Intel Core i7-4770K – čtyřjádrový Haswell do desktopu | Kapitola 4
Seznam kapitol
Ivy Bridge je na trhu déle než rok, nyní dochází k jeho výměně za modernější architekturu Haswell. Nabídne vyšší procesorový i herní výkon, mnohdy nižší spotřebu, lepší taktování a spoustu dalších novinek. Dnes se podíváme na nejvýkonnější čip do desktopu. Přichází evoluce, revoluce, nebo propadák?
I když Intel uvádí Haswell jako další generaci architektury Core, tedy s vícero novinkami než jen u die-shrinku, moc změn se neudálo. Opět připomínám, že se to týká vlastně jen desktopu, u mobilních čipů je změn hodně a podstatných. Už jsem o tom hovořil v úvodu, desktopový Haswell je tak trochu "vedlejší" produkt. U této architektury Intel udělal vše, co se hodí a využijeme v noteboocích, nikoliv desktopu. Celý Haswell je jasně směrován do přenosných zařízení, kam přináší vysoký výkon, extra nízkou spotřebu, dlouhou výdrž na baterie, vysoký stupeň integrace. Důkazem budiž důraz na nové úsporné stavy, integrace eDRAM a VR do BGA čipů. Kdy na jednom spoji najdeme procesor, grafiku, PCH čip, VR obvod. V desktopu nám klidně dál mohl sloužit Ivy Bridge a o nic bychom nepřišli. Ale Intel uvedl Haswell do všech segmentů, priority jsou ale zřetelné. Podívejme se v krátkosti na zásadní změny v architektuře proti Ivy Bridge.
Front-end čipu se proti Ivy Bridge mnoho nezměnil. Výpočetní Pipeline se nijak nezkrátila ani neprodloužila, zůstala stejně dlouhá jako u Ivy Bridge. Vylepšen byl zejména Branch predictor, prefetecher což by se mělo projevit ve větší úspěšnosti předvídání a vyšší efektivitě. Dopad na reálný výkon bude ale mizivý, projeví se ale pozitivně na spotřebě čipu. Důležitým vylepšením je také rozšíření bufferů, což zlepšuje efektivitu rozložení instrukcí a nechává více volných prostředků pro neparalelní operace. To by mělo přinést několik procent v single-thread výkonu navíc. Out of Order okno je o 14 procent širší než u Ivy Bridge.
Největší změna přišla přímo ve výpočetním jádru, tedy exekučním enginu. Ivy Bridge procesor má šest výpočetních portů, s Haswell jich dvojice přibyla. U Ivy Bridge jsou tři porty dedikovány paměťovým operacím a tři porty vykonávají samotné výpočty. Zvýšení počtu portů o dva u Haswell ale neznamená okamžitý nárůst výpočetního výkonu o třetinu, výpočetní jednotka přibyla jen jedna, druhá je určená opět pro práci s paměťovými operacemi. Výpočetních jednotek je stejně jako ukládacích, po čtyřech. Výpočetní výkon by tedy teoreticky mohl stoupnout v řádech procent, pouze ale u náročných výpočetních úloh. V praxi se to ale jistě na výkonu projeví. Důležité je přidání nových instrukčních sad do výpočetních jednotek na portu 0 a 1. Ty nyní zvládají AVX2 a FMA instrukce. Výkon proti Ivy Bridge je dvojnásobný.
S nárůstem výpočetních jednotek a rozšířením matematicky náročných FP jednotek s novými instrukcemi, narostly i požadavky na propustnost pamětí cache jež musí dodat dostatečně rychle data i do hodně "hladových" AVX2/FMA jednotek. Propustnost instrukční L1 cache byla zdvojnásobená, zbytek zůstal beze změn. To ale neplatí pro L3 cache. Ta byla opět předělána proti Ivy Bridge. Její struktura a vlastnosti zůstaly stejné, změnil se její takt a chování vůči zbytku čipu. U Nehalem měla L3 cache svůj vlastní manuálně měnitelný takt, se Sandy a Ivy Bridge pak pracovala na stejném taktu jako jádra CPU, bez možnosti ji ručně měnit. S Haswell opět "uncore" přichází zpět a frekvence L3 cache může být měněna ručně. K čemu je to dobré, ptáte se? - Ve chvíli, kdy je CPU v úsporném stavu, pracuje i L3 cache na nízké frekvenci, její výkon dramaticky klesá. Integrovaná grafika si do ni sáhne, ale nízká frekvence L3 ovlivňuje její výkon negativně. U Haswell může L3 pracovat stále na vysokém taktu, i když jádra CPU pojedou na frekvenci 800 MHz, negativní dopad na výkon iGPU může být tedy nulový. Negativum to ale má, procesor bude mít vyšší spotřebu, tu ale vyměnil Intel za vyšší výkon grafiky za všech okolností.
O faktu, že Intel umístil přímo do procesoru VR (napěťový regulátor) jsme četli už před několika měsíci, téměř nikdo si ale nedovedl moc dobře představit o co jde, k tomu je to velice jednoduché. Pokud se obáváte, že Intel do čipu dal mosfety, regulátor a na desce nebude nic - mýlíte se. Všechna výkonová část je na desce, stejně jako u Sandy/Ivy Bridge nebo třeba AMD. Desky tedy vypadají stejně jako jsme zvyklí, mají napěťový kontrolér, mosfety, kondenzátory a cívky. Jen do procesoru už se nepouští pět různých napětí z několika samostatných kontrolérů, ale pouze dvojice napětí. U Ivy Bridge šlo do CPU pět různých napětí (Vcore, Vgfx, Vio, Vpll, Vsa), u Haswell jdou jen dvě (Vccin a Vddq). Napěťový regulátor uvnitř se už postará sám o rozdělení napájení všem potřebným částem CPU. Napětí Vddq napájí přímo paměťový řadič, napětí Vccin pak vše ostatní v procesoru.
Kromě dalších novinek, stojí za zmínku ještě mnohokrát zmíněné úsporné funkce. Procesor opět umí lépe vypínat nepoužívané obvody, lépe hospodaří s výkonem v rámci daného TDP. Turbo se změnilo, nyní nejsou pevně dané frekvence + napětí v několika pevně daných krocích ale existuje nekonečné množství možností dle zatížení a potřeby čipu. U Ivy Bridge znamená nejvyšší frekvenční P-State maximální takt a maximální napětí, i když pak třeba spustíte jen single-thread úlohu a zbytek čipu jede na prázdno, to se u Haswell nestane. Vše by mělo být efektivnější. Také klidové stavy jsou nové, základní klidový takt je nižší proti Ivy Bridge.
S tím je spojená i náročnost na počítačový zdroj, který musí nyní splňovat přísnější specifikace. Intel uvádí, že vyžaduje zdroj s 0A na 12V větvi. Většina moderních a novějších zdrojů si s tím poradí, levné a staré kousky ale zcela určitě ne. Na webu Intelu je seznam podporovaných zdrojů, stejně tak se chlubí na webu i výrobci zdrojů. Ověřte si funkčnost vašeho zdroje na webu výrobce. Pokud váš zdroj neprojde, není ještě vše ztraceno. V BIOSu desek lze tyto nejnižší stavy vypnout, počítač bude mít vyšší spotřebu, ale bez investice do nového zdroje. Tedy nejde o nic tragického.
Komentáře naleznete na konci poslední kapitoly.
