Эта новость не слишком обрадует тех, кто не планирует использовать процессоры Intel с архитектурой Haswell, а вместо этого ожидает появления Broadwell. Точнее, она может стать аргументом в пользу приобретения Haswell сейчас вместо долгого ожидания следующего поколения. Шведский ресурс sweclockers.com получил возможность столкнуть лбами два поколения процессоров Intel, заполучив в своё распоряжение новый гибридный ультрабук Lenovo Yoga 3 Pro , в котором установлен процессор Core M 5Y70 . Его соперником стал Microsoft Surface Pro 2 , несущий на борту чип Core i5-4200U . Обе системы были укомплектованы двухканальной памятью DDR3L-1600.

Само по себе такое сравнение имело бы мало смысла, поскольку тактовая частота ядер Core M 5Y70 может варьироваться в широчайших пределах — от 1,1 до 2,6 ГГц, в то время как у Core i5-4200U диапазон уже, и минимальное значение составляет 1,6 ГГц. Но последняя версия утилиты HWiNFO64 умеет определять не только мгновенную, но и усреднённую частоту при многопоточной нагрузке. Тактовые частоты обоих процессоров были приведены к единому знаменателю, составившему 2296 МГц, что сделало тестирование более репрезентативным. Тем не менее, сравнивать современные процессоры, особенно мобильные, крайне сложно, поэтому сотрудники ресурса пока решили опубликовать результаты лишь трёх тестов: Cinebench 11.5, Cinebench 15 и x264 Benchmark. Представленные в таблице данные для Broadwell являются усреднёнными значениями, полученными в результате как минимум одиннадцати повторений, что также уменьшает ошибку и увеличивает степень достоверности тестирования.

Что ж, Broadwell показал себя неплохо, но, если верить приведённым результатам, звёзд с неба ухватить не смог, опередив своего соперника в лице Haswell лишь на 2-3 процента. Intel называет цифру более пяти процентов, но её тестовый сценарий совсем иной, и в нём новая архитектура может раскрыться полнее — к примеру, за счёт улучшений в частях, отвечающих за криптографию и виртуализацию. Кроме того, у Core M 5Y70 больше объём кеша второго уровня - четыре мегабайта против трёх у соперника. Опираясь на опубликованные результаты, можно сделать следующий вывод: при равных частотах переход с Haswell на Broadwell даёт меньший выигрыш, нежели давал в своё время переход с Ivy Bridge на Haswell (от 5 до 7 процентов на типовых задачах).

В итоге нельзя сказать, что система на базе нового 14-нанометрового процессора намного лучше старой, использующей 22-нанометровую технологию. По крайней мере, когда речь идёт о чистой вычислительной производительности, ведь графическое ядро в Core M 5Y70 гораздо мощнее (HD Graphics 5300 против HD Graphics 4400). У новинки более чем в три раза меньше теплопакет: 4,5 ватта против 15 ватт у Haswell, однако мы уже упоминали в новостях, что именно Lenovo Yoga 3 Pro не может похвастаться длительным временем автономной работы — всего 3 часа в режиме максимальной нагрузки; впрочем, Surface Pro 2 также не является долгожителем. Разумеется, выводы делать рано: во-первых, речь идёт лишь о мобильной версии Broadwell, а во-вторых, три теста — ещё не приговор. Подождём появления настольного варианта. К сожалению, ждать придётся долго — как минимум до лета 2015 года.

Архитектура Broadwell | Введение

Intel скрупулёзно документирует все новшества, которые реализует в своих процессорах с каждым новым поколением – об э том хорошо известно всем, кто интересуется индустрией CPU. Эту стратегию компания называет "тик-так" ("тик" – это сокращение размеров узла с целью вместить больше транзисторов на одном кристалле, а "так" – значительное обновление архитектуры). Это цикл повторяется каждый год. "Так" – это выпуск процессора Haswell На основе техпроцесса 22 нм, а теперь перед нами "тик" – сокращение площади кристалла в процессоре Haswell до 14 нм, что фактически и есть новый Broadwell .

Если вам эта стратегия уже знакома, вы должны понимать, чего мы ждём от архитектуры Broadwell – более компактных процессоров, пониженного энергопотребления, более высокой производительность на ватт мощности, а также общую производительность, сопоставимую с решениями предыдущего поколения. Так что новый продукт в этом смысле – не достижение, а демонстрацией постоянства компании в производстве решений в разрезе нескольких поколений. Но, конечно, многих может удивить, что на каком-то этапе такой последовательности появились процессоры Haswell-Y, TDP которых достаточно низок для того, чтобы использовать его в корпусах толщиной 9 мм с пассивным охлаждением. Это совершенно новая область применения для бренда Intel Core. Но об этом позже, сначала нужно рассказать о более значительном событии – появлении процессорного узла 14 нм.

Архитектура Broadwell | Узел 14 нм: второе поколение FinFET

Может показаться логичным, что нумерация моделей процессорных узлов обозначает размер (22 нм или 14 нм). Хотя это было так в случае предыдущего поколения (размер соотносился с самым малым компонентом транзистора – обычно затвором), сейчас в номенклатуре решений Intel это не отражено.

Современные узлы получают наименования на основе соотношения физического размера узла к размеру узла предыдущего поколения. То есть, если сравнить узел 22 нм с узлом 14 нм, то станет понятно, что расстояние между плавниками транзистора уменьшилось с 60 нм до 42 нм, расстояние между границами соседних затворов – c 90 нм до 70 нм, а минимальное расстояние между слоями внутрисхемных соединений – с 80 нм до 52 нм. Ячейка памяти SRAM, занимавшая на узле 22 нм до 108 нм2, в 14-нанометровом узле занимает 59 нм2.

Размеры компонентов по сравнению с предыдущим поколением узлов имеют различные коэффициенты миниатюризации – от 0,70 (расстояние между плавниками) до 0,54 (площадь ячейки SRAM). Если взять число 22 и умножить на 0,64, получится примерно 14, так что можно сказать, что Intel применяет логичную номенклатуру для своего 14-нанометрового узла. Кстати, кристалл Broadwell-Y примерно на 63% меньше по площади, чем кристалл Haswell-Y.

22-нанометровые узлы Intel – первые продукты компании, использующие FinFET-транзисторы (также известные как Tri-Gate). 14-намнометровые узлы – это второе поколение узлов, использующее FinFET-транзисторы, характеризующиеся более высокой плотностью за счёт более близкого расположения плавников. Это, вкупе с более высокими и тонкими плавниками, повышает значение управляющего тока и оптимизирует производительность транзистора. Количество плавников в транзисторе снизилось с трёх до двух, что также способствует повышению плотности при снижении электрической ёмкости.

Конкуренты Intel в настоящий момент переходят с транзисторов MOSFET на FinFET, но Intel заявляет, что ей нет равных в масштабировании логического пространства. Основываясь на информации, полученной от TSMC и альянса IBM, и используя формулу масштабирования (расстояние между затворами, помноженное на шаг металлизации), Intel утверждает, что будущий узел 16 нм от TSMC не реализует никаких улучшений в области масштабирования логики по сравнению с 20-нанометровым узлом, что, по словам компании, отбросит конкурентов назад на пару поколений. Конечно, данная формула помогает определить только один параметр сравнения, но при этом будит в нас интерес к тому, что нового покажет 16-нанометровый узел от TSMC в следующем году. Также признаемся, что у нас есть опасения, что законы физики вмешаются в ход эволюции узлов, если литография сожмётся до размеров менее 10 нм, что, в свою очередь, поможет конкурентам догнать Intel. Но в настоящий момент законы Мура всё ещё работают.

Кратко коснёмся темы выхода пригодных кристаллов. Ни один производитель не блещет откровенностью, разговаривая на эту тему, но Intel немного приоткрыла завесу. В общем и целом, компания рассказала нам, что техпроцесс 22 нм обеспечивал самый высокий выход среди последних поколений узлов, а показатель выхода 14-нанометровых SoC Broadwell демонстрирует положительную динамику и находится в приемлемых рамках. Первые продукты на продажу уже прошли квалификацию, и их появления на рынке стоит ожидать в конце 2014 года.

То есть, все эти факторы обуславливают снижение объёма утечек, энергопотребения и стоимости в расчёте на транзистор, а общая производительность и производительность в пересчёте на ватт увеличились по сравнению с узлами предыдущего поколения. Нас это не удивило, но изменения крайне положительные, особенно если это обозначает, что такие технологии можно использовать в новых типах устройств. Это особенно актуально, если принять во внимание, в каких продуктах Intel будет использовать 14-нанометровые узлы. Один из них - Broadwell-Y, мобильный чип следующего поколения, о котором Intel рассказала достаточно подробно.

Архитектура Broadwell | Конвергированное ядро Broadwell

Intel утверждает, что показатель IPC в Broadwell будет, по крайней мере, не 5% выше, чем в Haswell. Это не такое уж значительное усовершенствование, но это нас и не удивляет, если вспомнить концепцию "тик-так" и то, к какой группе относится новая архитектура.

То есть, все основные усовершенствования достигаются за счёт увеличения возможностей имеющихся элементов процессора, а не за счёт разработки новых. Повышение плотности 14-нанометрового узла – это довольно успешный шаг, который также обеспечивает дополнительное пространство для добавления дополнительных транзисторов, что Intel и сделала: в новой архитектуре выросло число записей планировщика внеочередного исполнения команд (о том, насколько оно выросло, Intel не сказала), что обуславливает более быстрый процесс перенаправления для загрузки. Буфер ассоциативной трансляции (TLB) второго уровня вырос с 1 тыс до 1,5 тыс записей, добавился новый буфер для страниц по 1 Гбайт на 16 записей. На второй странице буфера TLB имеется обработчик страничного нарушения, так что переход со страницы на страницу может осуществляться в параллельном режиме.

Умножитель с плавающей запятой теперь функционирует намного эффективней и способен выполнять за три такта задачи, которые Haswell мог обрабатывать за пять. В Broadwell также возросла скорость векторных вычислений. Intel уверяет, что алгоритмы предсказание ветвления также улучшены.

Кроме общих параметров, в новой архитектуре уделено внимание улучшению некоторых специфических характеристик, в том числе инструкций для ускорения шифрования, как и время исполнения операций виртуализации. Конечно, основной задачей Intel является снижение энергопотребления, так что компания использовала дополнительные транзисторы только для функций, которые не предполагают значительного повышения энергопотребления. Об этом мы подробнее узнаем в следующих разделах статьи.

Архитектура Broadwell | Broadwell-Y: представляем процессор Intel Core M

Новый 14-нанометровый узел подходит для использования в различных сегментах рынка – от ЦОДов до планшетов, в зависимости от количества кристаллов Broadwell . На момент написания статьи у нас была информация только о Broadwell-Y, хотя усовершенствования архитектуры Broadwell буду отражены и в других решениях. Мы рассмотрели Broadwell-Y под именем Intel Core M.

Новый бренд Core M будет использоваться во всех новых мобильных решения, в то время как бренды Celeron и Pentium M не будут иметь отношения к с SoC Broadwell-Y. Характеристики указывают на то, что такого чипа мощностью 3 Вт или 5 Вт будет достаточно для работы в устройствах толщиной от 7 до 10 мм с пассивным охлаждением и дисплеем диагональю 10,1 дюйма. Мы даже повертели в руках прототип довольно привлекательного планшета толщиной 7 мм, но не смогли запустить какое-либо приложение или посмотреть спецификации помощью панели управления. Пришлось принять на веру заявление Intel, что Broadwell-Y "обеспечивает более чем двукратное снижение TDP, имея более высокую производительность, чем Haswell-Y".

Чип Broadwell-Y имеет площадь 82 мм2, почти на 63% меньше, чем у Haswell-Y (130 мм2). Что касается размеров платы, площадь её у Broadwell-Y на 50% меньше, а толщина – на 30% меньше, чем у Haswell-Y. Сокращение размеров было осуществимо за счёт перемещения 3DL-модулей на небольшую отдельную PCB, прикреплённую снизу платы чипа Broadwell-Y. Конечно, в этом случае в материнских платах должен быть подходящий разъём.

Так как масштабирование площади у чипа 14 нм получилось более эффективным, чем ожидалось, Intel смогла распаять на плате на 20% больше транзисторов, что обеспечивает более широкий набор функций и более высокую производительность. Например, интегрированный графический модуль на Haswell-Y имеет максимум 20 регистров AU, в том время как Broadwell-Y может использовать до 24. Это означает 20%-ый прирост вычислительных ресурсов, к тому же Intel утверждает, что также на 50% увеличилась частота устройства стробирования. Кроме этих усоврешенствований, Intel упоминает об улучшениях геометрии, толщины и показателей скорости заполнения пикселя, которыми чип обязан изменениям архитектуры, хотя подробности об этом неизвестны. Также в ходе анонса продукта было сказано о поддержке 4K-дисплеев, притом на данный момент известно о поддержке теоретически двух существующих дисплеев. Имеет ли это смысл, учитывая ограничения мобильных устройств по питанию, неясно.

Архитектура Broadwell | Intel Core M: главное – низкое энергопотребление

Intel утверждает, что оптимизации, реализованные в Broadwell-Y, снижают потребление энергии вдвое по сравнению с Haswell-Y и позволяют обойтись без активного охлаждения. Потенциаль снижения энергопотребления в масштабе SoC, по сведениям, распределился таким образом: энергопотребление на 25% ниже благодаря снижению электрической ёмкости, на 20% - благодаря более низкому напряжению в сочетании с оптимизациями чипа, до 15% - благодаря повышенной производительности транзисторов на низких напряжениях, на 10% - благодаря меньшим утечкам питания и более маленьким размерам и повышенной плотности транзистора. Конечно, Intel не раскрыла подробностей о точных TDP продуктов, к которым относится данная статистика, так что нам придётся немного подождать. Мы знаем, что чипы, о которых говорит Intel, при загрузке показывают скачок потребления от 10 Вт до 15 Вт, а затем, через несколько милисекунд, потребление энергии снижается до 3-4 Вт при стабильной работе под нагрузкой.

Broadwell-Y также использует улучшенный интегрированный регулятор напряжения (FIVR) второго поколения, который способствует ускорению перехода чипа из состояния низкой частоты в простое в состояние под нагрузкой. FIVR имеет функцию нелинейного снижения частоты и поддержку нового режима FIVR-LVR. Оказывается, FIVR не особенно эффективен при очень низких напряжениях, так что его можно отключить, если необходимо сэкономить энергопотребление.

SoC также реализует ряд оптимизаций для активного энергосбережения: оптимизации техпроцесса, которые позволили снизить минимальное рабочее напряжение и динамическую электрическую ёмкость (Cdyn), изменения в архитектуре графики DDR/IO/PLL/Graphics, оптимизации Cdyn in IA/Graphics/PH и более низкие диапазоны рабочей частоты для IA/GT и кэша. Графикой можно управлять через Duty Cycling Control (DCC), чтобы снизить энергопотребление, а также её можно просто включать и отключать, если нужно. Время задержки при отключении GPU совсем небольшое, а его частота может быть понижена до 12,5% нормальной рабочей частоты.

Частота, конечно, привязана к потребляемой энергии и тепловой мощности. Имеются три порога энергопотребления, призванные обеспечивать максимальную частоту при сохранении стабильности системы. PL3 – максимально допустимый уровень, ограниченный защитой от перегрузки батареи, который можно использовать непродолжительное время. PL2 – стандартный пиковый уровень, а PL1 предназначается для длительного применения при устойчивом уровне потребления энергии и стабильности системы. При необходимости функция троттлинга может включать и выключать блоки процессора, чтобы минимизировать потребление энергии и тепловыделение.

В Broadwell реализована система управления питанием и тепловыделением, оценивающая показатели множества компонентов, а драйвер Intel контролирует потребление энергии различными компонентами.

PCH также получил некоторые изменения, направленные на повышение эффективности. Потребление энергии в простое снижено на 25% по сравнению с продуктами 2013 года, а энергопотребление в активном состоянии теперь ниже на 20% в сравнении с PCH-LP Haswell. Средства мониторинга и отчётности по снижению энергопотребления реализованы на уровне устройства, прошивки и соответственного программном обеспечении.

Кроме это, PCH дополнен функцией Audio DSP, которая имеет больше памяти SRAM и более высокий показатель скорости обработки инструкций (MIPS). Постпроцессинг был усовершенствован, включая поддержку функции wake-on-voice. В процессоре также реализованы новые возможности управления и безопасности. Стоит отметить, что PCH использует 22-нанометровый узел, и размер остался прежним в сравнении с предыдущим поколением.

Архитектура Broadwell | Первые тесты

Мы смогли оценить возможности Core M-5Y70 (Broadwell-Y, TDP 4,5Вт) в корпусе планшета без вентилятора и сравнили его с Atom Z3740D (Bay Trail, TDP менее 4 Вт). Без лишних слов перейдём непосредственно к результатам.

3DMark показал почти трёхкратный прирост скорости у Core M-5Y70. Любопытно, что прирост коснулся не только графической производительности, но и вычислений, исполняемых на CPU.

Тесты SunSpider и Cinebench также прекрасно демонстрируют сильные стороны Core M. В данных тестах новый процессор Broadwell при пониженном энергопотреблении в два с половиной раза быстрее Bay Trail.

Сравнение Core M (Broadwell-Y) с Atom (Bay Trail) может показаться несправедливым. С точки зрения это действительно так: процессор Core M сам по себе стоит примерно $300, а за такие деньги можно купить целый планшет на базе Atom – например, Dell Venue 8 Pro. Ожидается, что стоимость планшетов или трансформеров на базе Core M будет приближаться к $1000. Кроме того, максимальный объём оперативной памяти платформы Bay Trail ограничен 2 Гбайт, протестированный же Core M оснащается 4 Гбайт ОЗУ, и вполне возможно, что данный фактор мог в значительной степени сказаться на результатах.

Однако с точки зрения функциональности сравнение этих двух процессоров имеет свою логику, ведь в планшетах x86 под Windows толщиной менее 8 мм из-за ограниченного пространства внутри корпуса Haswell-Y не может быть полноценным конкурентом. Чипы Atom на базе Bay Trail – это лучшее, что было до Core M в этом сегменте, и прирост производительности, который демонстрирует Broadwell-Y в тонких и лёгких планшетах, просто поразителен. В этом классе планшетов лидирующую позицию по производительности занимал Apple iPad, но, похоже, с появлением Core M ситуация вполне может измениться.

Говоря про iPad, хочется отметить, что прототип планшета Llama Mountain от Intel с экраном диагональю 12,5 дюйма и весом 685 г напомнил нам знаменитый планшет из Купертино, только экран у образца Intel побольше.

Intel представила три демонстрационных модели: одну в алюминиевом корпусе, одну из позолоченного алюминия и одну с медным покрытием. Эти прототипы использовались для тестирования теплового пакета Core M, и, по словам представителей компании, новые процессоры Broadwell-Y способны сохранять приемлемую температуру во всех трёх версиях корпуса. В тестах производительности разницы между ними мы не заметили.

При обсуждении вопроса тепловыделения, Intel упомянула, что OEM-производители получат возможность настраивать TDP всех процессоров Core M на трёх уровнях: 3 Вт, 4,5 Вт или 6 Вт. Таким образом, производители смогут адаптировать продукты под конкретные сценарии использования. Например, TDP топового Core M 5Y70 можно установить на значение 3 Вт, чтобы максимально увеличить время автономной работы платформы. С другой стороны, в корпусе с активным охлаждением можно установить TDP 6 Вт для повышения отзывчивости устройства (следует пояснить, что решение в режиме 6 Вт не обязательно требует наличия вентилятора, с ним сможет справиться и более толстый корпус, более эффективно рассеивающий тепло).

Хотя мы приветствуем разнообразие, должны предупредить, что теперь модельный номер процессора не гарантирует установленный уровень производительности. Core M-5Y70 в режиме TDP 3 Вт определённо будет медленнее, чем аналогичный процессор с тепловым пакетом, повышенным до 6 Вт. Кроме того, более дешёвый Core M-5Y10 с TDP 6 Вт почти наверняка обгонит топовый Core M-5Y70 в режиме 3 Вт.

Intel даёт веские основания предполагать, что OEM-производители будут применять к новым процессорам те значения TDP, которые выгодны с маркетинговой точки зрения. Возможно, это и так, но дело в том, что с появлением новых процессоров Core M конкретные модели планшетов или устройств-трансформеров могут работать быстрее или медленнее в зависимости от решения производителя, а не только характееристик выбранного им процессора. В будущем между двумя устройствами с процессорами одной модели разница в производительности и функциональность может быть очень значительна.

На изображении выше, вы можете увидеть, насколько мала в размерах платформа Llama Mountain. Даже при подключённой дочерней платой на удивление компактная комбинация двух PCB весит чуть больше 90 грамм.

Помимо показателей тестов, нам на практике продемонстрировали разницу в производительности между двумя устройствами без активного охлаждения . В качестве образцов использовались недавно объявленный планшет Lenovo Helix с чипом Core M-5Y70 (подключён к монитору с правой стороны) и планшет на базе Atom Z3740 (слева).

Тесты производительности в реальных приложениях соответствую показателям синтетических бенчмарков, то есть заметную разницу в производительности между Atom и Core M. В будущем мы хотим протестировать новый процессор Intel и процессоры Haswell-Y с тепловым пакетом 11,5 Вт. Любопытно, сможет ли он догнать или даже обогнать предшественника, у которого TDP два раза выше.

Также нам продемонстрировали работу планшетов на базе Intel Moorefield . Moorefield – это платформа для чипов Intel Atom, оптимизированная для использования операционной системы Android. Ниже представлена видеодемонстрация реальной разницы в производительности между четырёхъядерной системой (слева) и восьмиядерной ARM A9 Cortex (справа):

Intel заявляет, что причина того, что их четырёхъядерный Atom обгоняет восьмиядерный A9 заключается в преимуществе решения Intel в плане количества инструкций, выполняемых за такт, а также в ограничениях ОС Android касательно эффективного распараллеливания задач.

Обратите внимание, что планшетом на базе Moorefield является модель Dell Venue 8 7000, которая была анонсирована на выставке IDF и оснащается двухкамерной системой Intel RealSense. Благодаря новому железу, планшет Dell получил интересные функции, например измерение размеров объектов на изображении. Все возможности Venue 8 7000 пока не известны, однако в теории двухкамерная система осуществлять трёхмерную съёмку.

05.09.2015

Процессор пятого поколения Intel Broadwell сразу после своего дебюта в январе завоевал прочные позиции в сегменте ноутбуков, однако понять, насколько он лучше чипа предыдущего поколения Haswell, не так просто.

The truth about Intel"s Broadwell vs. Haswell CPU. PCWorld , июль 2015.

Дело в том, что, в отличие от настольных машин, где относительно легко сформировать общую рабочую среду, портативные компьютеры поставляются в виде уже готовых комплектов. Яблоко нужно сравнивать с яблоком, а не апельсином, но в случае с обновленным ThinkPad X1 Carbon с процессором Broadwell и ThinkPad Carbon X1 с Haswell не все так однозначно. Я сразу заметил, что ноутбук с процессором Broadwell работает значительно быстрее, чем тот, что построен на базе Haswell. Но, в конце концов, пришел к выводу, что причина во многом заключается в изменении конструкции компьютера и делать какие-то выводы в отношении процессоров явно преждевременно.

Второй шанс у меня появился тогда, когда мне удалось найти два совершенно идентичных портативных компьютера. Коммерческая модель Dell Latitude E5250 поставлялась и с процессором Haswell, и с Broadwell.

Модель ноутбука Dell Latitude E5250 можно было выбрать в версии с процессором как Haswell, так и Broadwell, что делало ее идеальным вариантом для тестирования.

Наши участники

Чипы оказались очень похожи. В модель E5250 с архитектурой Haswell был установлен двухъядерный процессор Intel Core i5-4310U с поддержкой технологии Hyper-Threading и с тактовой частотой, которая варьировалась от 2 до 3 ГГц. Ноутбук с архитектурой Broadwell был оснащен двухъядерным Core i5-5200U с поддержкой Hyper-Threading и частотой от 2,2 до 2,7 ГГц. Базовая тактовая частота у чипа Broadwell была чуть выше, а максимальная - чуть ниже. При этом оба процессора предлагали по одной цене.

Процессор Broadwell был оснащен графическим ядром Intel HD 5500, а Haswell - Intel HD 4400. Желающим получить более подробную информацию об участниках нашего конкурса я рекомендую зайти на сайт Intel ARK.

Все остальное у компьютеров было одинаковым: дисплеи с сенсорным экраном и разрешением 1920×1080 точек, твердотельные накопители Samsung mSATA PM851 емкостью 256 Гбайт, 8 Гбайт оперативной памяти DDR3L, работавшей в одноканальном режиме, батареи емкостью 51 Вт. ч и операционная система Windows 8.1. Даже системная плата оказалась одна и та же, в чем я смог убедиться визуально, открыв корпуса обоих ноутбуков. Единственное различие заключалось в том, что у одного компьютера в системную плату был установлен процессор Haswell, а у другого - Broadwell. И в этом нет ничего удивительного: компания Intel проектировала Broadwell таким образом, чтобы поддерживалась совместимость с оборудованием предыдущего поколения.

Тесты

В ходе испытаний я отдавал предпочтение тестам, которые максимально изолировали процессор от других компонентов. Первым был выполнен процессорный тест Cinebench R15, измеряющий производительность чипа при выполнении операций трехмерного рендеринга. В большинстве ситуаций производительность оказалась очень близка, но, как ни удивительно, общую победу здесь одержал Haswell. Я подозреваю, что в однопоточном режиме Haswell имел некоторое преимущество благодаря более высокой тактовой частоте Turbo Boost. У Broadwell она составляла 2,7 ГГц, а у Haswell - 3 ГГц. Таким образом, у Haswell тактовая частота была примерно на 10% выше.

Хорошая новость для Broadwell заключалась в том, что разница в производительности оказалась меньше разницы в тактовой частоте. Если тактовая частота у двух чипов различалась примерно на 10%, то производительность при выполнении теста Cinebench R15 - всего на 5%.

Трехмерный рендеринг Cinebench

А что будет, если запустить тест CineBench R15 в многопоточном режиме, позволяющем оценить общую производительность всех процессорных ядер? На этот раз чип Broadwell отыграл отставание от Haswell. Произошло это потому, что процессор Broadwell, хотя и уступал Haswell по тактовой частоте, все же меньше грелся (благодаря 14-нм производственной технологии). Таким образом, Haswell вначале имел преимущество, но по мере нагревания снижал тактовую частоту, и в конце теста она превосходила Haswell лишь на 100 МГц. Для более эффективного Broadwell этого оказалось достаточно, и в многопоточном тесте он одержал победу.

Офисные задачи PCMark 8

Тест PCMark 8 Work, предназначенный для моделирования офисных задач общего назначения и видеоконференций, выполнялся при обычных настройках. Во время тестирования вся нагрузка распределялась между ядрами центрального процессора, не затрагивая графическое ядро.

При этом нагрузка здесь не так велика, как в CineBench, и чип Haswell нагревался незначительно. Более высокая частота давала Haswell некоторое преимущество, но в большинстве случаев получаемый выигрыш не заслуживал внимания. Тест четко отражает низкие требования к производительности, предъявляемые типичными офисными задачами: Ноутбук с двухъядерным процессором Haswell заработал здесь 2922 балла. А настольный компьютер с шестиядерным процессором Core i7-5820K получил 3321 балл. Это еще раз подтверждает, что PCMark 8 служит исключительно для моделирования офисной работы, а для решения офисных задач так много ядер просто не нужно.

Кодирование Handbrake

Оценивая перспективы увеличения нагрузки, я запустил стандартный тест кодирования, в котором видео MKV с разрешением 1080p объемом 30 Гбайт перекодируется с использованием планшетного профиля Android. На машине с двухъядерным процессором этот процесс занимает более 2 ч.

Выполненный тест позволил нам получить сразу два блока весьма полезных сведений. Первый из них характеризует поведение процессора при большой многопоточной нагрузке. Жаль, что у нашего чипа не было 18 ядер - он задействовал бы все.

Второй блок отражает последствия нагрева процессора для ноутбука определенной конструкции. Современные процессоры снижают производительность при сильном нагреве самого чипа или при нагреве всего ноутбука (если его производитель предусмотрел такую возможность). Обратите внимание на разницу между моделями Surface Pro 3 и Lenovo ThinkPad X1 Carbon, которые имеют один и тот же процессор. Одним и тем же процессором оснащены также компьютеры HP Spectre x360 и Dell XPS 13. Производительность снижается обратно пропорционально эффективности охлаждения (с учетом решения производителя ограничить нагрев ПК).

А теперь давайте посмотрим на результаты, продемонстрированные процессорами Broadwell и Haswell. Заглянув внутрь корпуса, я увидел, что оба они используют одинаковую систему охлаждения. По итогам выполнения теста Handbrake, устройство Broadwell опережает соперника менее чем на 1%. Но если вспомнить, что тактовая частота у Haswell выше, выигрыш Broadwell представляется более существенным.

Хотя в Intel и утверждают, что разница в производительности между Haswell и Broadwell составляет около 5%, при решении графических задач этот разрыв более ощутим. При выполнении теста 3DMark Cloudgate чип Broadwell опередил Haswell примерно на 10%. А в тесте 3DMark Ice Storm Extreme разница в производительности достигла уже 15%. Впрочем, не стоит себя обманывать - сыграть в Batman: Arkham Knight при разрешении 4K (равно как и в любую другую игру, требующую интенсивной графической обработки) ни на одном из этих процессоров вам не удастся. Зато от Minecraft, Counter Strike и Portal 2 при минимальных настройках впечатления останутся вполне приемлемые.

Наконец, последний тест для сверхпортативных ноутбуков кажется мне самым важным. Давайте будем реалистами: на портативных компьютерах люди не занимаются кодированием видео 4K и не играют в Battlefield 4. Они запускают браузеры, офисные приложения, возможно, Photoshop и пишут программный код. Для решения этих задач производительности двухъядерного процессора вполне достаточно. Гораздо больше пользователей волнует продолжительность работы компьютера от батареи.

В тесте MobileMark 2014 Office Productivity моделируется расход энергии батареи при запуске обычных приложений: Word, Acrobat или Chrome. Тест даже позволяет компьютеру перейти на несколько минут в спящий режим (в этот момент типичный офисный работник проверяет свой телефон или болтает с соседом в самолете).

Мы видим, что переход на 14-нм производственный процесс позволит Broadwell получить существенные преимущества перед чипом Haswell, изготовленным по 22-нм технологии. Еще раз напомню, что оба ноутбука имеют батарею одной емкости и одинаковые твердотельные накопители, операционную систему и все остальное. Они различаются лишь модулями памяти и производителями батарей, но при этом устройства имеют идентичные спецификации.

А раз все одинаково, 10%-е увеличение продолжительности работы от батареи можно считать хорошим результатом, особенно если учесть, что Haswell продемонстрировал просто выдающиеся достижения в этой области. По эффективности энергопотребления чипы Haswell значительно опережают процессоры Intel Ivy Bridge третьего поколения. Мой коллега Мэтт Смит подверг аналогичному тесту ноутбук с процессором Ivy Bridge и компьютер с Haswell. Оба ноутбука были одинаковыми, но у Haswell изменились чипсет и напряжение питания, так что полностью изолировать процессоры в этом случае не удалось.

Между тем я уверен, что если бы у протестированных мною компьютеров на системных платах имелись процессорные разъемы, то после перестановки процессоров результаты оказались бы аналогичными.

Заключение

Процессор Broadwell опережает Haswell по производительности на 5–10%. При этом мы сравнивали одинаковые модели процессоров, относящиеся к разным поколениям. Продолжительность работы от батареи у ноутбуков с чипом Broadwell примерно на 10% дольше. Производительность графики также заметно выросла, но мы по-прежнему имеем дело с интегрированной графикой, которая подходит для решения офисных задач и непритязательных игр.

Если выбирать между одинаковыми компьютерами, которые предлагаются по одной цене, но при этом один из них построен на базе Broadwell, а другой - на базе Haswell, имеет смысл выбрать Broadwell.

Если же у вас уже есть ноутбук с чипом Haswell, проводить модернизацию до уровня Broadwell нет никакого резона. Не думаю, что многие из тех, кто приобрел в 2014 г. ноутбук с процессором Haswell, захотят спустя год перейти на Broadwell исключительно из-за процессора. Однако вполне возможно, их привлекут поддержка электронного пера, улучшенный экран, твердотельный накопитель большего объема или клавиатура.

Приведенная информация предназначена для владельцев ноутбуков с процессорами Sandy Bridge второго поколения или Ivy Bridge третьего поколения. Переход на более современную архитектуру Broadwell сулит им увеличение продолжительности работы от батареи, рост производительности при равной тактовой частоте, а также другие преимущества: более высокое качество экрана, поддержку сенсорных технологий и наличие твердотельного накопителя. Для тех же, кто намерен заменить свой старый ноутбук, компьютер с процессором Broadwell станет лучшим решением, и наши тесты еще раз это подтвердили.

Broadwell – это новое поколение процессоров Intel Core. В течение ближайших полутора лет ими будет оснащено большинство ноутбуков и настольных компьютеров. В продажу они пока еще не поступили, однако многие люди (и мы в том числе) этого события ждут, не дождутся.

Broadwell является пятым поколением процессоров серии Core от Intel, именно ему предстоит определить ту мощь, на которую будут способны компьютеры будущего.

Все это, безусловно, очень важно, но в чем же собственно заключается отличие новинки? Мы собираемся рассмотреть Broadwell поближе, чтобы понять, стоит ли строить какие-либо планы по приобретению этих процессоров, веди первые компьютеры с Broadwell появятся в магазинах уже в конце этого года.

Тик-так

Intel обновляет модельный ряд своих процессоров новым поколением чипов ежегодно, причем обновление остается активным в течение 18 месяцев. Однако это не означает, что каждый раз компания предоставляет абсолютно новую систему.

Она следует стратегии разработки под названием «тик-так», которая используется компанией с 2007 года. Но что же означает это «тик-так»?

Если обновление одного года предположило совершенно новую архитектуру процессора, то в обновлении следующего года технологический процесс сокращается. Сокращение архитектуры процессора делает его работу более эффективной, но на сколько-нибудь кардинальное повышение мощности это влияет далеко не всегда.

Broadwell — это улучшенная версия Haswell

Intel Haswell был модернизацией «так» – он отличается новой архитектурой. Intel Broadwell – это «тик», архитектура Haswell стала более миниатюрной и рациональной.

Intel уходит вглубь

Так насколько же меньше будет Broadwell? Миниатюризация архитектуры, означает сокращение не самих чипов, а транзисторов, составляющих «мозг» процессора.

Если в Intel Haswell задействованы 22-нанометровые транзисторы, то транзисторы Broadwell будут 14-нанометровыми. В последние восемь лет разработчикам удалось добиться значительного прогресса в данной области. Ведь еще в 2006 году первые процессоры Core имели аналогичные составляющие размером целых 65 нанометров!

Если вы не представляете, что такое нанометр, то вот вам пример: толщина обычного человеческого волоса составляет примерно 90000 нанометров. Транзисторы (даже самые старые), о которых мы здесь говорим, невероятно крошечные. Это переключатели, которые работают системно, выполняя сложнейшие задачи, с которыми приходится сталкиваться процессору. В современном процессоре их насчитывается более миллиарда.

Почему такие тонкие?

Самым большим заявлением, касающимся Broadwell, является тот факт, что его чипы будут на 30% эффективнее, чем чипы Haswell. И это при том, что Broadwell потребляет на 30% меньше энергии, и имея аналогичную тактовую частоту, обладает лучшей производительностью. Так что все оказываются в выигрыше.

Haswell уже добился впечатляющих результатов в отношении эффективности работы по сравнению с предыдущим поколением, Ivy Bridge – продолжительность автономной работы аккумулятора прошлогодних ноутбуков Windows значительно возросла. Судя по тому, как вел себя Haswell, появившийся в 2013 году, можно сказать, чего ожидать от Broadwell.

Возьмем для примера 13-дюймовый MacBook Air 2012 года – согласно оценке Apple полного заряда аккумулятора хватает на семь часов работы в Интернете. Так вот там стоял представитель поколения Ivy Bridge, которое всего на шаг отстает от теперешних моделей Haswell.

Сегодняшние 13-дюймовые модели MacBook Air с Haswell способны работать до 12 часов кряду. Дополнительные пять часов выносливости наряду с другими показателями – все это было и до Haswell. С обновлением Broadwell мы с уверенностью можем ожидать ноутбуков с продолжительностью автономной работы до 15 часов. И у нас наконец-то появятся ноутбуки, которые будут выносливее многих планшетов сегодняшнего дня.

Почему Broadwell знаменует собой новое революционное начало

Важность Broadwell не может объясняться исключительно сроком автономной работы. Революцию в отношении показателей экрана ноутбука произведет усовершенствованная эффективность работы.

В последние несколько лет в плане технологий экрана ноутбуки несколько отстали от телефонов и планшетов. Если у вас есть хороший телефон и «средненький» ноутбук, то скорее всего больше пикселей окажется на экране телефона, а не ноутбука.

Если подумать, то выглядит это слегка ненормально.

Повышение эффективности позволит использовать ноутбуки с экранами больших разрешений, без потери в длительности срока автономной работы и необходимости использовать большие аккумуляторы. Пока еще нам не придется увидеть ноутбуки с ультравысоким разрешением по цене $482, но первый шаг к появлению доступных ноутбуков с экранами, которые не столь грубы и угловаты, как Minecraft, уже сделаны.

Кроме того, это делает возможным то, чего так долго ждали любители технических новинок – речь идет о MacBook Air с Retina-дисплеем. Мы надеялись увидеть данную версию Air с высоким разрешением еще в рамках обновления аппаратного обеспечения на конференции I/O 2014, однако все, что нам было там представлено – это MacBook с незначительным обновлением процессора. То есть менять модель 2013 года особо не на что.

Причина, по которой появление Broadwell так важно, проста: появится дополнительное пространство, и тонкие ноутбуки можно будет оснащать экранами с высокой разрешающей способностью.

А как насчет графики?

Помимо прочего в Intel Broadwell обновилась графика. Серия Core охватывает не только центральные процессоры, но и графические чипы. Официальное название этого полнофункционального устройства – «ускоренный процессор» (APU), используется для обозначения чипсетов нецентрального процессора. В данном случае основным является графический чип.

Как и в любом процессоре Intel Core, производительность графической подсистемы Broadwell будет зависеть от модели, на которую вы раскошелитесь – между дешевым Core i3 и первоклассным Core i7 существует огромная разница. Тем не менее, мы наверняка знаем, что существенные изменения затронут все семейство.

Согласно CPU World для ноутбуков будут использоваться такие чипсеты Broadwell как Intel HD 5500, HD 6000 и Iris HD 6100. Сами по себе названия мало что значат, но если графический процессор будет использовать ту же ядерную архитектуру, что и текущие модели Haswell, то в новых моделях «исполнительных блоков» будет на 20% больше. В сущности, графический движок Broadwell будет больше и это очень хорошо.

Broadwell и в самом деле собирается внести новые стандарты на рынок видеокарт. Несколько сообщений о графических процессорах, с производительностью, возросшей на 40%, уже имели место, но нас такими цифрами уже не удивить.

Когда выйдет Broadwell?

Мы запросили у Intel информацию о том, когда же выйдут процессоры Broadwell. О точной дате нам пока не сообщили, но сказали, что «выпуск устройств на основе Broadwell, включая безвентиляторные конструкции 2-в-1, созданные на основе процессора Core M, ожидается в конце этого года, наряду с другими продуктами (в том числе и продукции OEM), которые появятся в 2015 году».

Не все разновидности чипа Broadwell выйдут одновременно, в магазинах мы увидим различные компьютеры, собранные на основе одной из трех основных разновидностей чипсета Broadwell. Для того, чтобы расшифровать названия процессоров, прежде всего, нужно иметь представление об их типах – Y, U и H. В процессорах Haswell этот шифр используется и сегодня.

Чипы типа Y предназначены для маломощных устройств, где теплообразование настолько мало, что вентилятор не требуется. Если поставить такой чип в ноутбук, а затем открыть на нем несколько гигантских фото формата RAW, то… в общем плохо ему придется. Ожидается, что такими будут первые девайсы, оснащенные Broadwell.

Каждый процессор обеспечивает разную мощность, но вам не обязательно выбирать самый мощный процессор, если все что вы делаете за ПК — серфите в интернете

Большее значение для большинства из вас приобретет группа U. Это чип, который будет использоваться в таких устройствах, как ультрабуки 2015 года выпуска и MacBook Air грядущего поколения. Он тоже низковольтный, но на нем возможен просмотр видео нестандартных форматов и хороший уровень редактирования фотографий.

Ну а для настоящих энтузиастов у Broadwell есть решительные чипы серии «H». Они будут устанавливаться в тех устройствах (в том числе и игровых), для которых объем энергопотребления не так важен.

Похоже, знаковые чипы от Broadwell появятся уже в 2015. Intel испытывала определенные затруднения в сокращении процесса от 22нм в Haswell до 14 нм в Broadwell, что и вызвало небольшую задержку. Некоторые производители вряд ли начнут обновление линий своих ноутбуков до 2015 года.

Что будет после Broadwell?

Intel не останавливается никогда. У компании уже есть и планы насчет того поколения, которое последует за Broadwell, и название для новых процессоров.

Преемником Broadwell станет Intel Skylake. И поскольку о стратегии «тик-так» от Intel мы уже наслышаны, то можно утверждать, что новый процессор будет иметь новую микроархитектуру, но те же 14-нанометровые транзисторы, что и Broadwell.

Предварительные сообщения свидетельствуют о том, что здесь уже можно ожидать увеличение мощности процессора на 50%. Но для большинства из нас настоящего восхищения заслуживает эффективность работы Broadwell. Теперь и MacBook Air с Retina-дисплеем не заставит себя долго ждать.