Půjde Ivy Bridge skvěle taktovat? Není to jisté!
autor: Z. Obermaier , publikováno 15.1.2012

Procesory Sandy Bridge jdou luxusně přetaktovat, od Ivy Bridge se očekávájí ještě lepší možnosti, bude to tak?

Procesory architektury Sandy Bridge jdou skvěle taktovat, kdy frekvence 4,8-5,0 GHz nebývají s dobrým chlazením problém pro téměř žádný Core i7-2600K nebo podobný čip. Ti šťastnější dosáhnou podobné frekvence při reálném napětí pod 1.4V což značí eklusivní kousek CPU. Intel za dva měsíce a pár dnů uvede jejich nástupce Ivy Bridge. Nejde pouze o tradiční die-shrink ale o kompletně nový výrobní proces. Klasické planární tranzistory byly vyměněny za nové 3D prvky, společně s 22nm výrobou jde o ohromný technologický skok kupředu.

S každou změnou výrobního procesu se téměř vždy sníží společně s napájecím napětím také spotřeba/vyzařované teplo. Platí to hlavně u čipů jež zůstaly vlastně nezměněné uvnitř, jen se zmenšily. Což pro Ivy Bridge platí. Jádra, cache i další části čipu jsou stejné. Došlo k několika úpravám grafiky a video enginu. Tedy nenarostl ani počet výpočetních jader, ani se nezvětšila cache. Z hlediska spotřeby jde tedy o výrazný pokles (20W na default). Menší napětí = menší vyzařované teplo = větší potenciál k taktování. To vše by mohlo platit ... ale je tu jiný problém (možná jich je i víc) ...

 Půjde Ivy Bridge skvěle taktovat? Není to jisté!

Abych mohl onen problém uvést, musím začít krapet zeširoka a pohledem na starší čipy. Na prvním obrázku se díváme na jádro Nehalem (Clarksfield) procesoru vyrobeném na 45nm technologii. Jádro se čtyřmi jádry (a PCI-E sběrnicí) má rozměr 263 mm čtverečních. Už na první pohled je jasné, že Sandy Bridge jádro uprostřed se čtyřmi jádry a grafikou je menší. Celkově je rozměr 216 mm čtverečních, kdy procesorová část zabírá +/- 166 mm čtverečních. Podívejme se ale na Ivy Bridge na třetí fotografii.

Opět je na první pohled zřejmé, že jádro je menší. Prostým změřením dojdeme k číslu 160 mm čtverečních. Jde o jádro se čtyřmi jádry a integrovanou grafikou. Procesorová část zabírá plochu pouhých 107 mm čtverečních. To je o 35 procent menší plocha než u Sandy Bridge. A to je právě možná onen problém. Objevila se totiž zajímavá domněnka potvrzená i praktickými testy, že die procesorové části je tak malé, že není po přetaktování schopné předat větší množství tepla do heat-spreaderu na procesoru.

Jelikož procesor Core i7-3770K máme v redakci k dispozici, víme, že taktování nad 5 GHz při výrazně nižším napětí (1.25V) než současné Sandy Bridge je možné. Ke stabilnímu chodu za vše okolností je ale nutné napětí kolem 1.3V (5,2 GHz) tedy podobné dnešním Sandy Bridge čipům. Vyzařované teplo tedy bude +/- podobné, ale plocha kterou se teplo předává do heat-spreaderu je o 35 procent menší a to je hodně velký rozdíl. Několik neoficiálních zdrojů hovoří o situaci, kdy se takto přetaktovaný procesor plně zatíží (všechna jádra) v náročné aplikaci, teplota procesoru stoupne tak radikálně, že jej chladič nestačí odvést a procesor začně "trottlovat" tedy snižovat takt a napětí. Eliminovat tento problém se nepodařilo ani vodním chlazením, ani suchým ledem s teplotou hluboko pod bodem mrazu.

Potenciálních problémů může být několik. V prvé řadě můžeme být skutečně na limitu kdy plocha čipu není dostatečná k odvedení takového množství tepla, což se mi jeví nepravděpodobné. Procesory Core 2 Duo se 45nm jádrem Woldale měly plochu stejnou (107 mm) a také s odvedením tepla neměly problém. A to mají mnohem vyšší napětí a hřejí podstatně více. Zde už ale není žádné řešení jak potenciální problém opravit. Jako mnohem pravděpodobnější se jeví špatná spojovací vrstva mezi čipem a heat-sdpreaderem. Jádro může být špatně přiletováno nebo může být pájka nekvalitní a díky vysokému tepelnému odporu se zkrátka teplo nedostane ven všechno a dostatečně rychle. Zde může Intel ještě zasáhnout a problém napravit. V tuto chvíli ale již probíhá masová výroba, tedy zde také není mnoho prostoru k opravě.

Třetím možným problémem je samotný výrobní proces a chování 3D tranzistorů jež možná se zvýšeným napětím hřejí mnohem víc než současné planární. O tom svědčí i maximální hodnota Tcase jež je u Ivy Bridge 105 C a u Sandy Bridge pouze 73 C! Posledním potenciálním problémem je pak BIOS současných desek, přeci jen dva až tři měsíce před uvedením nemusí všechny ochranné funkce fungovat ještě korektně. Vše ukáže až čas, my se chystáme řádně tento fenomén prozkoumat už příští týden na mnohem lepší desce Asus s posledním BIOSem pro 22nm procesory a podáme vám zprávu ... zatím to ale vypadá, že možnosti taktování Ivy Bridge na "vzduchu" se mnoho od současných Sandy Bridge lišit nebudou. To ale nevadí, výkon díky nějakým změnám v architektuře narostl měřitelně. Ivy Bridge a Sandy Bridge na stejném taktu nemají stejný výkon ... o tom ale až někdy příště.

zdroj: Chen Shang Information



Tagy: Ivy Bridge  Overclocking  Sandy Bridge  Intel  LGA 1155  Tcase 105C  
 
Komentáře k článku
RSS
Pouze registrovaní uživatelé mohou přidat komentář!
15.1.2012 13:58:54   178.18.71.xxx 323
Tak ja sa priklanam k problemu z novými tranzistormi. Tie su uz viac pripominaju Cube strukturu a problem z chladenim bude urcite a bude sa musiet riesit tekutym kovom v buducnosti alebo to mam pomýlene a 3D trnazistory nie su cesta k viacvrstvovým cipom?
15.1.2012 14:38:39   193.165.2.xxx 371
Taky si myslím. Ta nejspodnější vrstva nejhůře odvádí teplo, když nepočítám přirozené okolí, tak k chladiči se dostane jen tak, že projde přes vyšší vrstvy, které tím zaprvé ohřeje, a zadruhé jako následek se ještě více zpomalí přechod tepla, protože klesne rozdíl teplot mezi vrstvami. Proto si myslím, že porovnání plochy Ivy Bridge a Core 2 čipů je irelevantní.
16.1.2012 23:12:46   89.173.5.xxx 00
Cele to podla mna vyriesi ten, co zlozi heatspreader a pouzije chladic s directCU alebo vapour-chamber. Lepsie technologie na odvod tepla uz bezny clovek nezozenie.

Mozno liat helium na hole jadro, ale vraj by to nepomohlo, lebo sa vytvori akysi oblacik pary nad kontaktnou plochou. Najlepsie by mohlo byt cirkulovanie odpareneho dusiku alebo helia v nejakej trubke.
15.1.2012 15:03:17   78.157.177.xxx 562
no jestli je problem jen v tom, ze jdou taktovat "jen stejne" (pro normalni lidi a ne pro rekordy) jako SB tak v tom problem opravdu nevidim...
15.1.2012 16:24:50   81.201.48.xxx 2710
Intel musí na těhle čipech pěkně vydělávat. Čim dál menší plocha čipu a čim dál větší cena.
15.1.2012 17:19:44   178.18.71.xxx 110
A este ked moze tieto procaky dodavat nadnesene povedane na tony vo vagonoch. Ma dost vyrobných kapacit.
15.1.2012 18:30:27   158.193.64.xxx 170
No keby nie tak to nerobia Ale na druhej strane ... vkladajú nemalé prostriedky do vývoja
15.1.2012 17:26:10   83.252.158.xxx 913
Pochvala autorovi za dobry clanok. I ked jedna sa zatial len o uvahu este nie oficialne podlaozenu.
A kazdopadne si myslim ze konec koncov s taktovanim problem naozaj nebude a keby aj bol tak sa bude objavovat o ktorych bezny uzivatel nema ani paru.
Pre nas ostatnych co slintaju po 22nm na 5GHz to ale tak ci tak vidim pozitivne - po odladeni zakladnych dosiek to nebude problem.
15.1.2012 17:27:14   83.252.158.xxx 414
Rozbalit komentářPříspěvek byl automaticky zabalen pro velké množství negativních hlasů.
15.1.2012 19:25:20   89.176.93.xxx 1119
"Procesory Core 2 Duo se 45nm jádrem Woldale" to jsem zaspal nějaká jádra? Nemá tam být Wolfdale? ;)
15.1.2012 20:56:19   89.235.32.xxx 325
zaspal jsi toho hodne kdyz resis takove ptakoviny...
16.1.2012 16:08:39   89.176.93.xxx 30
ptheodorou napsal:
zaspal jsi toho hodne kdyz resis takove ptakoviny...

Ano máš pravdu je to sice jen ptákovina, osobně mě zajímá ten problém u Ivy neboť na ně čekám, je mi jasné že autor je také člověk a může mu vypadnout písmenko tak jsem jen chtěl upozornit na chybičku. Možná jsem to nenapsal zrovna správnou formou. peace
16.1.2012 13:35:07   88.103.171.xxx 40
Jaký možná? Řešil jsem podobny problém s plochou čipu na HD4770. Když jsem jí chladil pasivně, tak docházelo k jevu, kdy byla teplota gpu 70st a teplota chladiče 50st. Chladič jsem zkoušel znovu nasazovat, s pastou jsem šachoval a pořád stejný. Jako nemůžu ale říct, zda to bylo plochou nebo možná novým neodladěným výrobním procesem, což by mohl být i případ intelu. Chci jenom říct že pokud je jakýkoliv problém v přenosu tepla, tak se to dá poznat na rozdílu teplot cpu/gpu a heatsinku, kdy je heatsink studený a cpu se hřeje.
16.1.2012 19:07:37   193.85.36.xxx 00
Podle me sou tyhle spekulace zbytecny..Resilo se to tu uz mnohokrat pri prichodu novych architektur.A vzdycky sli taktovat a jeste mnohem lepe nez predesla architektura. Jen pripominam sok ktery obletel internet ze Sandy Bridge nepujdou taktovat a takrka kazdy 2. kousek se slusnym chlazenim se dostane na hranici 4,8-5 GHz ...Jinak chvalim za peknou uvahu jenom bych z toho nedelal takovy rozruch ;)

Redakce si vyhrazuje právo odstranit neslušné a nevhodné příspěvky. Případné vyhrady na diskuze(zavináč)pctuning.cz

79 čtenářů navrhlo autorovi prémii: 33.1Kč Prémie tohoto článku jsou již uzavřené, děkujeme za váš zájem.
Tento web používá k poskytování služeb soubory cookie.