Приветствую тебя дорогой читатель. Свершилось, Intel выпустила новейшие процессоры 12-го поколения и стала отгружать их своим партнерам. Мы стали одними из первых, кто предоставляет возможности для сборки игровых компьютеров и рабочих станций на основе процессоров Intel Core i9 и Intel Core i7 двенадцатого поколения и материнских плат с чипсетами B660 и Z660.
В серии обзоров мы с вами рассмотрим архитектуру процессоров и ее возможности. Уделим внимание материнским платам, оперативной памяти и SSD накопителям, обеспечивающим высокую производительность в играх и профессиональных приложениях.
Архитектура Alder Lake
Новое поколение процессоров Intel мы ждали давно, возможности предоставляемые процессорами нового поколения, давно ожидаемы потребителями и производителями компьютерного оборудования. Важной задачей, которую решали разработчики, является повышение энергоэффективности процессоров. Это особенно важно в решениях для мобильных компьютеров и для компьютеров в корпусах типа SFF или UCFF.
Для реализации оптимального решения, инженеры в Intel объединили два типа ядер в одном чипе.
Рис. 1. Общая схема процессора на архитектуре Alder Lake
Новая архитектура предоставляет до 8 производительных ядер и до 8 эффективных ядер. Intel назвала производительные ядра P-cores, а эффективные E-cores. Каждое производительное ядро поддерживает технологию Intel Hyper Threading. Итоговое количество потоков, является суммой потоков P-cores и E-cores.
Задачи, которые требовательны к производительности, в первую очередь будут выполняться на P-cores, а когда компьютер используется не активно, или задачи нетребовательны к производительности CPU, будут использованы ядра E-cores.Также, задачи приложения работающего на фоне, будут перенесены переведены на энергоэффективные E-cores.
По сравнению с ядрами архитектуры “Skylake”, P-cores на основе микроархитектуры “Golden Cove” обеспечивают значительное увеличение IPC на 28%. На микроархитектуре “Skylake” работают пять поколений процессоров Core (с 6-го по 10-е). Ядра “Golden Cove” дают впечатляющий прирост на 19% в сравнении с ядрами “Cypress Cove” 11-го поколения, архитектуры “Rocket Lake”.
Энергоэффективные E-cores на основе микроархитектуры “Gracemont” при правильной частоте и мощности могут соответствовать производительности ядер на основе архитектуры “Skylake”, занимая при этом четверть площади кристалла и долю мощности P-cores.
Именно благодаря комбинации этих двух факторов, Intel подкралась к 16-ядерному процессору Ryzen 9 5950X на основе архитектуры “Zen 3” в своих маркетинговых материалах. Intel Thread Director — это встроенное промежуточное программное обеспечение, которое работает на низком уровне с операционной системой, чтобы обеспечить распределение рабочей нагрузки между ядрами процессора нужного типа.
Процессоры на архитектуре Alder Lake используют кэш L3 на основе Intel Smart Cache объемом до 30 Мб. Объем кэша L2 в зависимости от модели процессора доходит до 14 Мб.
Кэш L3 большого объема, очень важен для ускорения вычислений и хранения данных поступающих из оперативной памяти в процессор. В играх, это важно для задач выполняемых на CPU, например, вычислений трансформаций или обработки геометрии и последовательных алгоритмов, а также для модулей/компонентов активно использующих CPU. Также, больший объем данных будет передан GPU для визуализации и вывода изображения на дисплей.
Все процессоры Intel Core 12-го поколения для настольных компьютеров (серия Alder Lake-S) используют сокет LGA1700.
Рис. 2. Сокет LGA1700 на материнской плате
Инженеры специально разработали новый сокет для реализации всех ожидаемых возможностей в новом поколении процессоров. Сокет приобрел прямоугольную форму и больше контактов. Но стоит обратить внимание на тот факт, что переход на новый сокет потребует смены материнской платы.
Практически все производители материнских плат пополнили линейки своих продуктов материнскими платами с сокетом LGA1700. Наши специалисты помогу вам подобрать оптимальную модель материнской платы для выбранного вами процессора и других компонентов системы.
Самым важным нововведением архитектуры Alder Lake является поддержка двух стандартов PCI-Express. Новые процессоры Intel поддерживают как PCI-Express 4.0, так и PCI-Express 5.0. Реализация двух стандартов PCI-Express “поражает двух зайцев сразу”. Можно использовать комплектующие основанные как на стандарте 4.0, так и комплектующие на основе стандарта 5.0.
Шина PCI-Express 4.0 предоставляет пропускную способность в 16 GT/s, что в два раза выше чем у PCI-Express 3.0. Шина PCI-Express 5.0 уже обеспечивает пропускную способность в 32 GT/s, что обеспечивает скорость в 63 GB/s в каждом из направлений в конфигурации шины с 16 линиями.
Применение шины PCI-Express 5.0 дает возможность плавно перейти на будущие модели графических ускорителей и систем хранения данных, а также специализированных комплектующих, например плат захвата видео или звуковые карты.
Процессоры Intel Core 12-го поколения как и их предшественники, позволяют установить до 128 Гб оперативной памяти без поддержки коррекции ошибок. Но новое поколение прцоессоров предоставляет поддержку памяти стандартов DDR4 и DDR5. Память работает в двуканальном режиме, и поддерживает память стандартов DDR4-3200 и DDR5-4800.
Важно помнить, что оба типа памяти не могут сосуществовать на одной материнской плате, поэтому заранее планируйте выбор оперативной памяти перед покупкой компьютера на базе новых процессоров Core. По умолчанию, память использует стандартное напряжение в 1.2 Вольта.
Новое поколение процессоров предоставляет поддержку основных наборов инструкций процессоров Intel, а также предоставляет ряд новых возможностей и исключение ряда устаревших технологий.
Скорость обмена данными между ядрами доходит до 1 TB/s. Технология Intel Thread Director (Scalable Hybrid Arch Scheduling) помогает планировщику потоков операционной системы более эффективно распределять нагрузку меж гетерогенных ядер CPU. Применение этой новой возможности требует поддержки от операционных систем. О чем вы сможете узнать из технической документации к ним. Напирмер, Windows 11 от Microsoft, поддерживает технологию Intel Thread Director.
Поддерживаемые наборы инструкций
Новые процессоры линейки Intel Core поддерживают все основные наборы инструкций, используемые в современных процессорах, а также специально разработанные Intel для своих решений, которые могут поддерживаться определенными приложениями и возможностями операционных систем.
Процессоры с интегрированной графикой Intel UHD 770/730 Graphics, поддерживают API Microsoft DirectX 12 (Direct3D 2015, Direct3D 12, Direct3D 11.2, Direct3D 11.1, Direct3D 9, Direct3D 10, Direct2D), OpenGL 4.5 и OpenCL 2.1, OpenCL 2.0, OpenCL 1.2.
Архитектура 12-го поколения обеспечивает аппаратное ускорение конвейера рендеринга в DirectX 12, состоящего из следующих этапов: выборка вершин, вершинные шейдеры, шейдеры оболочки, тесселяция, доменный шейдер, геометрический шейдер, растеризатор, пиксельный шейдер и вывод пикселей.
Графические сопроцессоры Intel обладают базовой поддержкой всех ключевых API и хорошо себя демонстрируют в работе с офисными приложениями и не требовательными к интенсивным графическим вычислениям задачами.
Устаревшие и исключенные технологии
Процессоры на архитектуре Alder Lake больше не поддерживают ряд технологий. Это может вызвать трудности в работе ряда приложений и инструментов.
- Intel Memory Protection Extensions (Intel MPX)
- Branch Monitoring Counters
- Hardware Lock Elision (HLE), part of Intel TSX-NI
- Intel Software Guard Extensions (Intel SGX)
- Intel TSX-NI
- Power Aware Interrupt Routing (PAIR)
С технологией шифрования Intel Software Guard Extensions (Intel SGX) уже известны случаи, когда пользователи не могли воспроизвести Blu-Ray диски из-за технологий шифрования данных, использующей Intel SGX.
Процессоры нового поколения, c высокопроизводительной гибридной архитектурой Intel, не поддерживают набор инструкций Intel Advanced Vector Extensions 512 Bit.
Результаты первых тестов
В качестве примера мы взяли результаты тестов в наборе тестов Geekbench 5. Этот популярный набор тестов позволяет хорошо оценить производительность процессора в различных нагрузках.
Для сравнения были выбраны процессор Intel Core i9-12900 (8 E-cores/8 P-cores (16 threads (24 threads total)) и процессор Intel Core i7-12700 (4 E-cores/8 P-cores (16 threads (20 threads total)). Оба тестовых стенда были созданы с использованием материнских плат GIGABYTE и 32 Гб оперативной памяти DDR4-3200. Оба процессора практически идентичны по характеристикам, за тем исключением, что у процессора Intel Core i7-12700 меньше энергоэффективных ядер (E-cores).
Знакомство с результатами тестов, мы начнем с однопоточных тестов Geekbench. Они показывают производительность одного ядра процессора.
Рис. 3. Результаты тестов Geekbench 5 Single-Core
В однопоточных алгоритмах, процессоры 12-го поколения показывают очень близкие друг к другу результаты. Процессор Intel Core i7-12700 незначительно уступил своему старшему собрату, но в криптографическом тесте Crypto показал немного лучший результат.
В многопоточных вычислениях картина иная, и различие в 4 дополнительных энергоэффективных ядрах уже заметно отчетливей.
Рис. 4. Результаты тестов Geekbench 5 Multi-Core
В многопоточных вычислениях различия в большем количестве потоков и повышенная частота, положительно сказываются на производительности. В данном наборе тестов, также удивил криптографический тест, так как он показал стабильно в два раза меньшую производительность процессора Intel Core i7-12700 в сравнении со старшей моделью процессора.
В целочисленных операциях и операциях с плавающей запятой, лидером является процессор Intel Core i9-12900.
Тесты наглядно показывают производительность CPU нового поколения. Отдельным условием может служить выбор материнской платы, ее конфигурация и выбор поддерживаемых функций. Что также дает возможности для широких экспериментов с различными типами ядер и поиском оптимизаций.
Итоги
Новое поколение процессоров Intel дает возможности для создания комплексных систем с поддержкой всех современных комплектующих, опирающихся и созданных с применением последних редакций стандартов и спецификаций. Поддержка пока еще редкой памяти DDR5 дает потенциал для обновления комплектующих в будущем, когда данный тип памяти станет доступнее и получит широкое распространение на рынке. Поддержка шины PCI-Express 5.0 предоставляет возможности для перехода на GPU следующего поколения и высокой производительности в вычислениях, интерактивных приложениях и играх.
Процессоры Intel Core 12-го поколения предоставляют пользователям возможность использовать гетерогенные вычисления и распределять задачи с различными нагрузками между ядрами разных типов. Энергоэффективность важна не только в мобильных компьютерах и ноутбуках, но также и в высокопроизводительных настольных компьютерах, когда параллельно выполняется несколько разнотипных нагрузок, которые могут выполняться как на всех ядрах/потоках, так и могут быть распределены между энергоэффективными и производительными ядрами.
Мои коллеги уже разработали несколько систем на базе Core i7 и Core i9 12-го поколения и материнских плат на новейших чипсетах Intel Z690. Обзоры этих систем и результаты тестов, вы увидите в моих будущих статьях.