В уходящем 2007 году, компания Intel подготовила пользователям довольно приятный сюрприз:запустила в производство новую серию процессоров выпущенных по 45 нм техпроцессу.Любая смена техпроцесса является очень удачным моментом для обновления структуры процессорного ядра.Дело в том, что любое ядро (не важно какое - это может быть видео, процессор, чипсет, звуковой процессор и пр.) не является совершенным, в нем есть ошибки, недоработки, а также нереализованные(по многочисленным соображениям) возможности. Ошибки (за исключением очень серьезных, которых уже не былогода три-четыре) пользователь не видит: они обходятся на уровня чипсета и BIOS материнской платы.И как только стало известно о переходе Intel на 45нм техпроцесс, все стали ожидать обновлениеядра Conroe. И Intel оправдала ожидания - представила новое семейство процессоров под названием Penryn,которое включает 4-ядерное ядро Yorkfield и 2-ядерное Wolfdale.

Ядро Conroe является на сегодняшний момент наиболее совершенным и "продвинутым", и процессорына нем легко обходят единственных конкурентов из AMD. Поэтому вполне понятна позиция Intel, которая не стала изменять принципиальную архитектуру Core, а ограничилась только модификацией.Итак, что же изменили и добавили инженеры Intel. Во-первых серьезно ускорено выполнение операцийделения (как целых, так и вещественных чисел). Модифицированный блок деления получил название Fast Radix-16 (у семейства Core аналогичный блок назывался Radix-4). Результат - за один проходновый блок обрабатывает 4 бита вместо двух.Вообще-то, программисты по традиции продолжаютизбегать операций деления, как относительно медленных, заменяя их умножением. То же самое делаюти различные компиляторы. Но в любом случае, любое ускорение операций деления пойдет на пользуобщей производительности процессора. К тому же, операции извлечения квадратного корня не так-то просто обойти,а именно тут Penryn работает гораздо быстрее Conroe.

Еще у Penryn серьезно модифицирован блок отвечающий за исполнение потоковых команд. На этот шагинженеры Intel пошли, поскольку в новых процессорах реализован дополнительные набор инструкций SSE4.1.Наибольшие изменения коснулись блока перестановок, который осуществляет битовые перестановки в 128-битных регистрах.Теперь такие операции как упаковка, распаковка, сдвиг упакованных значений, вставка выполняются в соответствующем регистревсего за один такт. В результате блок перестановок получил название Super Shuffle Engine, а его использованиедает практически двукратный рост производительности при выполнении потоковых инструкций. Сам набор потоковых команд SSE4.1 включает 47 новых инструкций, которые значительно облегчают жизнь программистам при разработке программного обеспечения связанного с обработкой потоковой информации.Это могут быть задачи видео и аудио кодирования, научные задачи и трехмерная графика.

А сейчас попытаемся разобраться, что все это дает простому пользователю.Итак, обычный домашний пользователь никакой разницы в скорости между процессорами Core и Penrynне заметит. Да, Penryn работает чуть быстрее за счет более "зрелой" архитектуры, но в обычном,неоптимизированном программном обеспечении эта разница будет составлять несколько процентов.Другое дело - оптимизированное ПО. Для начала оптимизация под многоядерность. Если она есть,то прирост производительности 4-ядерного процессора по сравнению с условным одноядерным (работающемна такой же частоте, и имеющий ту же архитектуру) может колебаться от 200% до 400%!А оптимизация под использование инструкций SSE4.1 обеспечивает преимущество Penryn над Coreдо 30% при одной и той же частоте.

Единственный вопрос - где все это оптимизированное ПО? Среднестатистический пользователь с таким,к сожалению, не сталкивается. Да и сами программисты не горят желанием тратить ресурсы на решение подобныхзадач.

Однако, на компьютере не только играют - на нем еще иногда и работают. Здесь ситуацияс оптимизацией получше. Соответствующие дополнения есть в разнообразных графических редакторах (различные 3DMax, POV-ray и Photoshop CS),в программах обработки видео (DivX, Microsoft Media Encoder). Например DivX 6.7 уже сейчас поддерживает SSE4.1. Это значит, что перекодируя утром фильм для последующего просмотра его на мобильном устройстве, обычный студентсэкономит время, и таки успеет на первую пару. Еще значительный выигрыш будет заметен в программахархивирования (например WinRAR). Но кроме таких программ, большая часть другого ПО используетсжатие данных - например все последние игры на движках ID Software хранят массу файлов в видесжатых файлов-контейнеров. Иными словами - загрузка определенных игр и переход между уровнями будетпроисходить заметно быстрее.

Стоит подчеркнуть еще один момент. Новые процессоры Penryn лучше всех своих предшественников не только за счетусовершенствований, но и за счет собственно 45 нм техпроцесса. Напряжение ядра стало меньше,тепловыделение меньше, а потенциал тактовой частоты - выше. Однако, Intel не спешит наращиватьчастоты: известно только о запланированном достижении частот 3,0 - 3,33 ГГц. А возможно припереходе на 400МГц шину, мы увидим процессор с частотой 3,6 ГГц. Но это будет к концу 2008 года.Именно до этого срока запланировано время жизни семейства Penryn, после которого на сценепоявится совершенно новая архитектура Nehalem со встроенным контроллером памяти (топовые процессоры будутиметь 8 ядер и одновременно исполнять 16 потоков!). Тогда жеIntel точно перейдет на 32 нм техпроцесс, а AMD, может быть, порадует сообщением о успешном освоении 65 нмтехпроцесса.

Конечно же 45 нм техпроцесс порадует оверклокеров, как только они получат в рукипервые такие процессоры. Потенциал ядра выше - значит можно разгонять сильнее;тепловыделение процессоров меньше - значит можно подать более высокое напряжение (на том же самом кулере),и опять же разогнать еще сильнее. Осмелюсь даже предположить, что тактовая частота = 4 ГГцуже не будет считаться "достижением", как происходит сейчас с 65 нм процессорами Core.

Однако, преимущества 45 нм техпроцесса не ограничиваются радостью оверклокеров. Он позволяетинженерам Intel уменьшить физические размеры ядра, что означает снижение его себестоимости (т.е.на одной пластине можно "вырастить" большее количество ядер). Снижение себестоимости никак не касаетсяпользователей - они получают процессоры по стандартным, фиксированным ценам. Но! Покупаяпроцессор семейства Penryn (Yorkfield или Wolfdale) пользователь получает не 4 мегабайта кеш-памяти второго уровня (как у Conroe), а 6 мегабайт на каждом из чипов. Т.е. у тестового процессора QX9650, которыйвключает два Wolfdale общий объем кеша L2 = 12 Мб,и именно это значение будет указано во всех спецификациях и прайс-листах. Кстати, о цене - QX9650 будет продаваться по цене в 1000$.

И что самое интересное, даже с большим объемом кеша, физические размеры Wolfdaleзаметно меньше чем у Conroe: 107 кв. мм. против 143 кв. мм! Причем у Wolfdale на этой площади расположено410 миллионов транзисторов, а у Conroe - "только" 291 миллионов.

Получается, что Yorkfieldсодержит почти миллиард транзисторов (820 или 2 х 410), или примерно миллион транзисторов на $1 (для QX9650)! Более терпеливые приобретут транзисторы дешевле: в через 6-8 недель выйдет процессор Q9450 (Yorkfield) с тактовой частотой 2,66 ГГц по цене ~$316.

Больший объем кеша L2 положительно повлияет на скорость работы ПО, производительность которогозависит от этого фактора. Однако кеш L2 у Penryn стал несколько медленнее, чем у Conroe.Впрочем, инженеры Intel отчасти компенсировали этот недостаток функцией Split Load Cache Enhancement.

Что касается типичного тепловыделения, то для тестового процессора QX9650 оно равно 130 Вт.Больше будет выделять только QX9770, у которого TDP будет равно 136 Вт, что вполне приемлемодля частоты 3,2 ГГц. Эта модель появится в первом квартале 2008 года по цене ~$1400.

Впрочем, до 2008 года еще полтора месяца, а сейчас первым и пока единственным представителем нового семейства Penryn является процессор Core 2 Extreme QX9650с тактовой частотой 3 ГГц, который содержит четыре ядра и работает на частоте FSB = 333 МГц (1333 QPB).

Внешне новинка совершенно обыденная, просто еще один LGA775-процессор. Причем дажеиз маркировки нет возможности определить начинку под теплораспределителем (собственно как и у всехдругих инженерных семплов Intel):

Если крышку снять, то мы обнаружим два двухъядерных чипа Wolfdale, на каждом из которыхустановлено по 6 Мб кеш-памяти второго уровня (общий объем кеша L2 = 12 Мб).

На обратной стороне процессора мы можем обнаружить несколько отличную конфигурация конденсаторов.

Утилита CPU-Z предоставляет следующую информацию:

Теперь, на основании предварительной информации, составим таблицу с характеристикамипроцессоров семейства Penryn.

Исходя из таблицы, мы можем сделать несколько умозаключений. Во-первых, Intel оставилав наименовании процессоров раскрученную марку Core 2 (Duo/Quad/Extreme), что, в принципе правильно,поскольку семейство Penryn является производным от семейства Core.Во-вторых, Intel значительно сократила шаг частоты между различными моделями, с помощью дробныхмножителей. Трудно припомнить, когда последний раз Intel использовала таким множители.В третьих, почти все процессоры семейства Penryn имеют частоту FSB = 333 МГц (т.е. 1333 QPB), и соответственнопотребуют современную материнскую плату. И только модель Core 2 Extreme QX9770 будет работать на FSB = 400 МГц(1600 QPB), что потребует материнскую плату на X38 или очень качественную плату на P35 (хотя Intel будетутверждать, что единственным возможным вариантом является плата на X48, который выйдет одновременно с QX9770).

Отдельно отметим модель E8190, которая по всем характеристикам соответствует E8200,но не поддерживает технологии виртуализации. Впрочем, пользователю сэкономить не удастся: рекомендованныецены для E8190 и E8200 одинаковы, и равны ~$163. Кстати, похожая ситуация наблюдается и с процессором E6540, который соответствует E6550, но не поддерживает технологию Intel TXT (Intel Trusted Execution Technology).

Разгон

Несколько слов о разгоне. Прежде всего нужно отметить, что мы тестируем экстремальную версиюпроцессора (т.е. Extreme Edition), у которой множитель разблокирован. Это дает нам возможностьподойти к предельной частоте конкретного экземпляра с помощью обычного увеличения множителя. Так мы и поступили, и достигли частоты 4 ГГц.

Правда, для стабильной работы на такой частоте, напряжение питания пришлось увеличить до 1,45 В.Первоначально данная частота нас несколько разочаровала - честно говоря, мы ожидали большегоот 45 нм техпроцесса. Но с другой стороны - перед нами 4-ядерный процессор, а значит его потенциалразгона будет меньше, чем у 2-ядерного (это хорошо видно на примере Kentsfield). Следовательно,серийные 2-ядерные процессоры Wolfdale должны легко брать частоту 4 ГГц. А если учесть то, чтоIntel наверняка один-два раза обновит степпинг, то можно ожидать и более высоких частот.

Что касается тепловыделения, то благодаря более "тонкому" техпроцессу, компании Intel удалосьснизить реальное тепловыделение на четверть под нагрузкой, и почти на половину в состоянии покоя.Причем отметим, что в состоянии покоя работают все, уже известные технологии энергосбережения,такие как Enhanced Halt State (C1E) и Enhanced Intel SpeedStep, и никаких новинок в этой областиIntel не представила. Они собственно и не нужны, поскольку Intel не изменила требованияк системе охлаждения, которая должна справляться с типичным уровнем тепловыделения процессора(TDP) = 130-136 Вт. Иными словами, Intel создает себе изрядный запас в плане тепловыделения процессоров,и при необходимости может выпустить модели с большими частотами (например 3,33 ГГц и 3,6 ГГц).

Производительность

В тестовой системе было использовано следующее оборудование:

Первоначально мы сравним производительность процессора Core 2 Extreme QX9650 на ядре Yorkfieldс процессором Core 2 Extreme QX6700 на ядре Kentsfield. Но к сожалению, процессор QX6700сейчас трудится на видео-стенде, и поэтому мы решили использовать разные платформы.Если QX6700 тестировался с памятью DDR2, то QX9650 мы уже протестируем с памятью DDR3,и тем самым увидим, какую пользу принесет этот вид памяти, с учетом того, что частотаFSB повысилась с 266 МГц (Kentsfield) до 333 МГц (Yorkfield). Понятно, что данное сравнениебудет оценочное и покажет общий рост производительности high-end системы за год.К тому же, мы можем спрогнозировать, что наибольший прирост мы получим в таких приложенияхкак WinRAR и Quake4 (т.е. того ПО, скорость которого зависит от пропускной способности памяти).

Только посмотрите на рост производительности в Quake4: одно ядро из четырех у процессора Yorkfield на частоте 3,0 ГГцобеспечивает такую же скорость, как все четыре ядра процессора Kentsfield разогнанного до 3,45 ГГц. Невероятно?Вовсе нет: просто Kentsfield упирается малую пропускную способность DDR2, а если этот же Kentsfield поставить на плату с DDR3, да еще и увеличить FSB до 333 МГц, то мы получим практически такую же производительность как и Yorkfield.

Однако количество программных приложений с такой явной зависимостью от ПСП крайне мало.С другой стороны, если пользователь нашел где-то $1000 на процессор, то он с легкостью может найтитам же и $500 за комплект памяти DDR3. Что касается 2-ядерных процессоров, то это уже другая ценовая категория, и мы не советуем приобретать DDR3 для систем с такими процессорами.

Теперь переходим к стандартному набору тестов, на единой платформе.

Перед нами исключительно синтетические приложения, которые демонстрируюттеоретическую производительность.

Теперь тесты игровых приложений.

.

Выводы

Самое главное: семейство процессоров Penryn является эволюционным развитием семейства Core,причем благодаря 45 нм техпроцессу практически все характеристики улучшены (кроме скорости доступа к кешу L2).Иными словами, процессоры Yorkfield и Wolfdale лучше своих предшественников (Kentsfield и Conroe соответственно),и естественно будут пользоваться успехом. Слагаемые успеха просты: модифицированное ядро Conroe + поддержкаинструкций SSE4.1, более "тонкий" 45 нм техпроцесс (лучше разгон, меньше тепловыделение) и увеличенныйобъем кеш памяти второго уровня (до 6/12 Мб).

И главный вопрос - когда эти процессоры можно будет купить? Если не брать в расчетверсию Extreme Edition, то купить двух и четырехъядерные процессоры семейства Penryn, предположительно, можно будетв начале 2008 года.

Источник: 3DNews

• Intel Core 2 Extreme QX6850: первые впечатления:
• Нужна ли нам многоядерность, и вреден ли разгон процессора?
• Настольные процессоры: предварительные итоги второй половины 2007 года