Hlavní stránka Hardware Procesory, paměti Procesory Core i7 - test architektury Nehalem
Procesory Core i7 - test architektury Nehalem
autor: Z. Obermaier , publikováno 3.11.2008
Procesory Core i7 - test architektury Nehalem

Dnes končí dlouhé čekání na oficiální uvedení nové architektury Intel. Právě nyní skončilo embargo na informace, a internet bude během okamžiku plný testů nových procesorů. My také nemůžeme zůstat pozadu a první test našeho "Nehalem týdne" vám nabízíme. Bude nová architektura výkonnější než ta stávající? Je přínos adekvátní pořizovací ceně? Na tyto otázky vám přinášíme odpověď ve více než 30-ti testech.


Procesory Core i7 - test architektury Nehalem

Intel uvádí své produkty podle několik let fungujícího klíče. Tento model se jmenuje Tick-Tock a představuje vždy dva kroky stávající architektury. Prvním krokem je Tock, který přináší na trh zcela novou architekturu na běžném výrobním procesu své doby. Příkladem budiž nástup architektury Core (Core 2) na 65 nm výrobním postupu. Druhá fáze se jmenuje Tick a vylepšuje původní řešení o pokročilejší výrobní proces, z praxe je to přechod procesorů Core 2 ze 65nm na 45nm výrobní postup.

Procesory Core i7 - test architektury Nehalem

První zmínky o architektuře Nehalem (pod jinými názvy), se datují už do roku 2001. Vývoj tedy probíhal na pozadí nástupu architektur Netburst i Core. Po šesti letech vývoje, nyní stojíme opět na přelomu, v prvotní fázi Tock. Dva roky od Core 2 přichází tato zásadně inovativní fáze technologicky-produkčního modelu Intelu. Přehoupli jsme se od architektury Core do další éry procesorů Intel, k architektuře Nehalem. Ta samozřejmě v první fází Tock nabízí řešení na stávajícím 45nm výrobním procesu, který je ale na hranici svých možností. K razantnímu navyšování výkonu je již nutné vzhlížet dále - k 32nm výrobě. Ta náš čeká již příští podzim, ale bavit se o ní dnes ještě nemá význam.

S nadcházející architekturou nepřichází mnoho tajemství, protože velkou část informací jsme věděli dávno před dnešním launchem. Několik klíčových znaků procesorů totiž uniklo na veřejnost už před dvěma roky (říjen 2006). Ano, při uvedení Core 2 jsme se dozvěděli, že příští architektura Nehalem bude mít dvě procesorové řady (Bloomfield a Lynnfield). Tehdy zprávy informovaly o tří kanálovém řadiči pamětí a nahrazení FSB novými sběrnicemi QPI (dříve CSI). Také názvy patic (Socket B a H) nebyl tajemstvím už dva roky. Už tenkrát se dokonce proslýchalo, že bude opět přítomen Hyper-Threading. Pokud se na tehdy zveřejněná data podíváme dnes - zjistíme, že všechna se skutečně potvrdila. Do skládanky o procesorech Nehalem, nám v podstatě chyběly pouze dvě věci - oficiální název procesorové řady a jejich výkon. Označení Core i7 je dávno venku a odhalení výkonu nás čeká nyní. Mystérium Nehalemu bude dnes kompletně odhaleno.

Phenom a Core i7, podobnost není náhodná

Procesory Core i7 - test architektury Nehalem

Podívejme se na vývoj trhu procesorů v širších souvislostech. V době kdy Intel uvedl první procesory architektury Core 2, konkurence AMD teprve soupeře připravovala. Stávající Athlony 64 X2 již svým výkonem nemohly konkurovat. Nástupcem byl samozřejmě čip architektury K10 (Phenom), ten v sobě skrýval několik zásadních novinek (nativní čtyřjádro, integrovaný řadič DDR2).

Špatná finanční situace ale donutila AMD k několika zásadním kompromisům, které se ukázaly jako fatální. Uspěchané uvedení Phenomů neprovázely úspěchy. Největším problémem Phenomu byl totiž jeho počet jader. V době, kdy sotva kdo využil jádra dvě, byl příchod pouze čtyřjádrového čipu naprostým bláznovstvím. Pokud by AMD tehdy uvedli nejprve dvoujádra na architektuře K10, a čtyřjádro až mnohem později, mohla být jejich dnešní situace radikálně jiná a lepší. Bohužel stalo se, a úspěšnost Phenomu byla mizivá. K pozdnímu uvedení se přidala nafouknutá bublina TLB bug, a i když byl výkon "takt na takt" velmi podobný čipům Core 2, mnoho zákazníků si Phenomy nekoupilo.

Procesory Core i7 - test architektury Nehalem

Za neúspěch ale nemohl procesor samotný, ale mizerný marketing AMD - který mimochodem trvá dodnes a spousta produktů na něj doplácí. AMD zkrátka neumí své zboží dostatečně dobře propagovat a prodat. Naopak samotná architektura Phenomů byla velmi moderní a přinášela výhody a principy stabilních serverových řešení do domácností. Celá koncepce procesoru je velmi pokroková, ovšem některé funkce se nepodařilo dotáhnout do konce. Když řeknu, že Nehalem je dotažený koncept Phenomu k dokonalosti, nebudu daleko od pravdy.

Intel si od AMD "vypůjčil" v podstatě všechny, navenek viditelné klíčové vlastnosti procesoru. Integroval do čipu paměťový řadič, zastaralou sběrnici FSB nahradil univerzálnějším rozhraním QPI. Všechna jádra jsou u Core i7 nativní a ne "slepená" jako u Core 2. Intel dokonce kopíruje i situaci s uvedením Phenomů, protože na architektuře Nehalem se nedočkáme čipů s méně než čtyřmi jádry (kromě notebooků). Doba ale pokročila a Intel dohnal to, co AMD zanedbali. Dal novým procesorům možnosti vysokých pracovních frekvencí a hlavně velmi sofistikované řízení spotřeby. To co se s konkurenčním Phenomem nepovedlo a nebylo dotažené do konce (i když byl koncept dobrý) je nyní zde v podobě procesoru Core i7.

Pokud by vás napadlo, že je Core i7 "okopírovaným" Phenomem, mýlíte se. V některých navenek viditelných znacích, jsou si procesory podobné a Intel se očividně inspiroval u konkurence. Uvnitř je ale architektura Nehalem významně odlišná. Proto je také výkonový náskok vůči Phenomu tak výrazný (uvidíme v testech). Pokrok zkrátka nelze zastavit a Intel přejal všechny zajímavé vlastnosti dnešních procesorů a integroval je do své novinky. Pokud bychom se podívali na Core i7 podrobněji, najdeme zde funkce z mnoha dalších produktů, ne jen procesorů AMD.

Detailní pohled na architekturu

Dnes se zabývat architekturou nebudeme, už jsme to udělali před časem. Zde si přečtěte první a druhou část vyčerpávajícího pojednání od Eagla. Zmíněnou dvojici článků si určitě kompletně přečtěte, jinak pro vás nebude obraz nových procesorů kompletní. Zde použiji jen několik závěrů z oněch článků.

Procesory Core i7 - test architektury Nehalem

S novou architekturou přichází zajímavá novinka v podobě jediného procesorového jádra pro všechny platformy. Už nebude existovat trojice nepatrně jiných jader pro servery, desktop a notebooky. S architekturou Nehalem bude Intel používat ve všech zařízeních stejné jádro beze změn. To opět nové procesory přibližuje serverovému segmentu, pro který bylo optimalizací provedeno nejvíce. Díky úsporným funkcím není problém ani s čipy pro notebooky. To umožní snížit náklady na výrobu a optimalizovat výkon aplikací na všechny platformy zároveň.

Procesory Core i7 - test architektury Nehalem

První novinkou je integrovaný řadič pamětí DDR3. To zcela a navždy zapovídá vstup DDR2 pamětí do této architektury, která s nimi již nepočítá. Paměťový řadič je tří-kanálový a přináší skutečně razantní nárůst propustnosti pamětí a snížení latencí. Tam kde Core 2 potřebovalo k vysokému výkonu DDR3 na frekvenci 1600MHz a vyšší, si vystačí Core i7 s pomalými DDR3 1066MHz při vyšším výkonu. Sami tento fakt potvrdíme v testech.

Další stěžejní záležitostí je sběrnice QPI, která nahradila pomalou FSB. Výhody této sběrnice využijí spíše servery, protože na desktopu skrze ní bude komunikovat pouze procesor a I/O Hub (severní můstek). Tam QPI končí a severní a jižní můstek spolu komunikují skrze DMI sběrnici. Přenosová rychlost sběrnice záleží na osazeném procesoru, může být maximálně 6,4GT/s a u levnějších čipů 4,8GT/s.

Procesory Core i7 - test architektury Nehalem

Často vytýkanou vlastností čtyřjader Core 2 Quad, byla jejich koncepce dvou dvoujader spojených FSB. Toto řešení je na jednu stranu levnější, než nativní čtyřjádro ale znamená náročnější návrh základních desek a severních můstků. Tento zjednodušený model čtyřjader s Nehalem končí, čip je skutečné nativní čtyřjádro.

Velmi důležitá je nová správa spotřeby, která umožňuje zcela vypnout nevytížená jádra CPU a tím snížit spotřebu při malé zátěži systému. Pro detailní informace o nových úsporných režimech nahlédněte do výše zmíněných článků o architektuře.

Poslední důležitou vlastností je Hyper-Threading, který vám umožní ze čtyř stávajících jader procesoru, učinit osm virtuálních. Mnozí se obávali stejného efektu, jako u Pentia 4. Tam se po zapnutí HT (Hyper-Threading) v mnoha aplikacích výkon snížil, u Nehalemu to ale striktně neplatí! Otestovali jsme to, a vy se podíváte v testech. Nesmíme zapomenout ani na Turbo Mode, kdy vám systém umožní využít vyšší násobič než ten základní u všech modelů. To může mít vliv na výkon aplikací, které těží více z frekvence a ne počtu jader.

Co čekat od Nehalemu?

Procesory Core i7 - test architektury Nehalem

Počítáme, že jste si všichni náš dvoudílný rozbor architektury důkladně prostudovali. Naše krátké shrnutí popisu novinek ukončím několika Eaglovými myšlenkami z předešlých článků, které jen připomenou tehdejší závěry a očekávání:

  • Nehalem není principielně žádná velká revoluce. Je to spíše oprášení některých konceptů známých z Pentia 4 a jejich integrování do architektury Core + okopírování konceptu integrovaného řadiče RAM od AMD.
  • Domnívám se, že Nehalem se po uvedení s přehledem stane nejrychlejším procesorem na trhu a to zejména v oblasti multi-threaded software – tedy u serverů a pracovních stanic. Prostřednictvím integrovaného paměťového řadiče Intel konečně odbourá poslední vážný nedostatek architektury Core – vysokou latenci při náhodném přístupu k datům, která se nevešla do cache.
  • Co ale Nehalem přinese běžným uživatelům? V některých případech (třeba u Photoshopu náročného na propustnost pamětí) určitě vyšší výkon, v mnoha jiných ale přínosy nebudou až tak razantní a místy dokonce může dojít v důsledku změn k poklesu výkonu, byť to bude spíše výjimečná situace. Jednoduše řečeno Nehalem nepřináší ani nic úžasně převratného, jako tomu bylo u Core (fúzování instrukcí, spekulativní načítání potenciálně aliasovaných paměťových adres, 128bit SSE jednotky), ani nijak rapidně nezvyšuje frekvence. Majitelé stávajících procesorů architektury Core patrně nebudou mít mnoho důvodů k upgrade, pokud tedy zrovna nepoužívají silně multithreaded aplikace.
  • Integrovaný paměťový řadič odbourává hlavní nedostatek současné platformy Core.
  • Větší instrukční okno znamená lepší možnosti paralelizace.
  • Fúzování instrukcí funguje i v 64bit režimu.
  • Turbo mode – konečně aspoň maličké zlepšení pro neoptimalizované aplikace.
  • Hyper-Threading
  • Procesor je striktně zaměřen na multi-threading. To je sice skvělá zpráva pro servery, ale již méně pro desktopy, kde stále většina aplikací je jednovláknová a nic nenasvědčuje tomu, že se to v blízké době změní.
  • Na architektuře Nehalemu je vidět, že multi-threadovému výkonu ustupuje výkon na jedno jádro – cache je oproti Core pomalejší a fyzické jádro sdílí prostředky mezi logická jádra, v některých případech dokonce ne na bázi konkurence, ale na bázi pevného rozdělení zdrojů na polovinu.
  • Počáteční úvodní frekvence jsou pouze na stejné úrovni jako u předchozí generace procesorů a to při podobné / vyšší spotřebě. To může znamenat, že aplikace, které nejsou schopné těžit ze zlepšení (tj. zejména aplikace, které nejsou příliš závislé na rychlosti přístupu k paměti) a které by naopak těžily z vyšších frekvencí, na novince nepoběží o mnoho lépe než na současných generacích.
  • Využití Hyper-Threadingu je stále v mnoha ohledech diskutabilní. Opět je to vynikající věc pro servery, ale u desktopů vede k velmi nepříjemnému fenoménu ignorování priorit procesů, tedy situaci, kdy jsou potírány snahy uživatele / operačního systému o přidělování výpočetních prostředků na základě potřeb.

Co bude s Core 2?

Procesory Core i7 - test architektury Nehalem

Intel si je vědom, že první procesory platformy "Bloomfield" (patice LGA 1366) nejsou masovou záležitostí a patří pouze do absolutného high-endu. Proto jsou procesory i základní desky velmi drahé a cenu si udrží stejnou řadu měsíců. Ve střední a vyšší třídě bude tedy Intel dále dodávat procesory Core 2, v nejbližších měsících dojde k uvedení i několika nových modelů.

K ukončení výroby všech Core 2 procesorů dojde na podzim příštího roku, kdy budou nahrazeny mainstreamovou platformou architektury Nehalem - Lynnfield a později Havendale (s integrovaným grafickým jádrem). Do té doby budou procesory Core 2 legitimním souputníkem Core i7 pro nižší segmenty trhu.



 
Komentáře naleznete na konci poslední kapitoly.
305 čtenářů navrhlo autorovi prémii: 137.3Kč Prémie tohoto článku jsou již uzavřené, děkujeme za váš zájem.
TOPlist
Tento web používá k poskytování služeb soubory cookie.