Процессоры. Архитектурные особенности процессора. Быстрая память и ее количество

Для Windows Phone 19.03.2019

Для Windows Phone

Нагрев до 4,27 ГГц. Нажмите на картинку для увеличения.

Первая задача была решена легко, особенно с образцом Extreme. Мы использовали изменение множителя, после чего обнаружили, что значение 31x (4,12 ГГц) оказалось предельным стабильным. С напряжением до 1,385 В мы смогли загрузиться в Windows на частоте 4,25 ГГц, но система проработала только пару минут под Prime95, затем температура увеличивалась до уровня 92-93 градусов Цельсия, и система выбрасывала "синий экран" (всё это с кулером Thermalright Ultra 120 Extreme - ситуация может измениться, если использовать более агрессивную систему охлаждения).

i7-975 на 1,216 В

i7-965 на 1,192 В.

Мы решили отказаться от планки 4,25 ГГц, после чего получили стабильную работу на 4,12 ГГц при сниженном до 1,29 В напряжении. Чтобы получить чуть более высокий разгон, мы снизили множитель до 23x и получили 4,14 ГГц с базовой частотой Bclk 180 МГц (с множителем 20x и частотой больше 200 МГц процессор оказался не таким сговорчивым). В любом случае, результаты тестов кодирования оказались в точности одинаковыми (1:05). Используйте изменение множителя, если такая возможность есть, либо изменение частоты Bclk, если у вас не чип из линейки Extreme - в любом случае, вы достигнете цели.

Хотя процессор Core i7-975 Extreme использует такой же тепловой пакет 130 Вт, что и предшественник, весьма интересно, что новый CPU работает по умолчанию на большем напряжении (несмотря на степпинг D0). Обратите внимание на скриншоты, приведённые выше.

OCZ выслала в нашу лабораторию набор модулей DDR3 PC3-17000 Blade, которые заявлены на скорости DDR3-2133 с задержками 8-9-8. Учитывая экстремальную разницу в цене между массовыми и high-end модулями DDR3, мы посчитали хорошей идеей быстро исследовать преимущества установки памяти, работающей на столь высоких частотах. Теоретически, меньшие задержки лучше всего подходят для производительных многопоточных сред, а высокие частоты памяти обеспечивают скоростную пакетную передачу данных. Поэтому можно ожидать, что высокая пропускная способность больше всего будет помогать в приложениях, интенсивно работающих с данными, например, в программах кодирования видео.

Следует также отметить, что для работы на частотах DDR3-2133 нам пришлось увеличить напряжение QPI до 1,75 В (существенный прирост). Это потребовалось для работы кэша/Uncore на частотах 4266 МГц (в два раза выше частоты памяти). Но даже в этом случае мы смогли получить данные пропускной способности памяти, но не смогли завершить полный тест MainConcept без проблем со стабильностью. Впрочем, эти проблемы рано или поздно будут решены. На данный момент OCZ указывает, что чипы памяти для данной скорости составляют топовый 1% от всех производимых или около того.

Как можно видеть, присутствуют значительные различия по пропускной способности, если увеличивать частоты на данном трёхканальном наборе. Единственный странный результат получается в режиме DDR3-800, когда контроллер памяти выключал один канал, что и дало меньшую пропускную способность. В остальном "лесенка" получается довольно правильная, если следить за задержками.

Нажмите на картинку для увеличения.

Конечно, весьма неплохо, если у вас под рукой будут модули, способные работать, например, в режиме DDR3-1066 с задержками 5-4-4. Но давайте сравним новые модули со старым комплектом DDR3-1066, задержки которого в этом режиме составляют 9-9-9. Мы провели тесты и получили 19 Гбайт/с (по сравнению с 20,4 Гбайт/с с задержками 5-4-4).

По большей части наш реальный тест кодирования видео демонстрирует нулевое влияние от перехода на тот или иной режим памяти. Даже когда мы запускаем память DDR3-1066 с задержками 9-9-9, время кодирования составляет 1:19. В общем, по крайней мере в типичном настольном сценарии процессоры Core i7 не испытывают голод в пропускной способности. В ближайшие недели мы планируем исследовать вопрос, как нам эффективнее нагрузить подсистему памяти данной микроархитектуры.

СОДЕРЖАНИЕ

Все время, следя за выпуском новинок, мало кто оборачивается назад, а следовало бы. Например, еще в 2009 году была выпущена модель процессора Intel Core I7 950, которая до сих пор позволяет работать с большинством современных приложений, пусть и не на максимальных настройках.

В свое время этот флагман не имел аналогов по соотношению цена-качество и пользовался большой популярностью среди энтузиастов.

Благодаря своим возможностям, процессор устанавливали на серверные материнские платы и смело можно было отнести его к премиум-сегменту. После приобретения, современнейшей на то время, модели, пользователь мог больше не вчитываться в системные требования устанавливаемых приложений, I7 950 мог осилить любые приложения того времени. Именно то, что аналоги процессора по производительности стоили намного дороже, дало ему возможность выйти на высокий уровень продаваемости.

Стандартная комплектация

На тот момент, комплект поставки процессора «Интел Кор i7 950» считался стандартным. Главной отличительной чертой его оформления можно назвать прозрачное окошко в коробке, через которое было видно сам процессор. На картонной синей коробке были указаны основные характеристики модели. Убедиться в их правильности было проще простого, взглянув на чип процессора в окошке, даже открывая упаковку. Вся маркировка, указанная на самом процессоре, хорошо просматривалась.

В коробке вместе с чипом процессора находился стандартный кулер системы охлаждения. Для штатного режима работы такого охлаждения хватало, а вот при разгоне процессора приходилось дополнительно покупать более улучшенную систему, возможно, даже, жидкостную. В поставляемом стандартном наборе находилась еще и термопаста, которую необходимо было нанести на чип перед установкой системы охлаждения, для лучшей проводимости. Она подходила как для стандартного кулера, так и для более мощной системы.

В коробке можно было найти и дополнительный аксессуар – логотип кампании Intel с характеристиками центрального процессора, размещенные на наклейке. Для нее предназначалось место на внешней передней стороне системного блока, в виде специального квадратного углубления. Такая наклейка демонстрировала, какая именно модель процессора установлена в компьютере. Бумажная прилагаемая документация определялась стандартной комплектацией, в виде гарантийного талона и инструкции для пользователя. Гарантия на данную модель составляла три года, что по тем меркам было очень хорошо.

Разъем процессора

Для соединения процессора и материнской платы использовался, на тот момент самый производительный, «сокет 1366». Таким же сокетом крепились и серверные модели, выпускаемые кампанией «Интел», такие как «Ксеон». Благодаря этому модель процессора Intel Core I7 950 имела феноменальную производительность, которая до сих пор может запускать современные приложения, пусть и не с максимальными настройками. Цифра 1366 в названии крепления, определяет количество контактов в процессоре, которыми чип крепиться к материнской плате.

Производство главного кристалла

Модель ЦПУ I7 950 производилась по самому современному, на то время, процессу «сорок пять нм», что обеспечивало малые габариты кремниевого кристалла. Несмотря на это чип процессора всегда находился в приемлемом температурном диапазоне. Современные модели от кампании «Интел» уже имеют технологию «четырнадцать нм», но следует принимать во внимание то, что рассматриваемый сегодня процессор был пущен в продажу еще в 2009 году, а это большой срок для компьютерных технологий.

Внутренняя память

Модель I7 950 хоть и из прошлого, но могла похвастаться производительной технологией трехуровневого кеша, которая присутствует в большинстве новых процессоров. Рассмотрим отдельно каждый уровень. Первый был наименее вместительный и разделен на две части. Одна предназначалась для хранения данных, а другая для команд центрального процессора, соответственно. Каждая область была равна четырем кластерам, объемом по тридцать два килобайта каждый.

Каждый кластер был закреплен к определенному вычислительному модулю. В общем первый уровень имел по шестьдесят четыре килобайта для каждой области. Такая же структура была и у второго уровня памяти. Отличие было лишь в объеме допустимого кеша. Здесь было уже четыре кластера, по двести пятьдесят килобайт каждый. Общая сумма составляла один килобайт памяти второго уровня и, в отличие от первого, в нем не было четкого разделения по назначению памяти.

Третий уровень кеша был самым большим, он составлял восемь мегабайт, и общим. Такая технология организации памяти до сих пор обеспечивает отличную работоспособность для данного центрального процессора. Модель Intel Core I7 950 поддерживала тип внешней памяти ДДР3. Такая технология до сих пор еще остается актуальной, хотя ей на смену уже пришли более новые версии. Рассматриваемая сегодня модель процессора имела трехканальный контроллер памяти, что обеспечивало его пропускную способность в двадцать пять целых и шесть десятых гигабайт в секунду.

Также I7 950 поддерживал объем ОЗУ до двадцати четырех гигабайт. Для максимального использования оперативной памяти, процессор должен был работать на основе шестидесятичетырех-разрядной операционной системы. Иначе объем используемой памяти заметно сокращался до, всего, трех целых и шести десятых гигабайта.

Температурный режим

При стандартных нагрузках процессор работал при температуре всего от тридцати до сорока пяти градусов Цельсия. При разгоне его температурный диапазон расширялся до пятидесяти пяти градусов, при условии установки на нем стандартной системы охлаждения. Поэтому пользователям и приходилось дополнительно приобретать улучшенное охлаждение, ведь с ним такого нагрева не происходило. Даже при максимальных нагрузках модель работала при температуре всего в сорок пять градусов Цельсия. Хотя максимально допустимый разогрев процессора допускал нагрев до шестидесяти семи целых и девяти десятых градуса, а максимальная мощность равнялась ста тридцати ваттам.

Тактовая частота

Стандартная рабочая частота центрального процессора I7 950 составляла три целых и шесть сотых гигагерц и это при частоте рабочей шины в сто тридцать три мегагерца. Процессор был оснащен технологией «турбо буст», которая применяется и во многих современных моделях. Фирменное решение от кампании «Интел» позволяло процессору менять свою рабочую частоту в зависимости от решаемых задач. Устанавливая множитель двадцать четыре в многопоточных программах, уже можно было достигнуть частоты в три целых и две десятых гигагерц.

А при условии использования только одного модуля вычислений, пользователь получал уже три целых и тридцать две сотых гигагерца, при этом множитель принимал значение в двадцать пять. При всех вышеперечисленных изменениях, рабочая температура оставалась стабильной. Положительной чертой данного центрального процессора является наличие четырех шестидесятичетырех-разрядных модулей вычисления. На сегодняшний день большинство софта оптимизировано именно под такое количество ядер процессора, что обеспечивало высокую производительность рассматриваемого процессора еще в то время. Модель Intel Core I7 950 имеет поддержку технологии «Гипер Трайдинг».

Она заключается в том, что два программных потока создаются на одном ядре процессора. Это не дает I7 950 возможности конкурировать с современными моделями, но значительно повышает его производительность по сравнению с другими четырех-ядерными чипами. Процессор имел кодовое название Bloomfield. Такое имя носили модели, разработанные для рабочих станций и домашних компьютеров, с повышенными требованиями к работоспособности.

Показатели после разгона

Материнские платы, смоделированные под «сокет 1366» имели специальную систему внутреннего охлаждения, поэтому проблем с ней, при разгоне процессора, не возникало. Но для осуществления такой задачи необходимо иметь запас по мощности блока питания, подойдет маркировка в тысячу ватт. Такой блок питания обеспечит безопасный максимальный разгон центрального процессора. Стандартная система охлаждения уже описывалась ранее и для того, чтобы выжать из процессора максимум его возможностей, ее следует заменить на более улучшенную, желательно жидкостную.

До того как осуществлять механические действия, требуется установить на компьютер специализированные программы, которые дадут возможность наблюдать за изменениями температуры и частоты процессора. После всех подготовительных действий можно начинать сам процесс разгона. Для начала необходимо зайти в «БИОС», найти раздел с настройками материнской платы и снизить частоту работы оперативной памяти до минимума. Затем постепенно увеличивать множитель на одно значение, при этом каждый раз сохраняя настройки и перезагружая систему. Весь процесс следует внимательно наблюдать за стабильностью работы устройства.

Если после изменений компьютер не запускается, необходимо сбросить настройки «БИОСа» до стандартных и после запуска установить предыдущие рабочие параметры. Можно увеличить производительность процессора путем увеличения его рабочего напряжения, но это следует делать только в крайних случаях, так как повышенная токовая нагрузка сокращает общее время работы полупроводникового кристалла. Безопасная частота работы процессора при его разгоне составляет от четырех до четырех целых и двух десятых гигагерца, что на тридцать-сорок процентов больше базовой рабочей частоты.

Стоимость

Начальной ценой модели Intel Core I7 950 была сумма в пятьсот шестьдесят два доллара США. Многие считали такую сумму слишком завышенной, но она полностью оправдывалась производительностью системы. К тому же на тот момент от кампании «АМД» не было выпущено аналогов данного процессора. Ближайший по работоспособности представитель конкурирующей кампании «Феном 1090» стоил намного дешевле, но не мог достойно противостоять модели I7 950 от бренда «Интел». Хотя спустя всего год, запрашиваемая за процессор сума упала до двухсот девяносто четырех долларов, а в дальнейшем «сокет 1366» вообще был заменен на «сокет 2011» и платформа рассматриваемой модели отошла на второй план.

Появление на рынке первых процессоров семейства Nehalem довольно сильно взбудоражило общественность. Новые процессоры получили много серьезных улучшений, отчасти даже революционных, применительно к решениям самой Intel. Встроенный трехканальный контроллер памяти, возрожденная технология Hyper-Threading, технология Turbo Boost и еще множество существенных архитектурных улучшений, позитивно отражающихся на производительности. Пока Intel готовит новую линейку процессоров для Socket LGA 1156, модельный ряд Core i7 предназначенный для LGA 1366, расширяется. Так, совсем недавно были анонсированы процессоры Core i7 Extreme 975 и Core i7 950. Последний из них и станет объектом нашего внимания сегодня.

Для начала, давайте ознакомимся с техническими характеристиками новинки и посмотрим на его основные отличия от других представителей семейства Core i7:

	Core i7 975 Extreme	Core i7 965 Extreme	Core i7 950	Core i7 940	Core i7 920

Техпроцесс
Степпинг ядра
Частота, ГГц

Кэш L2, кб на ядро


Шина QPI, миллиардов пересылок в секунду

Итак, Core i7 950 отличается от прочих не экстремальных представителей семейства Core i7 только более высоким множителем и, как следствие, возросшей тактовой частотой. Все остальные характеристики абсолютно идентичны.

К нам на тестирование попал инженерный образец Core i7 950, который, несмотря на ES статус, не отличается от серийных образцов, поскольку множитель процессора заблокирован на повышение.

Описание тестовой платформы

Процессор и материнская плата

Последняя версия CPU-Z без проблем опознает Core i7 950. У нашего экземпляра номинальное напряжение равно 1,24 В. Процессор Core i7 950 по умолчанию работает на частоте 3,06 ГГц, однако, материнская плата ASUS P6T Deluxe слегка завышает частоту шины, в результате, процессор работает на немного завышенной частоте 3,073 ГГц.

Активация технологии Intel Turbo Burst автоматически поднимает тактовую частоту ЦП до 3,2 ГГц. Для этого нужно включить Turbo Burst в BIOS материнской платы. Кстати, материнская плата ASUS P6T Deluxe, на которой мы проводили тестирование, обладает очень приятной возможностью - позволяет принудительно поднять множитель процессора до 24x.

Трехканальный контроллер памяти Intel Core i7 поддерживает оперативную память только стандарта DDR-3. Для тестирования мы использовали комплект памяти 3 Гб (3x1 Гб) производства компании Apacer. В SPD тестового комплекта памяти "зашиты" частоты вплоть до 667 МГц (1,33 ГГц DDR) при напряжении 1,5В. Кроме того, наша память может работать на частоте 1 ГГц (2 ГГц DDR) при использовании профиля XMP.

Во всех тестах память работала на неизменной частоте 1600 МГц (DDR) с таймингами 8-8-8-24-2Т.

Разгон

Какой же тест процессора без разгона? Безусловно, разгон - это лотерея, в любой партии бывают как удачные, так и не очень удачные экземпляры процессоров. Тем не менее, почти все современные процессоры Intel неплохо разгоняются. Мы провели разгон в три этапа:

Поиск максимальной стабильной частоты - главная и приоритетная задача.

Поиск максимальной частоты, при которой загружается ОС и проходят легкие тесты.

Поиск максимальной частоты опорной шины*.

В качестве системы охлаждения был использован кулер Cooler Master Hyper 212 Plus с двумя скоростными 120-мм вентиляторами. Тестирование проходило на открытом стенде.

Этап первый. Для начала, выясним, на какой частоте наш экземпляр процессора способен без сбоев проходить все тесты. В результате экспериментов стабильная частота Core i7 950 составила 4200 МГц

Для обеспечения стабильной работы пришлось поднять напряжения на ядре процессора и шине QPI:

	Номинал	Разгон
Напряжение на ядре CPU, В	(1,24 по мониторингу)
Напряжение на шине QPI, В
Напряжение на оперативной памяти, В
Функция Load Line Calibration	(выключена по спецификации Intel)	Включена

Теперь посмотрим, на какой частоте процессора получится загрузить ОС, снять скриншоты и пройти легкие тесты. Итогом испытаний стала частота 4400 МГц:

Не секрет, что ранним версиям процессоров Core i7, основанным на степинге С0, не часто удавалось превзойти барьер частоты опорной шины в 200 МГц. Конечно, многое зависит и от материнской платы, но факт остается фактом. С появлением процессоров на новом степпинге "проблема" с барьером частоты опорной шины не была полностью решена, однако дело сдвинулось с мертвой точки, и теперь рубеж в 200 МГц стало перейти немного легче. Наш экземпляр процессора смог работать при частоте шины в 213 МГц. Для сравнения - в нашей тестовой лаборатории побывало несколько экземпляров Core i7, основанных на степпинге C0, но ни один из них не смог работать на частоте шины выше 201-203 МГц.

Тестирование

Сводная информация о конфигурации тестового стенда представлена в таблице:

Центральный процессор	Intel Core i7 950
Система охлаждения	Cooler Master Hyper 212 Plus + 2x120мм вентилятора
Материнская плата	ASUS P6T Deluxe Palm OS Edition
	Apacer DDR-3 @ 1600MHz @ 8-8-8-24 @ 1.65V
Блок питания	IKONIK Vulcan 1200 Вт
Жесткий диск	Samsung SpinPoint 750 Гб
	Открытый стенд
Операционная система	Windows Vista Home Basic x64 SP1
Версия драйверов
Видеокарта	AMD Radeon HD 4830

Вначале посмотрим, как справится Core i7 950 с тестированием в Everest Ultimate.

С ростом тактовой частоты процессора и частоты шины QPI после разгона результаты тестов подсистемы памяти не сильно изменились. В то же время, вычислительные тесты, нагружающие ЦП, хорошо реагируют на рост тактовых частот, на что указывают заметно возросшие показатели разогнанного Core i7 950.

Процессорный тест, входящий в состав 3DMark Vantage, поддерживает многопоточность и хорошо реагирует на рост тактовых частот ЦП. Как видите, благодаря разгону, Core i7 950 буквально "расправил крылья". Вычислительная мощь центрального процессора не будет лишней в игровых приложениях и 3D-бенчмарках, особенно для графических тандемов, состоящих из нескольких видеокарт.

Скорость архивирования данных зависит не только от количества вычислительных потоков ЦП и частоты ядра, но также и от производительности оперативной памяти. Работающая на частоте 1600 МГц память DDR-3 дает возможность процессору Core i7, разогнанному до 4,2 ГГц, продемонстрировать все свои вычислительные способности.

3D-рендеринг - традиционно сильная сторона процессоров Intel. Благодаря поддержке Hyper-Threading, четырехъядерный процессор Core i7 950 способен одновременно выполнять до восьми вычислительных потоков, что позволяет получить дополнительный прирост. Тестирование в Cinebench R10 демонстрирует хорошую масштабируемость результатов, когда за дело берутся все четыре ядра процессора Core i7 950.

Расчеты числа "пи" с точностью до 1 млн знаков после запятой - традиционная соревновательная дисциплина для оверклокеров и бенчеров всего мира. Еще совсем недавно над покорением 10-секундного барьера трудились сильнейшие энтузиасты, а теперь практический каждый пользователь может покорить эту вершину, достаточно лишь немного постараться.

Кроме теста Super Pi, большой популярностью среди энтузиастов также пользуется тест wPrime 1.55, который вычисляет квадратные корни целых чисел с различной точностью. Как видите, прирост частоты Core i7 950 заметно отражается на результатах.

И, наконец, еще один синтетический бенчмарк, разработанный нашими соотечественниками - Titan"s Benchmark. Итоговый балл теста вычисляется на основе данных о производительности CPU и подсистемы памяти, тест поддерживает многопоточность и практически все современные наборы инструкций.

Выводы

С выпуском процессора Core i7 950 компания Intel расширила линейку собственных ЦП для настольных ПК класса "hi-end". На наш взгляд, этот процессор найдет свое место в игровых станциях энтузиастов, а также станет неплохим решением для оверклокеров. К достоинствам новинки можно отнести хороший потенциал разгона и традиционно высокую для всей линейки процессоров Core i7 производительность.

	Core i7 975 Extreme	Core i7 965 Extreme	Core i7 950	Core i7 940	Core i7 920
Ядро	Bloomfield	Bloomfield	Bloomfield	Bloomfield	Bloomfield
Техпроцесс	45 нм	45 нм	45 нм	45 нм	45 нм
Степпинг ядра	D0	C0	D0	C0/D0	C0/D0
Частота, ГГц	3,33	3,2	3,06	2,93	2,66
Кэш L1, кб	32/32	32/32	32/32	32/32	32/32
Кэш L2, кб на ядро	256	256	256	256	256
Кэш L3, Мб	8	8	8	8	8
TDP, Вт	130	130	130	130	130
Шина QPI, миллиардов пересылок в секунду	6400	6400	4800	4800	4800
Hyper-Threading	Да	Да	Да	Да	Да