Тест ультрабуков на базе архитектуры Ivy Bridge – THG.RU

Архитектура Ivy Bridge в ультрабуке Intel второго поколения с TDP 17 Вт

Вряд ли кто-нибудь сомневается в том, что инициатива Apple MacBook Air подтолкнула Intel помогать разработчикам ПК создавать относительно тонкие, лёгкие и мощные ноутбуки. Однако до сих пор, кажется, предпочтение отдаётся решениям Apple, и можно понять почему. Ультрабуки, с которыми мы работали, не обеспечивали ничего сверх того, что давали существующие модели от Apple. К тому же они были дорогими. Многие не против получить скромную мобильную систему, но платить высокую цену за среднюю производительность в привлекательной упаковке – это не очень хороший компромисс. Мы всё ещё ждём претендента, который сделает правильный продукт.

Для ноутбуков Thin-and-light, предшественников ультрабуков Intel, были характерны экраны с диагональю 11 – 13″, процессоры с очень низким напряжением и встроенная графика. В них использовалась любая возможность сократить энергопотребление, чтобы обеспечить наиболее тонкий форм фактор с приемлемым сроком работы от батареи. Как правило, производительность отходила на задний план, а главной целью была лёгкость и тонкость.

Корпорация Apple представила первый MacBook Air более четырёх лет назад. В нём использовался процессор Core 2 Duo и, позже, дополнительная видеокарта от Nvidia. Не удивительно, что прошлогодняя архитектура Sandy Bridge позволила собирать такие же ультратонкие системы, но с более высокой производительностью и увеличенным временем автономной работы. Однако цена на них так и не снизилась. Время автономной работы ультрабуков первого поколения с CPU Sandy Bridge с термопакетом 17 Вт составляет примерно пять часов. И цена на самую дешёвую модель начинается с отметки $800.

Если рассматривать только производительность основного ядра, дизайн Intel Ivy Bridge бесспорно более продвинутый, чем Sandy Bridge. Но 22-нанометровый техпроцесс позволяет поместить в пределы теплового пакета на 17 Вт более быструю графику. Поэтому компания убеждена, что второе поколение ультрабуков даст маленьким, но быстрым системам более широкое распространение. Компания Lenovo уже представила IdeaPad U310 на базе процессора Core i3-3217U за $750.

Архитектура Ivy Bridge в мобильных системах сегодня: двухъядерные CPU с TDP 35 и 17 Вт

Тепловой пакет мобильных процессоров архитектуры Sandy Bridge составляет 17, 25 и 35 Вт. Однако в ультрабуках должна использоваться одна из моделей Consumer Ultra-Low Voltage (CULV) на 17 Вт. Тоже самое можно сказать о втором поколении ультрабуков. Но не забывайте, Sandy Bridge построена на 32-нанометровой литографии, а Ivy Bridge на 22-нанометровой, поэтому в новые процессоры вместили больше транзисторов, которые, по большей части, относятся к графике.

Следовательно, сегодня больше всего нас интересуют процессоры Core i5-3667U, 3517U, 3427U и 3317U, поскольку у этих моделей на архитектуре Ivy Bridge тепловой пакет ниже 20 Вт, что подходит под требования ультрабуков. По сравнению с Core i7-3720QM, который мы недавно рассматривали, у процессора Ivy Bridge с термопакетом 17 Вт наполовину уменьшено количество ядер и общего кэша третьего уровня, уменьшены тактовые частоты ядра и графического движка.

Но к счастью, пиковая частота графической части чипа изменилась не сильно. У более производительных версий чипов Ivy Bridge с TDP 45 Вт она доходит до 1,3 ГГц, а у этих моделей до 1,15 ГГц, что можно сравнить с потенциалом настольного процессора Core i7-3770K. Кроме того, на этих двухъядерный процессорах присутствует функция Hyper-Threading, которая позволяет обрабатывать до четырёх потоков одновременно.

Номенклатура мобильных процессоров Ivy Bridge

Intel пытается придать значение каждому символу в названии модели. Первая цифра, в нашем случае “3”, означает принадлежность к архитектуре Intel Core третьего поколения – Ivy Bridge. Суффикс “M” говорит о том, что перед нами модель со стандартным уровнем напряжения (TDP 35 Вт). Производительные версии CPU помечены суффиксами “XM” или “QM”, указывающими на модели серии Extreme и четырёхъядерные решения.

Процессоры на базе Sandy Bridge с “9” в конце были моделями с низким напряжением (LV). Чипы с ультранизким напряжением (ULV), то есть с TDP 17 Вт, помечались “7” в конце номера. Теперь процессоров Ivy Bridge с тепловым пакетом 25 Вт нет, вместо них появились дополнительные модели на 17 Вт с модельным номеров формата xxx7U. Разобраться стало немного проще.

Мы рассматривали архитектуру Ivy Bridge в обзоре “Ivy Bridge и Intel Core i7-3770K: максимально подробно”, детали, представленные там, актуальны и здесь. Тем не менее, есть три улучшения, которые отличают платформы Intel 7-ой серии от предшественников: родная поддержка USB 3.0, выходы на три дисплея и возможность подключения контроллера Thunderbolt.

Возможность работать с тремя дисплеями одновременно впечатляет больше всего, потому что помогает преодолеть недостатки встроенной графики, которые ограничивали большинство ноутбуков одним внешним экраном. CPU Ivy Bridge позволяют использовать панель ноутбука и два внешних дисплея.

Референсный ультрабук Intel на базе Ivy Bridge

С целью продемонстрировать потенциал ультрабуков в 2012 году, компания Intel прислала нам референсную модель, спроектированную собственными инженерами, в качестве демонстрации того, что производители могут сделать с платформой. И хотя компания списала любые недостатки системы на то, что эта модели никогда не будет продаваться в розницу, присланный образец достаточно тонкий, лёгкий и быстрый для того, чтобы называться настоящим ультрабуком.

Intel оснастила наш образец двухъядерным процессором Core i5-3427U работающим на частоте 1,6 ГГц, 4-мя гигабайтами оперативной памяти и SSD на 240 Гбайт. Целью компании было представить все функции дизайна Ivy Bridge. Например, у платформы есть только один выход HDMI. Но также представлено два встроенных в чипсет порта USB 3.0, разъём для наушников и слоты картридера. Разрешение экрана составляет 1600×900, что немного выше, чем у Apple MacBook Air, однако не все поставщики ультрабуков будут производить свои модели с таким высоким разрешением.

Тестирование ультрабука Intel второго поколения

Пытаясь устранить любые факторы, которые могут повлиять на результаты, мы проводим тесты с подключённым внешним монитором вместо встроенной панели. Экран ноутбука может потреблять более половины всей электроэнергии системы и специально подобранные параметры, особенно на демонстрационной платформе, могут помешать справедливой оценке энергопотребления. Отдельный экран позволяет оценить относительное энергопотребление платформы и сделать более точные выводы о работе аппаратного обеспечения.

Мы нисколько не удивились тому, что Intel прислала ультрабук второго поколения с собственным твердотельным накопителем SSD 520. Однако для стандартизации мы выбрали Crucial m4 256 Гбайт в качестве системного привода для тестов, поскольку мы также использовали его в тестах более производительных мобильных процессоров Ivy Bridge и хотим добавить их результаты.

Тесты сети мы проводили через LAN соединение, чтобы устранить различия в энергопотреблении между разными беспроводными решениями.

Результаты тестов

PCMark 7

Прежде чем мы углубимся в результаты бенчмарков, хотим обратить внимание, что для сравнения мы добавили более старую архитектуру Intel Arrandale и AMD APU Llano. Однако фокус сохраняется на новом CPU Core i5-3427U с TDP 17 Вт. В данный момент мы заинтересованы в измерениях производительности процессоров с низким тепловым пакетом. Если вас интересуют результаты тестов Ivy Bridge со стандартным TDP, удовлетворить свое любопытство вы сможете ознакомившись с нашим детальным обзором “Core i7-3720QM: тест и обзор мобильного процессора”.

Core i5-3427U на архитектуре Ivy Bridge с базовой частотой 1,8 ГГц, которая с помощью Turbo Boost повышается до 2,8 ГГц обходит 2467M на базе Sandy Bridge примерно на 66%.

На графике процессор мощностью 17 Вт также обходит четырёхъядерный Core i7-2820QM с TDP 45 Вт, у которого больше кэш L3 и более высокая базовая частота. Кажется неправдоподобным? Давайте более подробно разберёмся в методологии подсчёта баллов в PCMark.

Преимущество архитектуры Ivy Bridge целиком и полностью связано с системой подсчёта в PCMark. По каким-то причинам в тесте Video Transcoding Futuremark отдаёт предпочтение новой реализации технологии Intel Quick Sync. Поскольку PCMark так сильно переоценивает новый чип в этой дисциплине, общий результат тоже меняется в пользу чипа с TDP 17 Вт. В других тестах, которые сильнее нагружают CPU, Core i7 мощностью 45 Вт значительно быстрее.

В играх под DirectX 9 новые процессоры на архитектуре Ivy Bridge проявляют себя весьма неплохо благодаря оптимизированному GPU.

Двухъядерным процессорам Core i5-3427U и i5-2467M работать в PCMark 7 заметно тяжелее, чем четырёхъядерным моделям. Об этом говорят более высокие скачки нагрузки процессора. При сравнении этих скачков видно, что ультрабук Ivy Bridge справляется с задачей немного быстрее, хотя в других точках показатели нагрузки не так красноречивы.

При усиленной работе, платформы на базе Ivy Bridge потребляют чуть больше электроэнергии, чем Sandy Bridge, но при слабой нагрузке происходит обратная ситуация. В конце концов, обе платформы потратили одинаковое количество энергии. Обновлённая архитектура просто позволяет Ivy Bridge обеспечивать более высокую производительность в процессе работы.

Adobe Photoshop CS 5

Результаты PCMark получились довольно спорные, поэтому за более реалистичными результатами мы обратились к Adobe Photoshop CS 5. Наш бенчмарк состоит из четырёх поточных фильтров, которые применяются к большому (~15 Мбайт) изображению в формате TIFF в сценарии, способном эффективно нагрузить двух и четырёхъядерные процессоры с функцией Hyper-Threading.

У Core i5-3427U с TDP 17 Вт тактовая частота ниже, чем у Core i7-3720QM, и на два ядра меньше, поэтому не удивительно, что у него ушло в два с половиной раза больше времени на выполнение теста.

Однако данное сравнение следует проводить между двумя чипами мощностью 17 Вт. В данном контексте Ivy Bridge демонстрирует существенное преимущество перед Core i5-2467M.

Поскольку применяемые фильтры обрабатываются в несколько потоков, процессор загружается на 100% в течение всего теста. По завершению линий можно судить о производительности участвующих процессоров. И, несмотря на далёкое третье место, в целом Core i5-3427U на базе Ivy Bridge выглядит довольно хорошо.

Но результаты производительности не говорят нам о том, сколько электроэнергии тратиться во время этого теста. Например, платформа с процессором Core i7-3720QM мощностью 45 Вт потребляет 40 Вт, а платформа с Core i7-2820QM гораздо больше.

Для сравнения, оба ультрабука с процессорами на 17 Вт потребляют практически одинаковое количество электроэнергии, просто конфигурация с процессором Ivy Bridge справляется с задачей заметно быстрее.

WinRAR

WinRAR один из трёх архиваторов, которые мы включаем в обзоры процессоров. Он лучше использует многопоточность, чем WinZip, который, начиная с версии 16.5, также стал лучше использовать многоядерность. В свою очередь, WinRAR не так хорошо масштабируется как 7-Zip.

У этого приложения тоже есть свои причуды. Например, система с процессором Intel Core i5-3427U 17 Вт отстаёт от платформы с Core i7-3720QM примерно на 30% (~23 секунды), что вполне предсказуемо. Однако Core i5-2467M, тоже с TDP 17 Вт, к нашему удивлению обходит Core i7-2820QM. По всем параметрам, i7 обходит i5, поэтому что-то не в порядке с нашей стороны. Мы прогнали тест несколько раз, но получили одинаковые результаты.

Мы никогда не видели, чтобы WinRAR давал высокую нагрузку на процессор. Можно предположить, что “узким местом” является накопитель, но даже когда мы запускаем тест с RAM-диска, нагрузка на CPU колеблется в районе 50%. Несмотря на это, результаты в WinRAR схожи с результатами в Photoshop, где нагрузка на четырёхъядерные чипы находиться на уровне 20 – 30%, а двухъядерные работают значительно активнее.

Оба процессора мощностью 17 Вт ведут себя так как мы и ожидали, потребляя небольшое количество электроэнергии от начала до конца теста. Однако у CPU с тепловым пакетом 45 Вт, модель поведения иная. Энергопотребление платформы с процессором Core i7 на базе Ivy Bridge сначала сильно повышается, а затем резко понижается в конце теста. Между тем, чип Sandy Bridge обеспечивает более стандартный уровень энергопотребления.

iTunes

Однопоточный тест iTunes хорошо контрастирует с Photoshop и WinRAR, поскольку позволяет каждому CPU достичь максимальной частоты в режиме Turbo Boost и показать достоинства соответствующей архитектуры.

Core i5-3427U в ультрабуке второго поколения, благодаря более высокой частоте и пропускной способности на такт, обходит Core i5-2467M. Два процессора с тепловым пакетов 45 Вт показали более впечатляющие результаты, хотя Core i7-2820QM не намного быстрее процессора i5-3427U, который мы сегодня рассматриваем.

Поскольку конвертация в AAC в iTunes – однопоточная задача, мы не можем полностью загрузить всё систему. Core i7-3720QM на базе Ivy Bridge разгоняет одно ядро, но использует весь доступный тепловой пакет четырехъядерного процессора чтобы достичь частоты 3,6 ГГц. Для сравнения Core i7-2820QM прошлого поколения разгоняется только до 3,4 ГГц. Но поскольку его энергопотребление выше, он не так эффективен.

Core i5 на 17 Вт используют CPU похожим образом, но 3427U затрачивает при этом чуть меньше энергии. Пиковая частота Turbo Boost у нового чипа составляет 2,8 ГГц против 2,3 ГГЦ у старого и позволяет ему справиться с задачей быстрее при одинаковом графике энергопотребления.

Battlefield 3

Если хотите освежить в памяти особенности графического движка HD Graphics 4000, просмотрите “Oбзор Ivy Bridge и Intel Core i7-3770K: максимально подробно”. Если вкратце, в архитектуре Ivy Bridge добавлено четыре исполнительных блока (всего 16), наряду с другими оптимизациями, которые дают заметный прирост FPS по сравнению с HD Graphics 3000 на процессорах Sandy Bridge.

Процессор Core i5-3427U в нашем референсном ультрабуке использует HD Graphics 4000 на частоте 1,15 ГГц, понижающейся до 350 МГц. У Intel Core i5-2467M минимум и максимум такой же. Но поскольку процессор на Sandy Bridge использует HD Graphics 3000, мы думаем, что он будет значительно медленнее.

Ivy Bridge имеет преимущество в играх типа Battlefield 3, однако общая итоговая производительность тесно связана с выбранным профилем энергопотребоения (уже обсуждалось в прошлых обзорах). Эти профили управляются независимо от настроек Windows. В ноутбуках на платформах Intel на выбор предлагается три профиля: максимальное время автономной работы (Maximum Battery Life), сбалансированный (Balanced – по умолчанию) и максимальная производительность (Maximum Performance). В каждом профиле представлен различный баланс между производительностью и временем работы от батареи.

Похоже, в образце Intel профили реализованы некорректно, поэтому производительность Core i5-3427U не изменялась. Тем не менее, Core i5-2467M, работающий в профиле максимальной производительности, отстал от HD Graphics 4000 в два с половиной раза. Жаль что, встроенная графика Intel не достаточно быстра, чтобы с ней можно было играть хоть на каком-нибудь из тестовых разрешений. Однако в более простых играх её будет достаточно для максимальных настроек.

Игры на низком разрешении

Все ультрабуки с матрицами от 11,6″ до 15,6″ имеют разрешение экрана от 1366×768 до 1920×1080. Проблема в том, что с ростом разрешения повышаются требования к графическому процессору. Если у вас процессор с HD Graphics 4000, в World of Warcraft на разрешении 1280×720 игра просто “летает”. Дальше, вы можете сами решать увеличивать игровое разрешение или настройки качества графики. Запас есть.

На ультрабуке с процессором Sandy Bridge у вас нет такой гибкости. Игра уже работает на скорости 50 FPS при разрешении 1280×720, остаётся только повысить разрешение до 1366×768 и добавить графических функций, которые сделают картинку в World of Warcraft немного приятнее для глаза. Графическому процессору HD Graphics 3000 просто не хватает мощности, чтобы гарантировать приемлемый уровень производительности даже в простых играх.

Не удивительно, что с плавностью игры в Battlefield 3 у него возникают проблемы. На 800×600 и низких настройках качества производительность неприемлема. HD Graphics 4000 в Ivy Bridge хоть и отдалённо, но обеспечивает жизнеспособный уровень FPS. Но когда вы вынуждены выставлять такое низкое разрешение и понижать качество графики, значит, пришло время искать другое решение для игр.

Есть один интересный момент. Спецификации Intel для ультрабуков дают некоторую гибкость. Толщина моделей с экраном 14″ может составлять 21 мм, что предполагает запас пространства под дискретную видеокарту. Например, Gigabyte U2442N расценивается как ультрабук, но оснащён видеокартой Nvidia GeForce GT 640M. Более быстрая конфигурация естественно отразиться на цене, но U2442N стоит принять во внимание, если вы планируете играть на компактном ноутбуке.

Встроенная графика: качество изображения

Battlefield 3 (720P): HD Graphics 3000 vs. 4000

В следующем обзоре мы планируем изучить качество графики HD Graphics 4000. А пока мы выложили несколько видеороликов, в которых сравниваются HD Graphics 3000 и 4000.

В общем, изображение выглядит одинаковым на обоих решениях, хотя мы знаем, что Intel существенно улучшила анизотропную фильтрацию. Проблема в том, что анизотропная фильтрация это роскошь, а роскошь стоит дорого, если говорить о встроенном GPU.

Battlefield 3 (720P): HD Graphics 4000 (Ivy Bridge)

Выбрав другие настройки графики, различия стали более явными. Но опять же, повышение визуальной детализации сильно сказывается на производительности. Поэтому даже если в HD Graphics 4000 фильтрация улучшена, заметить это тяжело, особенно во время игры на низких разрешениях

На самом деле, нам пришлось сгенерировать эти видео на системах с Core i7-3720QM и -2820QM поскольку модели с TDP 17 Вт слишком медленные.

World of Warcraft: Cataclysm, сравнение настроек качества

Quick Sync: производительность и энергопотребление

Quick Sync была одной из наших любимых технологий, представленных вместе с архитектурой Intel Sandy Bridge. С появлением Ivy Bridge, она стала ещё лучше. В нашей лаборатории Core i7-3720QM сократил время конвертации Blu-ray почти на 50% (~7:30 минут) по сравнению с 2820QM. Core i5-3427U с термопакетом 17 Вт справился с задачей за 10:19. На обработку такой же задачи у модели 2467M ушло целых двадцать пять минут тридцать пять секунд.

Кодирование видео с помощью технологии Quick Sync стало ещё более эффективным. Нагрузка на CPU Core i5-3427U стабильно была выше, чем у 2467M, возможно, это связано с оптимизациями, которые позволяют ядрам x86 графического движка делать больше работы. В то же время, энергопотребление возросло всего на 1-2 Вт (5-10%).

Производительность

Качество

Эффективность воспроизведения Blu-ray

Кодирование видео на ультрабуке может показаться надуманным, но вполне вероятно, что вы подключите оптический привод через USB и будете смотреть фильм, например, в самолёте.

Для сравнения, чип мощностью 17 ВТ на базе Ivy Bridge использует меньше энергии при одинаковом рабочем цикле, чем Core i5-2467M.

Intel: лидер в этой сфере, на текущий момент

Несмотря на то, что архитектура Ivy Bridge – это лишь очередная галочка в производственном цикле Intel, компания называет его “галочкой с плюсом” из-за существенных изменений движка HD Graphics 4000, которые повлияли на выводы сегодняшнего обзора больше, чем мы ожидали от обычной галочки при смене техпроцесса. Конечно, производительность ядер x86 процессора Core i5-3427U увеличилась не сильно, но встроенный графический движок блеснул, особенно в ограниченных условиях теплового пакета на 17 Вт. Эффективность специального набора команд показала, что технология Intel Quick Sync тут также быстра, как и в настольной версии процессора. Кроме того, HD Graphics 4000 также способен обеспечить приемлемый уровень частоты кадров в таких играх как World of Warcraft.

Естественно, если вы ищите для покупки компактный ноутбук, ультрабук на базе Ivy Bridge определённо стоит рассматривать. Цена на Apple MacBook Air с процессорами Core i5 третьего поколения и дисплеем 13″ стартует в России с отметки $1500. Разрешение панели составляет 1440×900, у некоторых ультрабуков оно ниже, у некоторых – выше. Но мы видели весьма впечатляющие ультрабуки с прекрасным оснащением, характеристики которых выше чем у Apple, а цены ниже. Мы не уверенны, что ультрабуки этого года попадут на mainstream-рынок, как заявляет Intel, но грамотные покупатели почти наверняка найдут более дешёвые решения на стороне PC.

В немалой степени успех ультрабуков будет зависеть от цены, которую Intel будет выставлять за свои процессоры. Core i5-2467M в нашем ультрабуке Acer S3-951 стоит $250. Сегодня вы можете получить такой же процессор, SSD объёмом 240 Гбайт и ЖК-дисплей с диагональю 13,3″ в ноутбуке Acer менее чем за $800. Неплохо, правда?

Теперь учтите, что Core i5-3427U стоит $225, это дешевле, чем 2467M. Больше производительности по более низкой цене? Будем надеется, что это свидетельство того, что Intel пытается понизить стоимость ультрабуков по сравнению с предыдущим поколением.

Многие согласятся, что цена на ультрабуки должна быть ниже $1000, особенно учитывая давление со стороны планшетов. Если стоимость их будет находиться на уровне $700-$800, покупатели начнут задумываться о том, что вероятно есть смысл добавить пару сотен долларов и получить производительность уровня настольного ПК, который стоит дома, нежели смартфона, который лежит у них в кармане.

В любом случае, не стоит забывать, что Intel выигрывает при любом раскладе, поскольку Apple, HP, Dell, Samsung, – все они используют процессоры Intel. Согласно плану компании, Haswell станет архитектурой, которая подойдёт под рамки mainstream-рынка и сделает Ultrabook разумным выбором при покупке ноутбука.

Конечно, если AMD никак не отреагирует на “блицкриг” компании Intel. Хотя, AMD нечего противопоставить ультрабукам. Несколько месяцев назад дебютировали APU Trinity, и мы уже слышали о моделях с TDP 17 Вт. Мобильные чипы с более высокой мощностью и настольные модели Trinity обошли Intel по графической производительности. Сможет ли компания спуститься до сферы CULV и сделать то же самое? Об этом мы узнаем, когда появятся розничные образцы, использующие Piledriver/VLIW4 на одном чипе.

А пока, Intel наслаждается отсутствием конкуренции и доминированием в нише, на которую нацелены ультрабуки. Конечно, им всё ещё необходимо выстоять против давления планшетов снизу и более мощных ноутбуков сверху. Однако архитектура Ivy Bridge заняла более широкую рыночную позицию, чем Sandy Bridge, поэтому мы ожидаем, что ультрабуки смогут как следует обосноваться в ценовом диапазоне $800-$1200.