уверенно справляться как минимум с двумя игровыми видеоплатами. Предусмотрена возможность разделения линий шины не только в конфигурации х8 + х8, но и  в  х8 + х4 +х4. Правда, отмечается, что последняя предназначена в основном для подключения контроллера нового периферийного интерфейса Thunderbolt, которому как раз  и требуются четыре  линии PCI Express. У представленных в этом обзоре плат с тремя полноразмерными разъемами расширения нижний разъем подключен не к процессору, а к РСН, т.е. работает со скоростью PCI Express 2.0. Возможно, со временем на рынке появятся и платы с тремя полноценными разъемами. Впрочем, для мощной игровой системы с тремя видеоплатами куда больше подходит платформа LGA2011.

Чипсеты

Вместе с процессорами третьего поколения была выпущена новая серия из шести чипсетов под платформу  LGA1155, три  из  которых,  Z77, Z75 и H77, ориентированы на домашние ПК. Главное их отличие друг от друга --  возможность  подключения трех, двух и одной видеоплаты соответственно. Кроме того, чипсет Z75 не поддерживает технологию Intel Smart Response, позволяющую ускорить работу жесткого диска  кешированием  данных на быстром SSD.  Так же,  как и предыдущее поколение, новые чипсеты обеспечивают восемь линий PCI Express 2.0, два порта SATA 3, четыре порта SATA 2.  Кроме  того, в РСН теперь встроен контроллер скоростного интерфейса USB 3.0 на  четыре  порта, поэтому о контроллерах сторонних производителей можно забыть.

Системные платы и процессоры разных поколений совместимы между собой.  Правда,  на системных платах с чипсетами 6-й серии контроллер шины PCI Express новых ЦП  может  работать на пониженной частоте, за исключением поздних моделей плат, снабженных высокоскоростными мультиплексорами, необходимыми для распределения линий между несколькими разъемами расширения.

Intel DZ77GA-70K

Некоторое время назад компания Intel изменила свое позиционирование на рынке системных плат для настольных ПК и стала применять для привлечения  потребителей  тот же подход, что и остальные компании, чья продукция пользуется спросом. Началось все с изменения оформления, но  посмотрите на  последнее поколение их плат. Intel неожиданно вспомнила об устаревших интерфейсах PS/2 и PCI. На плате  распаяны  восемь портов SATA, индикатор POST-кодов и кнопки включения/перезагрузки системы. Внизу платы  размещен  ряд светодиодных  индикаторов,  наглядно показывающий все стадии инициализации системы вплоть до старта загрузки ОС.  Главное же  преимущество этой платы -- интерфейс системы UEFI. Если почти все остальные производители осуществили переход с текстового на графический интерфейс лишь номинально, то разработчики Intel извлекли из этого максимальную практическую пользу. Интерфейс умеет строить графики температуры в реальном времени, да и настраивать систему будет удобно даже тем, кто привык ориентироваться  на  привычном синем экране BIOS c закрытыми глазами.

Плата DZ77GA-70K успешно стартовала с  четырьмя  модулями памяти  DDR3-2133,  что под силу далеко не каждой современной плате.  Есть у DZ77GA-70K  и  недостатки.  Нижний 4-линейный слот расширения подключен  вовсе  не к процессору, а к линиям PCI Express 2.0 микросхемы РСН. Кроме того, что  подключать  видеоплату к такому разъему расширения неразумно,  разработчикам пришлось  из-за  него разводить периферийные контроллеры к микросхеме РСН через коммутатор PLX  PEX8606. А это  чревато падением пропускной способности одного из портов Ethernet или SATA.

Asus Sabertooth Z77

Необычный  вид  придает этой плате пластмассовый кожух, который  помогает более эффективно распределять потоки    воздуха от вентилятора между нагревающимися  компонентами платы. Посадочное место под вентилятор расположено на задней панели,  для того  чтобы он  снаружи  втягивал в корпус холодный  воздух.  Предусмотрен даже фильтр, дабы под кожух платы не набилось пыли.

На задней панели есть кнопка сброса настроек BIOS.   Sabertooth отлично справилась с быстрой памятью. C  нижним  разъемом расширения у этой платы та же проблема, что и у  вышеописанного  устройства    Intel: он подключен не к процессору, а к микросхеме РСН.

Asus P8H77-M PRO

Компактная системная плата на  базе чипсета  Intel H77 Express имеет два  полноразмерных  разъема расширения,  хотя,  казалось бы, не должна. Второй разъем, как  несложно  догадаться, подключен к  микросхеме  РСН. На плате есть разъем для  подключения  гнезда «ископаемого» интерфейса LPT, что наверняка обрадует  определенную  часть пользовательской аудитории.

В отличие от более дорогих плат, эта не смогла запуститься с четырьмя высокоскоростными модулями памяти DDR3-2133. Не лишним был бы и один порт PCI.

ECS Z77H2-A2X

Плата компании ECS имеет всего два  полноразмерных  разъема расширения. Что  же, это  хотя  бы  честно. На плате  размещены  индикатор POST-кодов и кнопка для запуска/перезагрузки системы, а также разъем Mini PCI Express, подключенный к порту  SATA. Он предназначен  для  подключения  миниатюрного SSD  формфактора  mSATA. Кроме того, плата снабжена адаптерами Wi-Fi и Bluetooth.

Как и положено плате этой ценовой категории --Z77H2-A2X -- все четыре ее разъема DIMM совместимы с быстрой памятью.

Gigabyte GA-B75-D3V

Эта плата основана на чипсете Intel B75 Express, который  вообще-то  предназначен для корпоративного сектора. Но, возможно,  эта недорогая  плата подойдет и для простенького  домашнего  компьютера. На ней есть разъем для подключения SSD формфактора mSATA, а вот технологию Intel Smart Response этот чипсет не поддерживает. Система охлаждения на полевых транзисторах, питающих процессор, отсутствует, так что ни о каком разгоне  и  речи быть не может. Даже частота памяти в настройках UEFI здесь не поднимается выше паспортных 1600 МГц.

Несмотря на все это, базовый функционал реализован вполне  удовлетворительно  и даже имеются дополнительные бонусы, например порты PCI, которые поддерживаются чипсетом В75, а также СОМ-порт.