Sandy Bridge - Intel prezentuje procesory dla każdego

Tegoroczne nowości w procesorach Intela nie są ani tak rewelacyjne, jak twierdzi producent, ani tak bezwartościowe, jak dowodzą malkontenci. Wśród 29 modeli z rodziny Core drugiej generacji mamy nową wersję Turbo Boost i sporo udogodnień w zadaniach, które procesory najczęściej wykonują. Mimo przynależności do jednej rodziny między najtańszym a najdroższym modelem istnieje przepaść, jeśli chodzi o wydajność i cenę, dlatego przed dokonaniem wyboru warto przeczytać nasz przegląd.

Tegoroczne nowości są wyjątkowo ściśle powiązane z tymi sposobami używania komputera, które na podstawie badań Intel uważa za perspektywiczne. Coraz więcej osób, i to w coraz starszym wieku, ogląda filmy pobierane z Internetu. Za dwa lata 90% ruchu korzystającego z protokołu IP to mają być transfery wideo. Coraz więcej użytkowników samodzielnie tworzy takie materiały. Nowe procesory mają to ułatwić.

Procesory przeznaczone do komputerów przenośnych upakowane w cieńszych obudowach i straciły sporo z apetytu na energię. Nowa seria niskonapięciowych i5 i i7 pobiera tylko 17 W, a nieco szybsze i7 - 25 W. Zintegrowana grafika jest lepsza niż dotąd, ale bez rewelacji. Prawdziwy przełom nastąpi za rok, wraz z kolejnym skokiem jakości (czyli tzw. tickiem - patrz niżej) w technologii produkcji.

Nowa architektura, stare USB

Turbo Boost. Przetaktowanie „zimnego” procesora zależy od liczby aktywnych rdzeni. Najmniejsze jest w wypadku pracy wszystkich rdzeni, średnie dla dwóch lub trzech i największe dla jednego.

Turbo Boost. Przetaktowanie „zimnego” procesora zależy od liczby aktywnych rdzeni. Najmniejsze jest w wypadku pracy wszystkich rdzeni, średnie dla dwóch lub trzech i największe dla jednego.

Od kilku lat nowości w procesorach Intel z rodziny Core wchodzą na rynek w cyklu dwuletnim. W jednym roku wprowadza się nową, bardziej precyzyjną technologię otrzymywania układów, żeby w następnym dokonać zmian w architekturze. Pierwszą z tych zmian Intel nazywa w swoim slangu tick, drugą tock. Zgodnie z tym schematem, po ubiegłorocznym przejściu typu tick z procesu 45- na 32-nanometrowy w tym roku nadeszła kolej na architekturę. Nowa nosi nazwę Sandy Bridge i będzie obowiązywała przez dwa lata, nawet po planowanym w przyszłym roku ticku na 22-nanometrowy proces produkcji.

Nowe procesory będą współpracować tylko z równie nowymi chipsetami. Jest ich pięć do komputerów mobilnych (QS67, QM67, HM67, HM65 i UM67) i tyle samo modeli (P67, H67, Q65, Q67, B65) do maszyn stacjonarnych. Wbrew rozmaitym plotkom nowe chipsety, a konkretnie ich mostki południowe nie będą obsługiwały standardu USB 3.0, a jedynie 2.0, więc tak jak dotąd producenci płyt będą ratowali się dodatkowymi układami NEC-a. Użytkownicy nadal będą musieli uważać na dwa rodzaje gniazdek USB. Nieco inna będzie komplikacja ze złączami SATA. Tylko dwa porty osiągną wydajność 6 Gb/s, pozostałe dwukrotnie mniejszą. Aby uniknąć pomyłki w płytach głównych do komputerów stacjonarnych zmieniona zostanie także podstawka - LGA 1156 zostanie zastąpiona LGA 1155.

Procesory pozostają przy starych nazwach Core i3, i5 oraz i7, ale zamiast numerów trzycyfrowych będą czterocyfrowe. Na specjalną uwagę zasługują dwa modele z końcówką K. i7-2600K oraz i5-2500K są specjalnie przeznaczone dla "podkręcaczy" i mają odblokowane wszystko, co się tylko dało.

Zintegrowana grafika

Od wielu lat Intel obiecuje, że jego grafika dorówna rozwiązaniom mistrzów tego gatunku, ATI i NVIDII. I na obiecankach się kończy. Podobnie jest i tym razem, chociaż trzeba przyznać, że wprowadzono sporo zapowiadanych ulepszeń.

Nowe procesory Intel do komputerów mobilnych

Nowe procesory Intel do komputerów mobilnych

Najważniejsze hasła to dostosowanie się do rozdzielczości Full HD, odtwarzanie filmów 3D transferowanych złączem HDMI, poprawa wierności kolorystycznej, bezprzewodowe połączenie z telewizorem wykorzystywanym jako ekran w komputerach mobilnych oraz dopełniający zestaw instrukcji szczególnie przydatnych do edycji wideo.

Chodzi o nową możliwość obsługi wielu naraz operacji na liczbach rzeczywistych. Mówiąc bardziej po ludzku: teraz zarówno edycja, jak i wyświetlanie filmów może przebiegać szybko i z wysoką jakością.

Dostęp do GPU bez pośredników

Podstawą do wprowadzenia zmian jest większa integracja części procesora przeznaczonej do obsługi instrukcji graficznych z jego resztą. W poprzedniej architekturze Westmere układ graficzny był umieszczony pod wspólną pokrywką, ale na osobnym kawałku krzemu. W Sandy Bridge obie części połączono, dzięki czemu można było zrobić wspólną pamięć podręczną trzeciego poziomu. Wymiana danych za jej pośrednictwem powinna być bardziej efektywna niż dotąd, gdy przebiegała za pośrednictwem RAM-u. Konstruktorzy spodziewają się aż czterokrotnego wzrostu transferu między częścią graficzną i ogólną procesora.

Grafika została także podłączona do magistrali nowego rodzaju. Zamiast układu liniowego ma ona teraz kształt zamknięty, dzięki czemu niektóre transfery mogą przebiegać krótszą drogą. Rozwiązanie zapożyczone z procesorów AMD sprzed pięciu lat łączy układ graficzny, rdzenie, pamięci podręczne i jednostkę sterującą. Nowa magistrala na każdym odcinku ma wydajność 384 GB/s. Jej kształt jest wygodny również dla konstruktorów, pozwala na łatwiejsze dodawanie rdzeni i zostanie bez zmian zastosowany także w procesorach serwerowych Sandy Bridge.

Sprzętowa akceleracja multimediów

W architekturze Sandy Bridge magistrala łącząca najważniejsze elementy procesora: rdzenie, pamięci podręczne, GPU i sterowanie, stanowi obwód zamknięty.

W architekturze Sandy Bridge magistrala łącząca najważniejsze elementy procesora: rdzenie, pamięci podręczne, GPU i sterowanie, stanowi obwód zamknięty.

Z kilku funkcji, które mają usprawnić pracę układu graficznego, warto wymienić Quick Sync Video, które ma wspomóc obróbkę multimediów strumieniowych dzięki przejęciu przez sprzęt obsługi całości procesu, w tym kodowania H.264 i MPEG-2. Dotąd obróbka i kodowanie musiało odbywać się programowo. Z pierwszych porównań wynika, że wydajność konwersji z jednego formatu HD na inny może być nawet dwukrotnie wyższa. Zmieniono nieco podział zadań - do próbkowania tekstur i mieszania kolorów są teraz wyspecjalizowane układy. Pozwoliło to na odciążenie jednostek cieniujących, decydujących o jakości i wydajności.

Bezprzewodowe wyświetlanie filmów Full HD

Interesująca jest funkcja Wireless Display. Chodzi o możliwość wyświetlania obrazu na ekranie telewizora o wysokiej rozdzielczości za pośrednictwem łącza radiowego, bez żadnych kabli. Taka opcja będzie dostępna tylko w pecetach przenośnych.

Jednak mamy wątpliwości, czy nie pozostanie ona w sferze obietnic. Problemem może się okazać niewystarczająca wydajność łącza, które nie prowadzi bezpośrednio od laptopa do telewizora, ale po drodze przechodzi przez ruter. Układanka z możliwości karty Wi-Fi telewizora, laptopa, a w szczególności rutera nie musi się udać. Najlepiej byłoby przenieść transmisję na trasie laptop-ruter-HDTV do mało zatłoczonego pasma 5 GHz, ale w sieciach domowych mamy także wiele urządzeń pracujących tylko w paśmie 2,4 GHz. W takim wypadku ruter musiałby jednocześnie obsługiwać oba pasma, co potrafią jedynie najdroższe modele. A pasmo to tylko jeden z kilku parametrów do uzgodnienia.

Komponenty i złącza

Czterordzeniowy Sandy Bridge.

Czterordzeniowy Sandy Bridge.

W Sandy Bridge pozostawiono kontroler PCI Express taki sam jak w architekturze Nehalem i Westmere i dodano zintegrowany sterownik interfejsu Display Port. Wszystkie wersje Sandy Bridge wyposażono w dwukanałowy kontroler pamięci DDR3.

Prawdopodobnie świadczy to o odsunięciu na boczny tor bardziej wydajnego, trzykanałowego rozwiązania, wypróbowanego na platformie LGA 1336. Producenci płyt głównych chcący zachować system trzykanałowy w ramach architektury Sandy Bridge będą musieli sobie radzić sami. O zmienionej podstawce i braku obsługi USB 3.0 pisaliśmy wcześniej.

Udoskonalenia rdzenia

Sandy Bridge to pierwszy model firmy Intel obsługujący AVX (Advanced Vector Extensions) - nowy zestaw poleceń i rejestrów procesora, który teraz może wykonać wiele operacji jednocześnie na swoich nowych 16 rejestrach 256-bitowych. To dalszy ciąg rozszerzeń zapoczątkowany wiele lat temu wprowadzeniem SSE (Streaming SIMD Extensions). Rejestry mogą być dzielone na mniejsze części, co pozwala jednocześnie wykonywać nawet kilka razy więcej operacji niż jest rejestrów. Wprowadzenie AVX zapowiedziano dwa lata temu, zatem nic dziwnego, że są już obsługiwane przez niektóre programy. Z benchmarków na razie mamy tylko Sandrę 2011.

Nowe procesory Intel do komputerów stacjonarnych.

Nowe procesory Intel do komputerów stacjonarnych.

Drugim interesującym zestawem instrukcji jest AES (Advanced Encryption Standard). Celem jego wprowadzenia jest przyspieszenie pracy aplikacji szyfrujących i deszyfrujących przy wykorzystaniu standardu o tej samej nazwie. Prasa plotkuje o dwukrotnym skróceniu czasu kodowania i dekodowania. Pierwszy raz zestaw tych instrukcji wbudowano w niektóre procesory z rdzeniem Westmere. Także w architekturze Sandy Bridge nie wszystkie modele dysponują tymi możliwościami.

Turbo Boost 2.0

Największe zainteresowanie wzbudza unowocześniona wersja technologii Turbo Boost. Sam pomysł wziął się ze spostrzeżenia, że dotąd maksymalne taktowanie rdzenia było określane dla dobrze rozgrzanego procesora i słabego odprowadzania ciepła. Tym czasem okazało się, że procesor jeszcze nierozgrzany można bez obawy przekroczenia dopuszczalnej temperatury taktować o wiele szybciej. Takie dodatkowe uwolnienie mocy ma niebagatelne znaczenie m.in. w czasie startu komputera, kiedy są najlepsze warunki do jego wykorzystania. W drugiej wersji technologii Turbo Boost pomysł został jeszcze bardziej rozwinięty. Dzięki dodaniu nowych termometrów sterowanie może być jeszcze bardziej precyzyjne.

Działanie systemu prześledźmy na przykładzie procesora czterordzeniowego i7-2720QM. Z naszej tabeli wynika, że standardowo jest taktowany z częstotliwością 2,2 GHz. Co się dzieje, gdy temperatura procesora pozwala na przyspieszenie? Jest przełączany na większą szybkość w zależności od liczby aktualnie pracujących rdzeni. Przy czterech jest to 3 GHz, przy dwóch 3,2 GHz, a przy jednym aż 3,3 GHz. Jeśli po takim przyspieszeniu temperatura wzrośnie i osiągnie maksymalną wartość, procesor zostanie przełączony na standardowe 2,2 GHz. Pracując w tym tempie, może "ochłonąć" i nadawać się do ponownego przyspieszenia. I tak w kółko.

Kupić, nie kupić

Od kilku lat przyspieszanie pracy procesora za pomocą powiększania taktowania przychodzi producentom z coraz większym trudem. Trzy gigaherce osiągnięto dawno temu, a cztery dalej pozostają tylko w sferze planów. Zmyślne rozwiązania w rodzaju Turbo Boost wykorzystują luki w dotychczasowych konstrukcjach, ale nie powiększają mocy na dłuższą metę.

Architektura Sandy Bridge w komplecie: procesor i chipset w wersji z wbudowaną grafi ką.

Architektura Sandy Bridge w komplecie: procesor i chipset w wersji z wbudowaną grafi ką.

Rozwój następuje poprzez dokładanie następnych rdzeni, a do tych rdzeni kolejnych rejestrów przeznaczonych do wykonywania tylko niektórych, wyspecjalizowanych operacji. I chociaż sumaryczna moc takiej wieloczęściowej hybrydy szybko rośnie, to jednak są kłopoty z jej pełnym wykorzystaniem. Niewiele aplikacji i gier potrafi skorzystać jednocześnie z kilku rdzeni.

Dlatego kupując procesor z nowej rodziny nie należy oczekiwać rekordów szybkości. Można liczyć na mniejsze zużycie energii, a w związku z tym cichszą pracę wentylatorów, dłuższą na bateriach w maszynach przenośnych czy lepsza funkcjonalność zwłaszcza w zastosowaniach multimedialnych. To stawka na powiększenie inteligencji a nie zwyczajnej siły.


Zobacz również