Hlavní stránka Hardware Procesory, paměti Intel Core i7-3770K – 22nm Ivy Bridge do desktopu
Intel Core i7-3770K – 22nm Ivy Bridge do desktopu
autor: Z. Obermaier , publikováno 23.4.2012
Intel Core i7-3770K – 22nm Ivy Bridge do desktopu

Na nástupce Sandy Bridge jsme si museli krapet déle počkat, čekání se ale vyplatilo. Ivy Bridge nabízí bezkonkurenčně nejmodernější 22nm výrobní postup, 3D tranzistory, nízkou spotřebu a vysoký výkon. Dnes testujeme nejvyšší čtyřjádrový model do desktopu, levnější modely dorazí později. S koncem NDA vám přinášíme první výsledky!


Intel Core i7-3770K – 22nm Ivy Bridge do desktopu

 

Tato kapitola je možná jedna z nejdůležitějších, pro mnohé z vás bude měřítkem při rozhodování zdali upgradovat či nikoliv. Mnohokrát jsem zmínil, že taktování Ivy Bridge je horší než Sandy Bridge. Toto tvrzení ale chce důkaz, jež vám nabídneme v této kapitole. Až se na ně podíváme, zamyslíme se společně proč jsou výsledky jaké jsou a kde se pravděpodobně stala chyba.

Intel Core i7-3770K – 22nm Ivy Bridge do desktopu

Když vidíme srovnání pěkně vedle sebe, má už opravdovou a kompletní vypovídací hodnotu. Nejdříve zhodnoťme napětí a frekvence. Procesoru Core i7-3770K stačí až do frekvence 4,6 GHz nižší napětí než Core i7-2600K. Od této frekvence a napětí 1,3V naopak potřebuje vyšší hodnoty než Sandy Bridge. I když jsou hodnoty napětí Ivy Bridge nižší, teploty jsou výrazně vyšší. S napětím 1,3V je teplota Core i7-3770K vyšší o 10C než u Core i7-2600K. Tento trend pozorujeme už od nejnižších taktů. S vyšším napětím pak už teplota stoupá rychleji. Při stejném napětí 1,4V je už Ivy Bridge o 20C žhavější. Pokud porovnáme teploty dle frekvence, je na taktu 4,8 GHz rozdíl mezi Core i7-2600K a Core i7-3770K asi 15C. Maximálních hodnot TcaseMax dosáhnout oba procesory na stejném napětí - 1,5V. Ivy Bridge se zahřeje na 105C a Sandy Bridge na 73C, v obou případech začnou čipy omezovat výkon a napětí ve snaze se ochladit. Aby byl Ivy Bridge v taktování lepší, potřeboval by snížit hodnoty napětí o 0,1-0,15V. Pak by byly vlastnosti srovnatelné se Sandy Bridge.

Z grafu jasně vyplívá, že pokud budeme považovat teplotu 65C jako maximální pro zátěž se vzduchovým chlazením, dosáhnete na Core i7-3770K frekvence 4,6 GHz ale na Core i7-2600K vám umožní až 4,9 GHz. Rozdíl je tedy 300 MHz v přetaktování pro Sandy Bridge.

Další veličina v grafu je výkon. Je jasně vidět, že Core i7-3770K má na stejných frekvencích vyšší výkon. Ve všech nastaveních je rozdíl asi 3 procent ve prospěch Ivy Bridge. Pokud to převedeme na frekvence, je Ivy Bridge na taktu 4,6 GHz stejně výkonný jako Sandy Bridge na 4,8 GHz. Všimněte si výsledků v Cinebench z grafu. Rozdíl je tedy +/- 200 MHz. Můžeme tedy říci, že Core i7-3770K na 4,6 GHz bude výkonný jako Core i7-2600K na 4,8 GHz. Tím se částečně kompenzuje nevýhoda nižších taktů mezi Ivy Bridge a Sandy Bridge po přetaktování.

Posledním, žlutým průběhem je spotřeba. I když má Core i7-3770K nižší napětí, spotřeba je vyšší. Například na 1,2V je spotřeba Core i7-2600K nižší o 30W a to je už celkem hodně. Na frekvenci 4,6 GHz si žádá Core i7-3770K 179W, starší čip Core i7-2600K si o 172W řekne na 4,8 GHz. Spotřeba u Ivy Bridge stupá strměji a ke konci je už doslova ohromná. Na taktech 4,9 GHz při adekvátních napětích obou čipů je Sandy Bridge úspornější o 83W a to je hodně velký rozdíl. Po stránce taktování, následné spotřeby a teplot tedy Ivy Bridge nad starším čipem zřetelně zaostává. Je zkrátka znatelně horší. Proč tomu tak je? - Pokusíme se nad tím zamyslet.

Proč je Ivy žhavý, nenasytný a nejde tak dobře taktovat?

Intel Core i7-3770K – 22nm Ivy Bridge do desktopu

Problém s teplotou u Ivy Bridge se projevuje takto: Po zatížení CPU se z klidové teploty 34C během jedné vteřiny dostane čip třeba do 70-80C (dle napětí) a dále pozvolna stoupá nebo se drží na této úrovni. U Sandy Bridge je nástup teplot pozvolnější - chladič má více času teplo od čipu odvést. Že je přenos do chladiče u Ivy Bridge horší jsem testoval a zmínil už dříve. I když čip hlásí vysoké teploty, chladič zůstává dlouho jen vlažný, u Sandy Bridge se rozpálí mnohem rychleji. Problém u Ivy Bridge je ten, že tomuto jevu se nedá zabránit ani s vodním nebo extrémním chlazením. Zkoušel jsem to s dusíkem a i při teplotě čipu po nulou, teploty při zatížení vyskočily o desítky stupňů vzhůru. Při teplotě -30C hlásil čip v zátěži stále teplotu +30C!

Potíže Ivy Bridge jsou tedy způsobeny několika faktory. První je zatím ještě neodladěný výrobní proces, Ivy Bridge prostě nemůže pracovat na napětích jako Sandy Bridge nebo dokonce vyšších (viz náš graf). Celý 22nm proces s Tri-gate tranzistory je navržen na velmi nízké napětí. I při plánovaném nízkém napětí jsou proudy procházející tranzistory vyšší než u Sandy Bridge, pokud ale toto nízké napětí nebylo dodrženo, respektive jej stav 22nm výroby zatím neumožňuje, tak jsou proudy násobně vyšší než u 32nm výroby s planárními tranzistory. To znamená vysoké zahřívání a spotřebu, s níž původně nebylo počítáno. Aby Intel zachránil co mohl, musel dát čipům extrémně vysoké TcaseMax 105C. Pokud by jej nechal nižší, čip by neustále "throttloval". Dále se pojistil a na krabičky dal TDP 95W. O problematické výrobě také hovoří vysoká pracovní napětí v klidu.

Druhým faktorem je velikost samotného čipu. Podívejte se na srovnání fotografií. Nalevo jádro Nehalem, uprostřed Sandy Bridge a napravo Ivy Bridge. Víme, že čip zkrátka hřeje více než Sandy Bridge. Ale plocha jíž se teplo musí předat dále se zmenšila. A to ne o kousek ale o 35 procent. Procesorová část Ivy Bridge má o třetinu menší plochu než Sandy Bridge. Takže více tepla musíme přenést menší plochou a to je problém, doslova ohromný problém. Přenos do chladiče je pomalejší, proto jsou chladiče vlažné a samotný procesor se doslova smaží.

Existuje zde řešení? - Ano existuje. Jediným řešením jde odladění výrobního procesoru, aby mohly čipy pracovat na plánovaném nízkém napětí. Aby byl Ivy Bridge chladnější než Sandy Bridge a dal se taktovat lépe se současným procentuálním navýšení napětí jak jsme zvyklí, musí být jeho pracovní napětí na defaultu (v zátěži) pod 1V. Ideálně 0,85V místo 1,16V. To se ale nejspíš hned tak nepodaří, dostatečné by bylo snížení napětí o 10-15 procent. Na hodnotu 1V v zátěži pro frekvence jež čip má. Pak by se mohl čip teplotami i spotřebou po taktování se Sandy Bridge srovnat. Zdali se to Intelu podaří v dalších revizích je otázka, zatím to na to nevypadá. Výjimky se ale najdou ...

Core i7-3770K revize E0

Vše výše popsané nemusí platit pro ty nejlepší čipy z nejlepších. Někde u středu wafferu se totiž občas může objevit čip, jež má základní VID (default napětí) podstatně nižší než ostatní procesory. A ten se pak dá nejen lépe taktovat než Sandy Bridge, ale ani se nemusí přehřívat. Takových procesorů je ale pouze hrstka. Je s podivem, že v předchozí revizi E0 (stepping 8) se jich vyskytovalo celkem dost a tím se E0 stala velkou raritou a žádným zbožím. My dva takové máme.

Intel Core i7-3770K – 22nm Ivy Bridge do desktopu

Možná není revize E0 obecně lepší, ale tento konkrétní procesor je. Všimněte si, že napětí v klidu není 1,031V ale pouze 0,884V. Napětí je nižší 0,15V tedy o hodnotu jež zmiňuji výše a která by stačila na dobré výsledky. Mou teorii ten to čip potvrzuje i v přetaktování. Pracovní napětí tohoto čipu není totiž 1,16V jako u dnes testovaného Core i7-3770K revize E1 ale pouze 1,08V což je opět znatelně nižší napětí. Proč Intel neposlal takovéhle čipy do recenzí a prodeje nechápu! Spotřeba by byla nižší, přetaktování mnohem lepší. Nebo to Intel udělal schválně, aby Core i7-3770K moc nekonkurovalo Sandy Bridge do patice LGA 2011? - Kdo ví.

Intel Core i7-3770K – 22nm Ivy Bridge do desktopu

Intel Core i7-3770K – 22nm Ivy Bridge do desktopu

S procesorem E0 se při napětí 1,29V bez potíží dostanu na frekvenci 5 GHz s teplotami 66C! To je 400 MHz rozdíl v přetaktování než s čipem revize E1 co Intel poslal do recenzí. Zní to neuvěřitelně ale je to tak. Tento starší procesor je ve všech směrech lepší. Takovéhle kdyby byly všechny Ivy Bridge, vyjde recenze naše i jinde mnohem lépe. Tím ale nekončíme ...

Intel Core i7-3770K – 22nm Ivy Bridge do desktopu

S tímhle procesorem jsem totiž schopen projít "na vzduchu" tento test s frekvencí 5,3 GHz naprosto bez problémů. Napětí bylo 1,5V a čip v plné zátěži už "throttloval" ale v SuperPi jel bez potíží. Až budu mít chvilku, doplním grafy škálování o výsledek E0 aby bylo pěkně vidět, jaký měl Ivy Bridge původně být a, že je na tom lépe než Sandy Bridge!



 
Komentáře naleznete na konci poslední kapitoly.
168 čtenářů navrhlo autorovi prémii: 76Kč Prémie tohoto článku jsou již uzavřené, děkujeme za váš zájem.
Tento web používá k poskytování služeb soubory cookie.