Sandy Bridge-E: что насчёт эффективности?
Дизайн Intel Sandy Bridge-E переносит архитектуру Sandy Bridge с техпроцессом 32нм на следующий уровень. Как вы наверняка заметили в нашем полном обзоре Sandy Bridge-E и X79 Express, новая линейка high-end процессоров предлагает увеличение практически всего: больше ядер, больше кэша, больше каналов памяти и больше линий PCI Express, что выливается в лучшие результаты почти в каждом тесте.
В то время, как новый дизайн процессора, доступный сейчас в моделях Core i7-3960X и Core i7-3930K (и в Core i7-3820 в следующем году) предоставляет больше производительности, мы уже видели как, благодаря наличию только двух чипов (процессор и чипсет), системы на базе X79 Express потребляли меньше энергии по сравнению с комбинацией Gulftown/X58. AMD, возможно, не хочет подробно разобраться, что это может означать с точки зрения производительности на ватт, так как даже шестиядерные Core i7-990X быстрее, чем флагманская модель FX-8150.
Быстрый, быстрее, SandyBridge-E: сокет LGA 1155, сокет LGA 1366 и новейший сокет 2011 – вышедший в 2011 году.
Игра чисел
Секретный ингредиент Sandy Bridge-E превратился в относительно простой рецепт, который гласит: делай больше одного и того же. Это стало возможным благодаря высокой производительности ядра архитектуры Sandy Bridge и параллелизму шестиядерной реализации. Другими словами, оказалось, что Sandy Bridge отлично масштабируется. Таким образом, в том, что Intel собирается представить архитектуру в качестве шестиядерной версии настольного процессора, а затем и в восьмиядерной модели процессора Xeon для серверов, есть определённый смысл.
Короче говоря, Sandy Bridge-E использует до шести ядер (на LGA 1155 максимум четыре), четыре канала памяти 64-бит (на LGA 1366 максимум три), официально поддерживает скорость памяти 1600 MT/с и сорок линий PCI Express 3.0. Кроме того, процессор с 2,27 миллиардами транзисторов занимает 434 мм² пространства кристалла.
Избавляемся от лишнего веса
Но Sandy Bridge-E также теряет определённые элементы, которые могли бы каким-либо образом повлиять на энергопотребление в целом. Как и на Sandy Bridge, управление питанием (power gating) позволяет неиспользуемым частям процессора почти полностью отключаться, уменьшая энергопотребление. Добавьте это к одночиповой платформе, которая заменяет предшествующую раскладку с двумя чипами, и вы получите основу с возможностью уменьшения энергопотребления, как при простое, так и в пике по сравнению с любым другим шестиядерным процессором.
Возможно мы увидим один из новых рекордов по эффективности, особенно в приложениях, способных использовать параллелизм Sandy Bridge-E. Совсем недавно, мы рассматривали производительность на ватт процессора FX от AMD в статье “AMD FX: эффективность относительно 8 других CPU”. В сегодняшней статье мы проведём похожий эксперимент.
Поэтому, если вы ищите информацию по энергоэффективности, взгляните на вышеупомянутую статью. А если вам нужны подробности строения архитектуры, ознакомьтесь с обзором Sandy Bridge-E, где вы найдёте информацию об особенностях дизайна и производительности.
Core i7-3960X использует шесть ядер, техпроцесс 32нм, 15 Мбайт общего кэша L3 и частоты, варьирующиеся между 3.3 и 3.9 ГГц, в зависимости от нагрузки. Сможет ли новый процессор с такими характеристиками стать хорошей базой для отличной энергоэффективности? Похоже что сможет, поскольку потребление энергии при простое, которое мы измеряли в первом обзоре составило 87 Вт, а это новый рекорд среди настольных персональных компьютеров high-end класса.
Железо: Core i7-3960X, Intel DX79SI, Radeon HD 6850
Компания Intel предоставила нам такой же тестовый образец, как и нашим немецким коллегам: шестиядерный процессор Core i7-3960X на базе Core i7-3960X. Базовая частота всех шести ядер 3.3 ГГц, но технология TurboBoost 2.0 может увеличить значение до 3.9 ГГц, когда активны одно или два ядра.
Чтобы обеспечить максимальное охлаждение, мы использовали кулер с жидкостным охлаждением замкнутого типа, разработанный Asetek, который очень похож на продукцию Antec, Corsair, CoolerMaster и CoolIT. Интересно, что это решение менее громоздкое или мощное чем то, что прислала нам AMD с образцом процессора FX. В ближайшем будущем при анализе эффективности при разгоне мы будем использовать тот же кулер с жидким охлаждением. Intel планирует продавать его примерно за $85-100 и он должен подходить ко всем текущим платформам Intel.
Немногие люди, готовые выбросить $1000 на процессор, будут ограничивать его слабым охлаждением. Поэтому сегодня мы используем кулер замкнутого типа для тестов эффективности на заводской частоте. Более мощный кулер лучше рассеивает тепло, в результате TurboBoost дольше держит повышенную тактовую частоту не перегревая кристалл.
Inte DX79SI – лучшая материнская плата компании, конкурирующая с моделями от ASRock, Asus, ECS, Evga, Gigabyte и MSI. Если верить истории, собственные платформы от Intel для розничной торговли оказывались более консервативными, чем флагманы сторонних производителей. Поэтому энтузиасты выбирали партнерские модели. Но это не значит, что команда Intel неспособна спроектировать хорошую материнскую плату. На самом деле DX79SI – возможно самая лучшая их попытка на сегодняшний день. Стоит отметить, что восемь слотов DIMM и три слота PCI Express удовлетворят ожидания любого профессионального пользователя.
Таким образом, DK79SI представляется нам хорошей и стабильной платформой для тестов. Она не нагружена множеством функций, которые присутствуют у других моделей, но эта платформа полностью использует потенциал производительности Sandy Bridge-E, она имеет функции подавления шума, и она стабильна.
DX79SI снабжается множеством разъёмов USB 2.0, несколькими портами USB 3.0, Gigabit Ethernet, и шестью портами SATA (два из которых работают на скорости 6 Гбит/с), а также поддержкой RAID на программном уровне. PCH чипсета X79 использует восемь линий PCIe второго поколения, а процессор предоставляет 40 линий PCI Express 3.0, которые управляют тремя слотами на 16 линий.
Кулер разработан кампанией Asetek. Его нельзя назвать реальным high-end решением, как другие жидкостные кулеры.
Конфигурация и тесты
| Платформа LGA 2011 | |
| Платформа LGA 2011 | Intel DX79SI, чипсет: Intel X79 Express |
| Процессоры LGA 2011 | Intel Core i7-3960X Extreme Edition (32 нм, Sandy Bridge-E), 6C/12T, 3.3 ГГц, 6 x 256 Кбайт кэша L2, 15 Мбайт общего кэша L3, 130 Вт TDP, 3.9 ГГц max. Turbo Boost |
| Платформа socket AM3, AM3+ | |
| Платформа socket AM3, AM3+ | Asus Crosshair Formula V (Rev. 1.0), чипсет: AMD 990FX, BIOS: 9905 (2011-10-03) |
| Процессоры AM3 | AMD Phenom II X4 980 (45 нм, Deneb, C3), 4C/4T, 3.7 ГГц, 4 x 512 Кбайт кэша L2, 6 Мбайт общего кэша L3, 126 Вт TDP AMD Phenom II X6 1100T (45 nm, Thuban, E0), 6C/6T, 3.3 ГГц, 6 x 512 Кбайт кэша L2, 6 Мбайт общего кэша L3, 126 Вт TDP, 3.7 ГГц max. Turbo Core |
| Процессоры AM3+ | AMD FX-8150 (32 нм, Zambezi), 8C/8T, 3.6 ГГц, 8 Мбайт кэша L2, 8 Мбайт общего кэша L3, 125 Вт TDP, 3.9 ГГц Turbo Core, 4.2 ГГц max. Turbo Core |
| Платформа LGA 1156 | |
| Платформа LGA 1156 | Gigabyte P55A-UD7, чипсет: Intel P55 Express, BIOS: F8b |
| Процессоры LGA 1156 | Intel Core i7-870 (45 нм, Lynnfield, B1), 4C/8T, 2.93 ГГц, 4 x 256 Кбайт кэша L2, 8 Мбайт общего кэша L3, 95 Вт TDP, 3.6 ГГц max. Turbo Boost Intel Core i5-750 (45 нм, Lynnfield, B1), 4C/4T, 2.66 ГГц, 4 x 256 Кбайт кэша L2, 8 Мбайт общего кэша L3, 95 Вт TDP, 3.2 ГГц max. Turbo Boost |
| Платформа LGA 1155 | |
| Платформа LGA 1155 | Intel DP67BG, чипсет: Intel P67 Express, BIOS: 2040 |
| Процессоры LGA 1156 | Intel Core i7-2600K (32 нм, Sandy Bridge, D2), 4C/8T, 3.4 ГГц, 4 x 256 Кбайт кэша L2, 8 Мбайт общего кэша L3, HD Graphics 3000, 95 Вт TDP, 3.8 ГГц max. Turbo Boost Intel Core i5-2500K (32 нм, Sandy Bridge, D2), 4C/4T, 3.3 ГГц, 4 x 256 Кбайт кэша L2, 6 Мбайт общего кэша L3, HD Graphics 3000, 95 Вт TDP, 3.7 ГГц max. Turbo Boost |
| Платформа LGA 1366 | |
| Платформа LGA 1366 | MSI BigBang-Xpower, чипсет: Intel X58 Express, BIOS: 1.2 |
| Процессоры LGA 1366 | Intel Core i7-975 Extreme Edition (45 нм, Bloomfield, D0), 4C/8T, 3.33 ГГц, 4 x 256 Кбайт кэша L2, 8 Мбайт общего кэша L3, 130 Вт TDP, 3.6 ГГц max. Turbo Boost Intel Core i7-980X Extreme Edition (32 нм, Gulftown, B1), 6C/12T, 3.33 ГГц, 4 x 256 Кбайт кэша L2, 8 Мбайт общего кэша L3, 130 Вт TDP, 3.6 ГГц max. Turbo Boost |
| Общие компоненты | |
| Память DDR3 | 2 x 4 Гбайт DDR3-1333, Kingston KHX1600C9D3K2/8GX |
| Видеокарта | AMD Radeon HD 6850, GPU: Cypress (775 МГц), Видеопамять: 1024 Мбайт GDDR5 (2000 MГц), потоковые процессоры: 960 |
| Системный привод | Samsung PM810, 256 Гбайт, SATA 3 Гбит/с |
| Блок питания | Seasonic X-760, SS-760KM Aktive PFC F3 |
| ПО и драйверы | |
| ОС | Windows 7 Ultimate x64 SP1 |
| Драйверы ATI Radeon | AMD Catalyst 11.8 Suite для Windows 7 |
| Драверы чипсета Intel | Cipset Installation Utility Ver. 9.2.3.1022 |
| Intel Rapid Storage | Ver: 10.6.0.1002 |
| Аудио тесты | |
| iTunes | Версия: 10.4.1, 64-bit Audio CD (“”Terminator II”” SE), 53 мин.., конвертация в аудио формат AAC |
| Lame MP3 | Версия 3.98.3 Audio CD “”Terminator II SE””, 53 мин., конвертация WAV в MP3, Комманда: -b 160 –nores (160 Kb/s) |
| Видео тесты | |
| HandBrake CLI | Версия: 0.95 Видео: Big Buck Bunny (720×480, 23.972 кадров) 5 минут, Аудио: Dolby Digital, 48 000 Гц, шесть каналов, Английский, в Видео: AVC Audio: AC3 Audio2: AAC (High Profile) |
| MainConcept Reference v2.2 | Версия: 2.2.0.5440 MPEG-2 в H.264, MainConcept H.264/AVC Кодек, 28 sec HDTV 1920×1080 (MPEG-2), Audio: MPEG-2 (44.1 кГц, 2 канала, 16-Bit, 224 кбит/с), Кодек: H.264 Pro, Mode: PAL 50i (25 FPS), Профиль: H.264 BD HDMV |
| Тесты – приложения | |
| WinRAR | Версия 4.01 RAR, Syntax “”winrar a -r -m3″”, Тест: 2010-THG-Workload |
| WinZip 14 | Версия 14.0 Pro (8652) WinZIP Commandline Версия 3, ZIPX, Syntax “”-a -ez -p -r””, Тест: 2010-THG-Workload |
| 7-Zip | Версия 9.22 бета LZMA2, Syntax “”a -t7z -r -m0=LZMA2 -mx=5″”, Тест: 2010-THG-Workload |
| Autodesk 3d Studio Max 2012 | Версия: 10 x64 Rendering Space Flyby Mentalray (SPECapc_3dsmax9) Кадр: 248 Разрешение: 1440 x 1080 |
| Adobe After Effects CS 5.5 | Создание видео включающее 3 потока Кадры: 210, Визуализация нескольких кадров: включено |
| Adobe Photoshop CS 5.1 (64-Bit) | Версия: 11 Фильтрация 16 Mбайт TIF (15 000х7266), Фильтры:, Radial Blur (количество: 10, метод: zoom, качество: good) Shape Blur (Радиус: 46 px; custom shape: Trademark sysmbol) Median (Radius: 1px) Polar Coordinates (Rectangular to Polar) |
| Adobe Acrobat X Professiona | Версия: 10.0.0 Printing Preferenced Menu Настройки по умолчанию: Standard Adobe PDF Security – Edit Menu Шифрование всех документов (128 bit RC4) Open Password: 123 Permissions Password: 321 |
| Microsoft PowerPoint 2010 | Версия: 2007 SP2 PPT в PDF Документы Powerpoint (115 страниц) Adobe PDF-Printer |
| Blender | Версия: 2.59 beta Syntax blender -b thg.blend -f 1, Разрешение: 1920х1080, Сглаживание: 8x, Render: THG.blend frame 1 |
| Matlab | R2011a Internal Benchmark: 10 запусков |
Мы запускали тесты эффективности в следующем порядке:
Однопоточные:
- Adobe Acrobat
- WinZip
- iTunes
- Lame
Многопоточные:
- 3ds Max
- Blender
- HandBrake
- MainConcept
- After Effects
- Photoshop
- Premiere
- Matlab
- 7-Zip
Архивация
WinZip один из наиболее популярных архиваторов и хотя версия 15.5 Pro может использовать преимущества двух ядер из графического интерфейса пользователя, скрипты командной строки всё ещё работают с одним потоком.
Zip является сегодня одним из ключевых стандартов сжатия, именно поэтому мы используем WinZip наряду с WinRAR и 7-Zip. Последний стандарт наиболее эффективен, но наименее распространён.
Ни для кого не секрет, что Core i7-3960X на базе Intel Sandy Bridge-E побеждает во всех трёх дисциплинах, учитывая существенный прирост производительности.
Приложения
3ds Max хорошо работает с дополнительными ядрами и отлично реагирует на улучшения IPC, присущие Sandy Bridge. Благодаря этому, Sandy Bridge-E зарабатывает ещё одну победу.
Инструмент создания межплатформенного 3D-контента Blender использует все доступные ядра и по сравнению с Nehalem он предоставляет впечатляющее ускорение от улучшений IPC-архитектуры Sandy Bridge и, следовательно, даёт неплохой скачок производительности.
Adobe Acrobat X – однопоточное приложение, что объясняет похожие результаты процессоров Core i7-3960X и Core i7-2600K.
Adobe Photoshop CS 5.1 выигрывает от многопоточности и дизайн Sandy Bridge снова помогает флагману Intel занять высшую позицию в нашем тесте.
Matlab
За исключением теста с плавающей запятой и нерегулярным доступом к памяти, Sandy Bridge-E абсолютный лидер в тестах Matlab. Хотя разница по сравнению с четырехядерными процессорами на базе Sandy Bridge LGA 1155 не так велика, как ожидалось.
Аудио
Любое преимущество производительности, отражаемое в iTunes или Lame, связано с настройками TurboBoost, который на 100 МГц быстрее, чем у Core i7-2600K. Исходя из архитектуры, два процессора, так или иначе, должны вести себя похожим образом в однопоточном тесте, который нагружает только одно ядро.
Видео
Кодирование или перекодирование видеоматериала обычно хорошо подходит для многоядерных процессоров, так как большинство приложений, написанных для этих задач, способны использовать все доступные ресурсы процессора. Поэтому решительная победа Sandy Bridge-E во всех тестах ничуть нас не удивила, однако сами результаты весьма впечатляют.
Энергопотребление в пике и при простое
При простое система с Sandy Bridge-E, оборудованная 32 Гбайт RAM (что, согласитесь, немало) и GeForce GTX 580, потребляла около 90 Вт. Видеокарта сильнее всего влияет на этот показатель, так как в сегодняшней системе используется видеокарта AMD Radeon HD 6850. Несколько движений и энергопотребление при простое падает до 62 Вт, что, кстати, является самым лучшим результатом среди многоядерных систем high-end класса. Предыдущая шестиядерная конфигурация Gulftown требовала 81 Вт, а AMD Phenom II X6 1100T (так же, как и AMD FX-8150) требовала чуть больше 70 Вт.
Однако максимальное энергопотребление системыI ntel доходит до 210 Вт, что практически идентично энергопотреблению AMD FX-8150, и слегка больше, чем у остальных шестиядерых процессоров. Сможет ли Intel Core i7-3960X компенсировать увеличенное энергопотребление с помощью улучшений производительности, или же это так сильно повлияет на общую производительность, что он затеряется среди конкурентов? Совсем скоро мы это выясним.
Эффективность в однопоточных приложениях
Благодаря высокой тактовой частоте и высокой производительности на такт, Sandy Bridge-E предоставляет лучшую производительность в тестах эффективности однопоточных приложений. Вероятно, это связано с преимуществом TurboBoost в 100 MГц над Core i7-2600K.
Среднее энергопотребление Sandy Bridge на процессорах во всех однопоточных тестах выше, чем на остальных моделях, из-за чего кажется, что другие пять ядер процессора 3960X необязательно выключаются при работе с приложениями, нагружающими одно ядро. Более того, у этой модели остаётся намного больше общего кэша L3, чем у Sandy Bridge. Всё же среднее энергопотребление в 109 ВТ немного ниже, чем у предшественников Sandy Bridge-E и заметно ниже, чем у процессоров AMD с шестью и восьмью ядрами.
Высокая производительность и приемлемое энергопотребление окупаются, поскольку общая мощность, необходимая для завершения однопоточных тестов эффективности ниже, чем в любой другой системе с шестью и более ядрами.
Эффективность в многопоточных приложениях
Как и предполагалось, быстрее всех с многопоточными тестами справился Core i7-3960X.
При выполнении многопоточных задач у системы на базе Sandy Bridge-E наименьшее среднее энергопотребление, по сравнению с остальными системами с шестью или восемью ядрами.
Общее энергопотребление Core i7-3960X заметно ниже, чем у предшествующего флагмана Core i7-980X (Gulftown).
Комбинированная эффективность
Мы обнаружили, что самым быстрым в комбинированном тесте оказался процессор Intel Core i7-3960X, что является результатом прекрасной производительности в однопоточных и многопоточных тестах.
Среднее энергопотребление на протяжении всех тестов эффективности, включающие однопоточные и многпоточные тесты, близко к результатам, достигнутым Intel Core i7-980X на базе архитектуры Gulftown. Но давайте посмотрим, сколько было потрачено энергии на самом деле, учитывая, что Sandy Bridge-E намного быстрее.
Эффективность немного выросла, по сравнению с шестиядерным чипом 32 нм предыдущего поколения, и это ясно даёт понять, что Sandy Bridge-E может предоставить больше производительности при одинаковом или даже меньшем энергопотреблении под нагрузкой. Это выливается в сокращение времени обработки, позволяя системе на базе этого процессора быстрее возвращаться в режим бездействия. И поскольку при простое архитектура требует намного меньше энергии, вы экономите энергию при увеличении производительности.
Результаты эффективности и диаграмма мощности
Очки эффективности соотносят общую производительность с потреблённой энергией. Sandy Bridge-E, в лице Core i7-3960X– самый эффективный процессор, у которого больше четырёх ядер. Не забывайте, что он к тому же самый быстрый на сегодняшний день, но когда эффективность важнее, чем производительность, ему не сравниться с четырёхядерными процессорами на базе Sandy Bridge.
 |
Выигрывает ли Core i7-3960X по эффективности?
Учитывая, что мы совсем недавно сделали обзор Core i7-3960X, большинство результатов производительности никого не удивили. Новый настольный процессор от Intel – настоящий шестиядерный “монстр”, предоставляющий несравненную производительность на такт. Благодаря архитектуре и масштабирующейся кольцевой шине, улучшенный Sandy Bridge-E приобретает два дополнительных ядра, и в скором времени получит ещё два в линейке Xeon E5. Хотя четверть доступного общего кэша L3 выключена, 15 Мбайт кажутся серьёзным увеличением по сравнению с 12 Мбайт на Gulftown. И тактовая частота 3.9 ГГц при одном или двух активных ядрах (благодаря TurboBoost) прибавляет производительности менее оптимизированным приложениям. Другими словами, технология может поднять базовую частоту 3.3 ГГц до 3.6 ГГц, даже когда чип полностью загружен.
Всё это становиться возможным при пониженном (по сравнению с предыдущим шестиядерным флагманом) энергопотреблении в простое. А при установке более скромной видеокарты Radeon HD 6850, энергопотребление падает до уровня 62 Вт. Даже с картой high-end класса GeForce GTX 580 компьютер потребляет ниже 90 Вт. Учитывая, что энергопотребление более старых систем доходит до 120 Вт, становиться ясно, что дизайн Intel Sandy Bridge вышел за рамки простого увеличения производительности.
Однако, энергопотребление при максимальной нагрузке довольно сильно вырастает. Это связано с большим и сложным кристаллом, а также с мощными технологиями, как, например, TurboBoost, которая максимизирует производительность при любой мыслимой нагрузке. Из-за жидкостного кулера замкнутого типа, интервалы максимальной работы процессора были больше, чем при стандартном охлаждении. Мы сейчас не равняем этот процессор с чипами на базе LGA 1155; дорогое охлаждение – это та цена, которую энтузиастам приходиться платить за дополнительную производительность.
Sandy Bridge-E неоспоримый победитель по производительности и впервые конфигурация high-end класса заслуживает рекомендации по эффективности (при бездействии). Однако два дополнительных ядра и много кэша на очень большом кристалле вызывают большее энергопотребление под нагрузкой, чем результаты производительности в таблицах. В результате процессоры Sandy Bridge для массового рынка затмевают Sandy Bridge-E в каждом тесте эффективности. Если только вам не нужна максимальная производительность шестиядерной платформы, существующие чипы Core i5 и Core i7 для сокета LGA 1155 вам отлично подойдут.
По понятным причинам, эффективность не масштабируется линейно с числом ядер, из-за чего стоит исправить ответ на наш первоначальный вопрос: Sandy Bridge-E обеспечивает большую эффективность, чем другие шестиядерные процессоры. Конечно трудно назвать новую архитектуру отражением эффективности. Если этот параметр для вас особо важен, купите процессор без суффикса -E, потому как годовалый процессор Sandy Bridge сэкономит ваши деньги сейчас (на “железе”) и в дальнейшем (на потреблении энергии).
