Не все процессоры Core i7 одинаковы
Если посмотреть на ИТ-индустрию или на автомобильную промышленность, то у продуктов часто исправляют ошибки, вносят какие-либо улучшения или апгрейды во время их жизненного цикла. Автомобили через некоторое время на рынке немного изменяют внешний вид, как раз посередине промежутка между первым выходом и появлением модели-преемницы.
Что касается кремниевых чипов, то здесь мы имеем дело с так называемыми степпингами (stepping), которые часто включают ряд разных улучшений. Когда Intel представила процессор Core i7-975 Extreme, он начал вытеснять 965 Extreme со степпингом C0 более проработанным степпингом D0. Между двумя степпингами мы обнаружили существенные различия.
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
Новый степпинг не всегда даёт большую производительность
Сразу же хотелось бы сказать, что обновление степпинга исправляет известные ошибки, а также часто сопровождается улучшением процесса изготовления. Обычно вносятся какие-то изменения на уровне транзисторов, что позволяет расширить диапазон доступных частот, снизить напряжение в стандартных условиях или даже добавить новые функции.
В результате последние поколения процессоров демонстрируют более высокую эффективность энергопотребления, поскольку они могут потреблять чуть меньше энергии, чем предыдущие степпинги, обеспечивая прежнюю производительность. Впрочем, обновления степпинга редко дают прирост производительности, поскольку за него производители процессоров хотели бы получить дополнительные деньги.
Новый степпинг: больше возможностей
Некоторые другие издания отмечают впечатляющие результаты новых процессоров D0 по сравнению с предыдущим поколением Core i7 на степпинге C0. Мы решили провести сравнение двух процессоров Core i7 Extreme: 3,2-ГГц 965 и 3,33-ГГц 975. Мы выставили частоты обеих моделей на 3,33 ГГц, чтобы напрямую сравнивать производительность, после чего мы действительно обнаружили различия. Затем мы попытались максимально разогнать процессоры в паре с воздушным кулером Zalman CPNS 10X. Наконец, мы провели замеры энергопотребления на самой высокой тактовой частоте, которую могли выдержать процессоры 965 на C0 и 975 на D0 при сохранении стабильной работы.
Материнская плата MSI X58 Pro-E и кулер Zalman CNPS 10X
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
Версия 3.1 материнской платы MSI X58 Pro-E претерпела ряд изменений из-за оптимизации. Данный продукт ориентирован на верхнюю часть массового рынка, но он вряд ли удовлетворит хардкорных энтузиастов, которые используют самые экстремальные техники охлаждения для установки рекордов тактовых частот.
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
Пятифазного стабилизатора напряжения достаточно для питания процессора Core i7 и получения тактовых частот, на которые можно рассчитывать при воздушном охлаждении. Три слота PCI Express позволяют установить три видеокарты. Но из трёх слотов у одного максимальный режим работы составляет четыре линии PCIe, а два других получают по 16 линий каждый.
MSI решила добавить сторонний контроллер для поддержки eSATA и седьмого внутреннего порта SATA. Но только шесть внутренних портов ICH10R SATA поддерживают AHCI и RAID 0, 1, 10 и 5.
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
Кулер: Zalman CPNS 10X
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
Мы уже протестировали новый кулер Zalman и сравнили его с эталонной моделью Intel. Скоро мы опубликуем обзор.
Новый CNPS 10X может существенно снизить температуры CPU независимо от скорости вращения вентиляторов. Другие high-end кулеры тоже можно рассматривать как вариант, но наша тестовая система работала достаточно надёжно и была достаточно мощной, чтобы мы остались с данной конфигурацией.
CNPS10X имеет медный сердечник, при этом поддерживается как автоматическая регулировка скорости вращения вентилятора, так и три разных ручных уровня. Контроллер скорости вращения можно снять с кулера и закрепить внутри корпуса ПК.
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
Core i7 Extreme: 965 (C0) против 975 (D0)
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
Наш первый обзор процессоров Core i7 даст вам все необходимые детали о текущем флагманском продукте Intel. Все процессоры Core i7 содержат четыре вычислительных ядра с 256 кбайт кэша L2 каждое. К ядрам подключён общий кэш L3 на 8 Мбайт, все процессоры поддерживают технологию Hyper-Threading, которая предоставляет операционной системе в два раза больше виртуальных ядер, чем физических. Intel использует эту функцию, чтобы лучше нагрузить 14-ступенчатые конвейеры ядер.
Изначально все процессоры Core i7 выпускались на степпинге C0, который позволил пользователям достичь чуть больше 4 ГГц на воздушном охлаждении или около 5 ГГц на жидком азоте.
Intel официально представила степпинг D0 вместе с процессором Core i7 Extreme 975 с увеличенной тактовой частотой (хотя некоторые энтузиасты смогли найти Core i7-920 на D0 ещё до выхода 975). Сегодня большинство менее скоростных процессоров Core i7 тоже изготавливаются на степпинге D0. Мы рекомендуем обратиться к базе Intel ARK (Automated Relational Knowledgebase) за деталями.
Процессор Core i7-950 доступен только в степпинге D0, поскольку это добавление к линейке появилось недавно. Будьте аккуратными при выборе моделей i7-920, поскольку они есть как в версиях C0, так и D0.
На самом деле вы не найдёте большое количество информации от Intel об изменениях, произошедших при переходе от одного степпинга к другому. Intel вновь неохотно делится информацией и по поводу C0/D0 у процессоров Core i7, считая степпинг незначительным изменением.
 |
Core i7-965 на степпинге C0. Нажмите на картинку для увеличения.
 |
Более эффективный степпинг D0 у Core i7-975. Нажмите на картинку для увеличения.
Core i7-965 (C0) против Core i7-975 (D0) на 3,33 ГГц
Хотя Core i7-965 работает на частоте 3,20 ГГц, мы решили увеличить частоту до 3,33 ГГц, чтобы напрямую сравнить его с моделью Core i7-975 Extreme, частота по умолчанию которой составляет 3,33 ГГц. Поскольку все процессоры Core i7 Extreme можно легко разогнать путём увеличения множителя, да и запас по разгону внушительный, никаких проблем с разгоном мы не обнаружили.
Первое, что мы обнаружили: напряжение процессоров под пиковой нагрузкой различалось.
Core i7-965 Extreme, использующий степпинг C0, работал с эффективным напряжением 1,232 В на частоте 3,33 ГГц.
Между тем аналог Core i7-975 Extreme на D0 требовал чуть меньше: 1,136 В. Разница в 8,45% дала ощутимое влияние на энергопотребление системы, о чём мы ещё поговорим в разделе тестов. Напряжение в режиме бездействия было схожим, хотя мы всё же получили небольшую разницу в энергопотреблении.
Разгон Core i7-965 (C0): 4,0 ГГц
Наш образец Core i7-965 Extreme – тот же самый, который мы использовали для первых тестов Core i7 в конце 2008 года. Поэтому новые образцы могут разгоняться чуть лучше. Мы получили 3,47 ГГц, увеличив множитель со штатного 24x до 26x при базовой частоте 133 МГц.
Следующая ступенька 3,61 ГГц была получена дальнейшим увеличением множителя до 27x. Напряжение Vcore изменять не потребовалось.
Переход на 3,74 ГГц потребовал небольшого увеличения напряжения CPU в BIOS до 1,192 В. Это дало эффективное напряжение процессора 1,280 В, в то время как автоматически выставляемое напряжение 1,176 В давало эффективное напряжение 1,264 В (см. скриншоты выше).
Чтобы получить 3,87 ГГц нам пришлось и дальше увеличивать напряжение до 1,216 В в BIOS, что дало эффективное напряжение 1,296 В (по информации CPU-Z). Однако система работала нестабильно, и нам пришлось ещё сильнее увеличить напряжение до 1,232 В. В итоге мы смогли получить максимальную тактовую частоту 4 ГГц.
Максимальная тактовая частота, на которой мы смогли заставить работать старый Core i7-965, оказалась 4,0 ГГц с эффективным напряжением 1,32 В, которое получалось при выставлении в BIOS 1,232 В. Судья по информации других изданий, из процессоров на степпинге C0 можно выжать ещё на 200-300 МГц больше с воздушным охлаждением.
| Таблица настроек и результатов | ||||||
| Core i7-965 (C0) Разгон | 3334 МГц | 3475 МГц | 3609 МГц | 3743 МГц | 3876 МГц | 4009 МГц |
| Множитель | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 |
| Энергопотребление системы в режиме бездействия | 111 Вт | 111 Вт | 111 Вт | 112 Вт | 113 Вт | 113 Вт |
| Энергопотребление системы под пиковой нагрузкой | 232 Вт | 249 Вт | 251 Вт | 260 Вт | 267 Вт | 276 Вт |
| BIOS Vcore | 1,176 В | 1,176 В | 1,176 В | 1,192 В | 1,216 В | 1,232 В |
| CPU-Z VT | 1,232 В | 1,264 В | 1,264 В | 1,280 В | 1,296 В | 1,32 В |
| PLL | 1,8 В | 1,8 В | 1,8 В | 1,8 В | 1,8 В | 1,8 В |
| Fritz Chess Benchmark | 12126 | 12517 | 12967 | 13392 | – | 13832 |
| Стабильная работа | Да | Да | Да | Да | Нет | Да |
Разгон Core i7-975 (D0): 4,14 ГГц
Напряжение процессора на 3,33 ГГц было существенно ниже в случае модели со степпингом D0, чем у модели C0: 1,136 В против 1,232 В.
Мы не модифицировали напряжение BIOS когда переключали множитель с 25x на 27x для получения 3,6 ГГц. Эффективное напряжение было чуть выше – 1,232 В.
То же самое мы получили и на 3,74 ГГц. Мы не изменяли напряжение в BIOS, но утилита CPU-Z показала нам 1,240 В. Помните, что когда мы выставляли такую частоту на нашем образце C0, то уже модифицировали напряжение процессора в BIOS материнской платы.
Следующий этап – 3,87 ГГц, что соответствует множителю 28x. И вновь нам не пришлось повышать напряжение процессора в BIOS. Утилита CPU-Z все ещё показывала 1,240 В. Сможем ли мы добраться до 4,0 ГГц без подъёма напряжения?
Оказалось, что сможем. Даже на тактовой частоте 4,0 ГГц, которая у процессора Core i7-965 C0 требовала ещё одного увеличения напряжения, процессор работал стабильно и надёжно от штатного напряжения. Утилита CPU-Z сообщала о 1,232 В, то есть степпинг D0 может давать более высокие тактовые частоты при меньшем напряжении, чем C0. Но можем ли мы подняться ещё выше?
Для достижения частоты 4,14 ГГц нам потребовалось немного увеличить напряжение, процессор работал стабильно при эффективном напряжении 1,312 В.
С множителем 32x и частотой 4,27 ГГц наш разгон был уже не такой успешный, хотя мы пробовали разные напряжения вплоть до 1,35 В. Система загружалась и работала хорошо, но не проходила стрессовые тесты пиковой нагрузки. Поэтому максимальная частота работы нашего образца Core i7-975 Extreme на степпинге – 4,20 ГГц с воздушным охлаждением.
| Таблица настроек и результатов | ||||||||
| Разгон Core i7-975 (D0) | 3334 МГц | 3475 МГц | 3609 МГц | 3743 МГц | 3876 МГц | 4009 МГц | 4144 МГц | 4277 МГц |
| Множитель | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 |
| Энергопотребление системы в режиме бездействия | 110 Вт | 110 Вт | 110 Вт | 110 Вт | 110 Вт | 110 Вт | 111 Вт | 113 Вт |
| Энергопотребление системы под пиковой нагрузкой | 217 Вт | 230 Вт | 246 Вт | 253 Вт | 257 Вт | 258 Вт | 275 Вт | 289 Вт |
| BIOS Vcore | 1,152 В | 1,152 В | 1,152 В | 1,152 В | 1,152 В | 1,152 В | 1,202 В | 1,202 В |
| CPU-Z VT | 1,136 В | 1,2 В | 1,232 В | 1,240 В | 1,240 В | 1,232 В | 1,312 В | 1,360 В |
| PLL | 1,8 В | 1,8 В | 1,8 В | 1,8 В | 1,8 В | 1,8 В | 1,8 В | 1,8 В |
| Fritz Chess Benchmark | 12138 | 12570 | 13047 | 13520 | 13966 | 14360 | 14818 | 14818 |
| Стабильная работа | Да | Да | Да | Да | Да | Да | Да | Нет |
Тестовая конфигурация
| Системное аппаратное обеспечение | |
| Core i7 степпинг C0 | Intel Core i7-965 Extreme (45 нм, 3,2 ГГц, 4 x 256 кбайт кэша L2 и 8 Мбайт кэша L3, TDP 130 Вт, степпинг C0) |
| Core i7 степпинг D0 | Intel Core i7-975 Extreme (45 нм, 3,33 ГГц, 4 x 256 кбайт кэша L2 и 8 Мбайт кэша L3, TDP 130 Вт, степпинг D0) |
| Материнская плата (Socket 1366) | MSI X58 Pro-E, версия: 1.1, чипсет: Intel X58 + ICH10R, BIOS: 8.3 |
| Память DDR3 | 3 x 2 Гбайт DDR3-1600 (Corsair TR3X6G-1600C8D 8-8-8-24) |
| Видеокарта | Zotac Geforce GTX 260², GPU: GeForce GTX 260 (576 МГц), память: 896 Мбайт DDR3 (1998 МГц), потоковые процессоры: 216, частота блока шейдеров: 1242 МГц |
| Жёсткий диск | Western Digital VelociRaptor, 300 Гбайт (WD3000HLFS), 10 000 об/мин, SATA/300, кэш 16 Мбайт |
| Привод Blu-ray | LG GGW-H20L, SATA/150 |
| Блок питания | PC Power & Cooling, Silencer 750EPS12V 750W |
Тесты и настройки
| 3D-игры | |
| Far Cry 2 | Version: 1.0.1 Far Cry 2 Benchmark Tool Video Mode: 1280×800 Direct3D 9 Overall Quality: Medium Bloom activated HDR off Demo: Ranch Small |
| GTA IV | Version: 1.0.3 Video Mode: 1280×1024 – 1280×1024 – Aspect Ratio: Auto – All options: Medium – View Distance: 30 – Detail Distance: 100 – Vehicle Density: 100 – Shadow Density: 16 – Definition: On – Vsync: Off In-game Benchmark |
| Left 4 Dead | Version: 1.0.0.5 Video Mode: 1280×800 Game Settings – Anti Aliasing none – Filtering Trilinear – Wait for vertical sync disabled – Shader Detail Medium – Effect Detail Medium – Model/Texture Detail Medium Demo: THG Demo 1 |
| Аудио | |
| Itunes | Version: 8.1.0.52 Audio CD (“Terminator II” SE), 53 min. Convert to AAC audio format |
| Lame MP3 | Version 3.98 Audio CD “Terminator II SE”, 53 min. convert WAV to MP3 audio format Command: -b 160 –nores (160 Kbps) |
| Видео | |
| TMPEG 4.6 | Version: 4.6.3.268 Video: Terminator 2 SE DVD (720×576, 16:9) 5 minutes Audio: Dolby Digital, 48000 Hz, 6-channel, English Advanced Acoustic Engine MP3 Encoder (160 Kbps, 44.1 KHz) |
| DivX 6.8.5 | Version: 6.8.5 == Main Menu == default == Codec Menu == Encoding mode: Insane Quality Enhanced multithreading Enabled using SSE4 Quarter-pixel search == Video Menu == Quantization: MPEG-2 |
| Xvid 1.2.1 | Version: 1.2.1 Other Options / Encoder Menu – Display encoding status = off |
| Mainconcept Reference 1.6.1 | Version: 1.6.1 MPEG-2 to MPEG-2 (H.264) MainConcept H.264/AVC Codec 28 sec HDTV 1920×1080 (MPEG-2) Audio: MPEG-2 (44.1 kHz, 2-channel, 16-bit, 224 Kbps) Codec: H.264 Mode: PAL (25 FPS) Profile: Settings for eight threads |
| Adobe Premiere Pro CS4 | Version: 4.0 WMV 1920×1080 (39 sec) Export: Adobe Media Encoder == Video == H.264 Blu-ray 1440x1080i 25 High Quality Encoding Passes: one Bitrate Mode: VBR Frame: 1440×1080 Frame Rate: 25 == Audio == PCM Audio, 48 kHz, Stereo Encoding Passes: one |
| Приложения | |
| Grisoft AVG Anti-Virus 8 | Version: 8.5.287 Virus base: 270.12.16/2094 Benchmark Scan: some compressed ZIP and RAR archives |
| Winrar 3.9 | Version 3.90 x64 BETA 1 Compression = Best Benchmark: THG-Workload |
| Winzip 12 | Version 12.0 (8252) WinZIP Commandline Version 3 Compression = Best Dictionary = 4096 KB Benchmark: THG-Workload |
| Autodesk 3D Studio Max 2009 | Version: 9 x64 Rendering Dragon Image Resolution: 1920 x 1280 (frame 1-5) |
| Adobe Photoshop CS 4 (64-Bit) | Version: 11 Filtering a 16MB TIF (15000×7266) Filters: Radial Blur (Amount: 10; Method: zoom; Quality: good) Shape Blur (Radius: 46 px; custom shape: Trademark sysmbol) Median (Radius: 1px) Polar Coordinates (Rectangular to Polar) |
| Adobe Acrobat 9 professional | Version: 9.0.0 (Extended) == Printing Preferenced Menu == Default Settings: Standard == Adobe PDF Security – Edit Menu == Encrypt all documents (128-bit RC4) Open Password: 123 Permissions Password: 321 |
| Microsoft Powerpoint 2007 | Version: 2007 SP2 PPT to PDF Powerpoint Document (115 Pages) Adobe PDF-Printer |
| Deep Fritz 11 | Version: 11 Fritz Chess Benchmark Version 4.2 |
| Синтетические тесты | |
| 3DMark Vantage | Version: 1.02 Options: Performance Graphics Test 1 Graphics Test 2 CPU Test 1 CPU Test 2 |
| PCMark Vantage | Version: 1.00 PCMark Benchmark Memories Benchmark |
| SiSoftware Sandra 2009 | Version: 2009 SP3 Processor Arithmetic, Cryptography, Memory Bandwith |
Синтетические тесты
Хотя мы не ожидали, что обновление степпинга даст прирост производительности, мы всё же его получили. Большинство тестов заметно выигрывают от нового степпинга D0.
SiSoftware Sandra 2009
PCMark Vantage
3DMark Vantage
3D-игры
Преимущество по производительности Core i7-975 Extreme (D0) над старым степпингом продолжается и в игровых тестах, которые мы проводили.
Приложения
Мы обнаружили разницу в производительности между двумя степпингами процессоров во многих тестах приложений. Впрочем, на практике вы вряд ли её заметите.
Кодирование аудио/видео
То же самое мы наблюдаем и в тестах кодирования аудио и видео. У степпинга D0 есть едва заметные преимущества по сравнению с C0. Тест Premiere дал необычные результаты: процессор со степпингом C0 оказался победителем, хотя это можно назвать выпадением из общей тенденции.
Энергопотребление и эффективность
Мы практически не наблюдаем преимущества по энергопотреблению системы при переходе со степпинга C0 на D0. Оба процессора снижают тактовую частоту до 133 МГц x 15x, то есть до 2,0 ГГц при схожих напряжениях. В результате новый степпинг D0 экономит всего один ватт энергии.
При максимальной нагрузке Prime95 ситуация с процессорами Core i7 Extreme уже отличается. Новый степпинг D0 даёт такую же производительность, но энергопотребление у него на 15 Вт ниже, чем у процессора со степпингом C0.
Энергопотребление во время тестового прогона PCMark Vantage
В результате среднее энергопотребление во время полного прогона PCMark Vantage оказалось тоже ниже: 155,7 Вт у Core i7-975 Extreme против 161,4 Вт у Core i7-965.
На диаграмме выше представлены результаты, которые скажутся на вашем счёте за электричество: один прогон PCMark Vantage на нашей тестовой системе обошёлся в 34,9 ватт-часа на процессоре со степпингом D0 против 36,2 ватт-часа на процессоре со старым степпингом C0.
Эффективность PCMark Vantage
Мы разделили результаты производительности PCMark Vantage на среднее энергопотребление в ваттах, что дало нам эффективность. По производительности на ватт степпинг D0 явно показывает себя лучше, чем старый степпинг C0, поскольку он обеспечивает чуть лучшую производительность при меньшем энергопотреблении.
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
Наша диаграмма эффективности отражает энергопотребление в любой момент прохождения теста PCMark Vantage на процессорах со степпингами C0 и D0.
Заключение
Хотя от обновления степпинга обычно больше всего выигрывает завод по производству кристаллов (да и ошибки исправляются), различия между двумя процессорами, которые на бумаге казались столь близкими друг к другу на одинаковых тактовых частотах, оказались больше, чем мы предполагали. Intel Core i7-975 Extreme на 3,33 ГГц на последнем степпинге D0 существенно превзошёл старый степпинг C0, который мы использовали для Core i7-940 и 965 Extreme.
Мы предполагали получить снижение энергопотребления системы из-за оптимизаций, которые внесла Intel в степпинг D0 по сравнению со старым C0. В режиме бездействия энергопотребление системы практически не изменилось, но при пиковой нагрузке Core i7-975 Extreme на степпинге D0 смог снизить энергопотребление системы на 15 Вт (или на 6,9%). Помните, что все параметры, включая тактовую частоту (3,33 ГГц) были идентичны. Поэтому тесты эффективности дали намного более высокий результат нового степпинга D0.
Но это ещё не всё. Мы обнаружили, что i7-975 на степпинге D0 может разгоняться до 4,0 ГГц без какого-либо увеличения напряжения, в то время как нам пришлось увеличивать напряжения для надёжной работы на 3,74 ГГц процессора i7-965. Как следствие, процессор D0 разогнался до 4,27 ГГц, но не обеспечивал стабильной работы, пока мы не снизили частоту до 4,14 ГГц. Старый Core i7-965 Extreme на это был не способен.
Наконец, мы даже обнаружили, что степпинг D0 даёт чуть больше производительности. Прирост минимален, но его можно назвать ещё одной причиной, почему лучше брать последние степпинги. Используйте Intel ARK чтобы найти модельный номер процессора, который вам нужен.
