Haswell – nová generácia procesorov Intel
Nový rok znamená generačnú výmenu procesorov od Intelu a oboznamovanie s novou architektúrou. A keďže Intel nie je pod tlakom žiadneho konkurenta a nemá sa kam ponáhľať, miesto tradičného vydania na začiatku roku sme čakali na jej uvedenie tentoraz takmer do leta. Stálo čakanie za to a je Haswell skutočne úžasná novinka, na ktorú sa oplatilo počkať?
Zvedaví čitatelia zrejme už nazreli do našich nameraných výkonových testov a iste ich prekvapí, keď povieme, že Haswell má síce veľmi podobný výkon a aj parametre s generáciou Ivy Bridge, no v skutočnosti ide o úplne prekopanú architektúru, postavenú takpovediac od piky. Rozdiel oproti predošlým generáciám je však v prístupe k jej vytvoreniu. Inžinieri Intelu totiž prvýkrát necielili na čo najvyšší výkon, ale skôr vzali svoju doteraz najlepšiu architektúru Ivy Bridge a pokúsili sa stlačiť jej spotrebu čo najnižšie. Musíme takisto dodať, že isté architektonické zlepšenia zamerané na zvýšenie výkonu sa predsa len odohrali, takže Haswell je výkonnejšie CPU než rovnako taktovaný Ivy Bridge.
Rozdiel je však malý a významný hlavne pri zapriahnutí vektorových inštrukcií AVX, kde dostala výpočtová mikroarchitektúra do vienka vyrovnávacie pamäte s dvojnásobnou šírkou, rozšírili sa aj schopnosti spracovania celočíselných operácií v jednotlivých výpočtových jednotkách. Keď pre expertov dodáme, že bol zlepšený a rozšírený TLB a zoptimalizované latencie rôznych pamätí cache, bude výpočet architektonických zlepšení zameraných na výkon skoro kompletný. Haswell však nie je primárne o výkone, je o budúcnosti výpočtovej techniky. O budúcnosti, v ktorej sa presunie väčšina používateľov na smartfóny a ultrabooky. Veď podľa odhadov sa v priebehu ôsmich rokov dočkáme v mobiloch väčšej výpočtovej sily, než máme dnes v notebookoch. Haswell je tu preto, aby zariadil Intelu budúcnosť, v ktorej bude figurovať v rovnakej úlohe, v akej ho dnes máme na desktopových PC - v úlohe vodcu priemyslu. A na toto potrebuje svoje výborné a výkonné architektúry dostať na podstatne nižšie hodnoty spotreby.
Haswell Core i7 sa od svojich predchodcov na prvý pohľad líši len umiestnením výrezu na okrajoch
Preto pri dizajne čipov Haswell bolo jasným cieľom tlačiť spotrebu dole a spolupracovali na tom dizajnéri čipu aj fabriky. Haswell tak obsahuje dosiaľ nevídané množstvo takzvaných power gates, teda brán schopných vypínať jednotlivé časti čipu, keď ich používateľ práve nepotrebuje. Zapracovalo sa aj na výrobnom procese, kde sa dbalo na minimálne stratové prúdy a použitie čo najefektívnejších typov tranzistorov. Vo výsledku vznikol čip, ktorý predvádza najväčší skok v životnosti notebookov na batériu v histórii Intelu. A hlavná zmena je integrácia ďalšieho tradičného zariadenia zo základnej dosky priamo do procesora, konkrétne do časti, ktorej Intel hovorí systémový agent a v ktorej už dávno vídame riadiace obvody napríklad pre PCI-Express (v tomto prípade podpora 18 liniek PCIe 3.0) alebo na prístup do pamäte RAM. Tým zariadením je napájacia logika - Haswell obsahuje tzv. IVR, integrovaný Voltage Regulator. Tým nielen odbremeňuje výrobcov dosiek, ale dáva procesoru ešte lepšiu kontrolu nad riadením spotreby.
Na úspech nízkoenergetických variantov v tabletoch bolo toto riešenie nevyhnutné. Vo výsledku je Haswell schopný prepínať medzi spotrebnými stavmi s oveľa nižšou latenciou než predchádzajúce modely a Intel dokonca zapracoval na niekoľkých úplne nových stavoch ešte hlbšieho spánku či čiastočného vypnutia procesora. Architektom Intelu sa v podstate podarilo dosiahnuť elektrickú spotrebu, ako má bežne stav S3, no dobu prebúdzania, ako keď preberáte počítač zo stavu S0. Spotreba v nových čiastočne povypínaných stavoch klesla tak hlboko, že s Haswellmi majú problém niektoré staré zdroje, pretože môže dôjsť k situácii, keď procesor odoberá z 12 V vetvy menej ako 0,05 ampéra a zdroj stratí stabilitu. Intel preto certifikuje vybrané zdroje na použitie s procesormi Haswell, väčšina modernejších zdrojov s certifikátom silver alebo gold však nové procesory podporuje. V súvislosti s integráciou zariadení v procesore je zaujímavý fakt, že dnes výpočtové jadrá zaberajú už len 33 % z plochy čipu (spolu 177 mm2).
Takto bude vyzerať mobilný variant Haswell s priloženou pamäťou eDRAM pre grafiku Intel Iris Pro
Veľmi zásadnou novinkou by mala byť nová integrovaná grafika, toto GPU sa však v dvoch testovacích vzorkách, ktoré prešli našimi zostavami, akosi nevyskytovalo. Nové grafiky s kódovými názvami GT3 a GT3e ponesú modelové označenie Iris a Iris Pro s číselným prívlastkom 5000 a viac. V našich testovaných procesoroch sa nachádzala grafika Intel HD Graphics 4600, ktorá využíva architektúru GT2, teda rovnakú ako GPU v Ivy Bridge, mierne posilnenú zvýšeným počtom exekučných jednotiek. To vysvetľuje len minimálny náskok v rýchlosti kódovania videa pomocou procesorov Haswell, kde konverzia 7-minútového videa v základnom HD rozlíšení trvá bežnou metódou viac ako tri minúty, zvládnu ho všetky procesory pri akcelerácii pomocou technológie Intel Quick Sync pod jednou minútou, pričom Haswell má len mierny náskok.
Grafiky Iris budú predstavovať tú novinku, ktorá posunie výkon Quick Sync vyššie (pribudne hardvérová podpora dekódovania MJPEG a enkódovania MPEG2) a na novú úroveň zdvihne možnosť zahrať sa moderné hry na integrovanej grafike. Výkonnejší variant Iris Pro dokonca bude obsahovať v spoločnom balíku s procesorom aj vyrovnávaciu pamäť eDRAM, podobnú ako v Xboxe 360 a čerstvo oznámenom Xboxe One, ktorá by mala dopomôcť k zvýšeniu priepustnosti a podstatnému zvýšeniu výkonu grafiky. Údajne až na dvojnásobok oproti Intel HD 4000. Uvidíme, ako to bude naozaj, nové grafiky vám predstavíme bližšie, keď sa nám do rúk dostane procesor s prívlastkom R. Zatiaľ sme testovali len tradičné K, teda modely s odomknutým násobičom, pri ktorých Intel predpokladá, že k nim zákazníci budú dokupovať samostatné grafické karty, a tak ich vybavil len najnižším variantom GPU z generácie Haswell, aby cenu udržal čo najnižšie. Nové GPU sa inak môže pochváliť aj zaujímavým zoznamom podporovaných štandardov, napríklad DirectX 11.1, OpenCL 1.2, OpenGL 4.0, z videovýstupov je na zozname DisplayPort 1.2, HDMI 1.4, eDP s podporou 4K × 2K rozlíšenia a podporuje aj možnosť zapojiť až tri monitory súčasne.
Wafer s čipmi Haswell, vyrábanými 22 nm procesom
Intel Haswell prináša opäť prechod na novú päticu, pokiaľ teda budete chcieť upgradovať svoje domáce počítače, bude treba vymeniť základnú dosku. Nová pätica nesie označenie LGA 1150 a ponecháva spätnú kompatibilitu s chladičmi pre predošlé pätice. Obávali sme sa, či bude Intel podporovať s novými procesormi pretaktovanie a či s integráciou riadenia napätia do procesora nevymiznú kvalitné pretaktovacie dosky s výborne riešeným napájaním. Obavy boli zbytočné, Haswell sme testovali na doske GIGABYTE Z87X-UD3H, vybavenej digitálnym riadením napájania pre CPU aj zvyšok komponentov, s detailným BIOS-om, kde možno procesory K Haswell prispôsobiť do najmenšieho detailu. Po novom môžete okrem dvíhania násobiča taktovať aj zmenou základnej frekvencie (automatika dosky napríklad pretaktováva zmenou z 100 MHz na 125 MHz, čím dosiahne aj pri zníženom násobiči frekvencie CPU od 4,2 GHz po 4,5 GHz). Mimoriadne potešiteľná správa je, že Haswell už netrpí špeciálnym neduhom výkonnejších modelov Ivy Bridge - dosahovaním naozaj vysokých teplôt pri plnej záťaži. Teploty vyskočia vysoko až po pretaktovaní - ak procesor nútite dlhodobo pracovať vyššie než na 4,2 GHz (s automaticky zdvihnutím napätím), môžu vás teploty zneistiť, takže pri dobrodružnejšom pretaktovaní odporúčame vodné chladenie.
Core i5-4670K a Core i7-4770K
Parametre, prevádzkové vlastnosti a výkon procesorov Haswell a ich predchodcov. Testované s integrovanou grafikou.
Dva testované procesory s prívlastkom K, a teda odomknutým násobičom sa líšia, ako je tradíciou Intelu, v podpore HyperThreadingu (HT) - vyššie Core i7 sa správa ako osemjadro, aj keď fyzicky ide o štvorjadro, a predvádza o niečo lepší výkon v dobre prispôsobených aplikáciách (3D modelovanie a rendering, spracovanie videa a fotografií). Core i5 sa zase ukazuje ako lepší procesor na hry, kde býva HT občas na škodu, skôr je podstatný výkon na jedno jadro. Oba procesory je mimoriadne jednoduché pretaktovať a nižší z dvoch modelov aj schladiť bežným vzduchovým chladením. Zaujímavé je, že z hľadiska využitia na hranie so samostatnou výkonnou grafickou kartou poskytuje Haswell skoro rovnaký výkon ako Ivy Bridge. Ako vidíte v grafe herných testov, Ivy Bridge Core i5-3470 dosahuje skoro rovnaký výkon ako najdrahší Core i7-4770K. Z hľadiska porovnania s predošlou generáciou stačí pozrieť na stĺpce procesorov 3770K a 4770K, ktoré pracujú s rovnakými frekvenciami a majú rovnaké pamäte cache - rozdiel v prospech Haswell je od 5 do 12 %. Asi to nie je hodnota, pre ktorú by ste svoj počítač s Ivy Bridge zahodili, ale pokiaľ máte staršie železo a staviate nové PC, určite upgradujte rovno na ekonomický Haswell. Minimálna a maximálna spotreba o tom možno nedávajú dosť jasný obrázok, no dlhodobá priemerná spotreba je pri týchto CPU podstatne nižšia než pri Ivy Bridge.
Herný výkon procesorov v kombinácii s grafickou kartu GIGABYTE GeForce GTX 680 OC 4GB
V čase testovania ešte neboli jednoznačne určené ceny pre náš trh, takže hodnoty v tabuľke považujte skôr za odhad a tipovanie než reálnu hodnotu, podľa ktorej by sme mohli zhodnotiť výhodnosť procesorov. Presnejšie zhodnotenie ich výhodnosti prinesieme v ďalšom teste, kde sa bližšie pozrieme aj na novinky konkurencie a získame aj Haswell s novou grafikou Iris, ktorý by mohol zaujímavo zamiešať karty.
