Intel Core i7-870: 4,3 GHz jako mávnutím proutku

0

Nejvýkonnější Lynnfield, alespoň zatím

O procesorech vyvíjených pod kódovým označením Lynnfield už po teoretické stránce víte třeba i z EHW asi vše. Kdyby náhodou ne, dáme si v rámci představení testovaného Core i7-870 rychlou rekapitulaci a hlavně na této stránce dole najdete sadu odkazů, která vás k informacím do skládanky o procesorech nejen do LGA 1156 rychle dovede.

Lynnfield staví na architektuře Nehalem a dnes už můžeme říci zaběhnutém 45nm výrobním procesu s high-k dielektrikem. Na rozdíl od prvních procesorů této architektury (Bloomfield, řada Core i7 9xx) nepotřebuje rychlou (a drahou) komunikační sběrnici se severním můstkem čipové sady, neboť Intel do čipu integroval i šestnáct PCI Express 2.0 spojení pro grafické karty. O další „serverovinu“ v podobě tříkanálového řadiče pamětí DDR3 byl Lynnfield také oproštěn.


Srovnání velikosti Core 2 Quad (Yorkfield, LGA 775), AMD Phenom II X4 (Deneb, AM3/AM2+), Core i5-750 (Lynnfield, LGA 1156) a Core i7-870 (Lynnfield, LGA 1156)


Core i7-870 a i7-750 v detailu (i5-750 v prodejní verzi, i7-870 jako ES, Engineering Sample)


Zatímco ke Core i5-750 zaslal Intel Box chladič, ke Core i7-870 zde byl věžový Thermalright, který asi v box balení tohoto procesoru nenajdete. Bohužel tento chladič nemá backplate, ale stejné plastové packy jako box chladič a ty už byly po použití předchozí redakcí poničeny (viníkem je ale Thermalright a jeho volba degradace výkonného chladiče laciným uchycením

Další vlastnosti jsou ale podobné jako u prvních Nehalemů (Bloomfieldu): integrovaný řadič pamětí DDR3, základní frekvence od níž se přes násobiče odvíjí další frekvence (QPI, uncore, samotný procesor, paměťová sběrnice), velká (8 MB) sdílená L3 cache a funkce Turbo Boost (ta se však u Lynnfieldu dočkala významného vylepšení, viz kousek níže).

Jak už z předchozího textu vyplynulo, rozdíl mezi Lynnfieldy s označením Core i5 a i7 spočívá v absenci podpory Hyper-Threadingu u prvně zmíněné řady (zatím s jediným zástupcem v podobě Core i5-750). Jak může Hyper-Threading, tedy technologie umožňující jednomu fyzickému jádru (procesoru) zpracovat dvě procesová vlákna současně (čtyřjádrový Lynnfield/Bloomfield operačnímu systému reportuje osm logických procesorů a ten s ním pracuje jako s osmijádrovým – procesor díky tomu může efektivněji využít své prováděcí jednotky, registry a cache).

Turbo Boost

Už asi víte, že funkce Turbo je jedním z klíčem vysokého výkonu (při relativně nízké spotřebě) Lynnfieldů. Turbo Boost první generace totiž u Core i7 v případě, že procesor není plně vytížen, zvedá frekvenci prvního jádra pomocí navýšení násobiče na úkor nečinných či méně činných jader. Když je zatíženo jádro jediné, děje se tak o dva stupně (například u Core i7-920 získáte namísto 20× násobič 22× a tady místo 2,66 GHz pro jednovláknové aplikace 2,93 GHz), v případě nějakého zatížení dvou až čtyř jader pak o jeden stupeň (tedy u Core i7-920 konkrétně na 21×). Turbo Boost se řídí odhadovaným TDP.

U procesorů Xeon architektury Nehalem nasadil Intel Turbo druhé generace, násobič může být zvednut až o dva stupně (resp. o tři stupně pro jedno- a už i dvouvláknové aplikace). Lynnfield má Turbo Boost třetí generace a ten už je opravdu odvážný. Pro jedno- či dvouvláknové aplikace bude násobič navýšen o pět stupňů, pro tří- a čtyřvláknové pak o dva stupně. Jak je to v případě 2,93GHz Lynnfieldu (Core i7-870, násobič 22×, s TuboBoost až 27×) a našeho Core i5-750 vidíte v následující tabulce.

Procesor Frekvence Frekvence s Turbo režimem
4 jádra aktivní 3 jádra aktivní 2 jádra aktivní 1 jádro aktivní
Intel Xeon X5570 2,93 GHz 3,2 GHz 3,20 GHz 3,33 GHz 3,33 GHz
Intel Core i7-940 2,93 GHz 3,06 GHz 3,06 GHz 3,06 GHz 3,20 GHz
Intel Core i7-920 2,66 GHz 2,80 GHz 2,80 GHz 2,80 GHz 2,93 GHz
Intel Core i7-870 2,93 GHz 3,20 GHz 3,20 GHz 3,60 GHz 3,60 GHz
Intel Core i5-750 2,66 GHz 2,93 GHz 2,93 GHz 3,33 GHz 3,33 GHz

Přehledný monitoring Turbo Boost umožňuje TMonitor od vývojáře programů Cpu-Z, HWmonitor a PC Wizard (www.cpuid.com). Na obrázku vidíte Core i7 870 (2,93 GHz) při zatížení pomocí Prime95 s nastavením jediného výpočetního vlákna:

Přehledné srovnání všech aktuálních procesorů Intel Core i7 série 900 i 800 a jediného dosud uvedeného procesoru Core i5 (750) složil do jediné tabulky sám Intel. Určitě si všimnete, že hlavním rozdílem mezi Core i7 900 a 800 je počet kanálů na paměťovém řadiči (tři vs. dva) a pouzdro procesoru (LGA 1366 vs. 1156). Core i5 série 700 oproti  Core i7 800 postrádá funkci HyperThreading, která díky dvěma vláknům na jádro zajistí efektivnější fungování masivněji paralelních aplikací (operační systém vidí procesor jako osmijádrový, resp. s osmi logickými CPU; logika v procesoru poté může efektivněji využít všechny prováděcí jednotky).

Přečtěte si také:

Detailní detekce v Cpu-Z, Turbo Boost v TMonitoru, testovací sestavy

Základní deska Gigabyte GA-P55-UD4P nastavila i v zátěži velmi nízké napětí pro Core i7-870 však bylo pro stabilní běh dostatečným.

Přestože má Core i7-870 nominální frekvenci 2,93 GHz, prakticky pořád (i v osmivlákové zátěži) vám budou všechna jádra v případě potřeby běžet na 3,2 GHz (Turbo Boost).

Jednovláknová zátěž a TMonitor odhaluje nárůsty násobiče umožňující jednomu (či dvěma) jádrům běžet až na 3466 MHz.

I v idle je Gigabyte s napětím odvážnější než Asus a pro provoz se sníženým násobičem na 9× volí deska 0,85 V.

Ačkoli Lynnfield implicitně podporuje DDR3-1333, nastavil jsem 1066 MHz efektivně (a raději nižší časování), abych měl srovnatelné výsledky s Bloomfieldem. Propustnost pamětí je stejně tak vysoká, že na rozdíl od latence nehraje v drtivé většině testů příliš roli. Jinak Lynnfield umožňuje prostřednictvím multiplikátoru i při implicitní BCLK nastavit podobně třeba jako Phenom II na AM3 i 1600 MHz efektivně pro paměti.

Ještě bych rád upozornil na jednu dětskou nemoc desek s P55 (Gigabyte, MSI): při osazení pouze dvěma moduly použijte DIMM 2 a 4 (vzdálenější od patice), při osazení pouze do DIMM 1 a 3 počítač nenabíhá a POST displej vám nepomůže (FF).

Zbytek testovací sestavy je shodný jako u dalších platforem, tedy:

  • grafická karta: Nvidia GeForce GTX 280
  • pevný disk: Western Digital WD5000KS
  • zdroj: Corsair CMPSU-650TX
  • mechanika: Toshiba SD-H802A
  • operační systém: Windows Vista Ultimate SP1, 64-bit

Další testovací sestavy

Poznámka: U procesorů AMD Athlon 64 a čipových sad AMD je frekvence pamětí odvozena od celkové frekvence procesoru. Athlon X2 4850e proto například pracoval s pamětmi na 714 MHz efektivně, všechny Phenomy a Athlon X2 7750 pak na deklarovaných 1066 MHz efektivně. Časování bylo ve všech případech 5-5-5-15, 2T. Procesory otestované na platformě AM3 (140, X2 250 a 550, X3 720, X4 810, X4 945 a 955) měly paměti nastaveny na 1600 MHz efektivně s časováním 8-8-8-24, 2T. To platilo přímo pro jeho recenzi, v tomto konkrétním testu jsem použil (takřka shodné) výsledky z platformy AM2 s pamětmi na 1066-5-5-5-15, 2T. Takto byly paměti nastaveny i u Phenomu II X4 810.

U procesorů Intel Core 2 byly paměti DDR3 nastaveny dle implicitní frekvence FSB, v případě Core 2 Duo a Quad tedy typicky na 1333 MHz efektivně (časování stále 8-8-8-24, 2T), u Core 2 Extreme QX9770 pak na 1600 MHz s identickým časováním. To samé platilo pro procesory Core 2 s 1066MHz sběrnicí (1066 Mz, 6-6-6-16) či Pentia Dual-Core a Celerony (800 MHz, 5-5-5-15).

Za zapůjčení základních desek Rampage Extreme a P6T Deluxe děkujeme společnosti Asus

Za zapůjčení základních desek MA-790GP-DS4 a MA-790FXT-UD5P děkujeme společnosti Gigabyte.

Za poskytnutí testovacích pamětí DDR2 a DDR3 děkuji společnosti Kingston

Kingston

Za poskytnutí teplovodivé pasty Noctua NT-H1 děkujeme
společnosti RASCOM Computerdistribution

Multimédia: video, fotky, hudba

x264 benchmark

x264 benchmark testuje výkon procesoru při převodu videa v rozlišení 720p s použitím kodeku H.264. Benchmark je ke stažení na TechARP.com, používáme výsledky z náročnějšího druhého průchodu.

VirtualDubMod + DivX 6.8.4

VirtualDubMod slouží pouze jako rozhraní pro převod souboru 400MB souboru MPEG-2 (.VOB) ve standardním DVD rozlišení do .AVI s kodekem DivX. Experimentální podporu SSE4 necháváme vypnutou, volba Enhanced multi-threading je naopak zapnuta. Předvolej je profil Home Theater a kvalita Balanced.

Paint.NET

Pro testování výkonu ve volně šiřitelném bitmapovém editoru používáme rozhraní TPUbench.

Zoner Photo Studio 11

Poslední verze Photo Studia společnosti Zoner má za úkol hromadnou úpravu třiceti 6Mpx fotografií ve formátu JPEG: automatický kontrast, vyvážení bílé, zmenšení, doostření, saturace, uložení jako JPEG pro web, vložení obrázku do obrázku a pár dalších.

WAV do MP3: LameEnc 3.97

Jeden rozměrný soubor ve formátu WAV je pomocí kodeku LameEnc převáděn do souboru formátu MP3.

Rendering a raytracing

Cinebench R10

Cinebench je benchmark snažící se nastínit výkon procesorů při renderingu v CAx programu Cinema 4D společnosti Maxon. Používáme x CPU benchmark (vícevláknový).

POV-Ray v3.7

Beta verze freeware raytraceru POV-Ray umožňuje využít vícejádrové procesory. Pro testy používáme jednu ze scén mezi příklady dodanými s programem: chess2.pov a rozlišení 800 × 600 px bez anti-aliasingu.

Blender 2.47

Pro testování v 3D modeláři Blender používáme standardní nastavení a model flyingsquirrel.blend.

Aplikační výkon v testech PCMark Vantage

PCMark Vantage

PCMark Vantage prověří celý počítač a je to tzv. polosyntetický benchmark. Obsahuje fragmenty skutečných aplikací, renderuje například webové stránky v prohlížeči s více záložkami, pracuje hromadně s fotkami a občas některé činnosti dělá současně.

Další dílčí výsledky jsou už jen z 64bitové verze benchmarku:

Komprese souborů a syntetické testy

WinRAR 3.71

Pro příklad výkonu při kompresi souborů jsme vybrali rozšířený formát RAR, zkušenosti s programem 7-zip (a dalšími ZIP archivátory) zatím ukazují na využití maximálně jednoho jádra.

wPrime 2.0

Vícevláknová obdoba jednoduchého benchmarku SuperPI (samozřejmě se nepočítá Ludolfovo číslo, ale prvočísla).

Fritz Chess

Benchmark simulující počítání šachových kombinací skutečného šachového programu Fritz.

Everest 4

Především diagnostický nástroj Everest obsahuje i několik syntetických benchmarků, čistě procesorový CPU Queen či svými výsledky trochu zvláštní PhotoWorxx.

Propustnost a latence paměťového subsystému

Everest 4 – propustnost a latence paměťového subsystému

Jen připomenu konfiguraci jednotlivých testovaných systémů:
– Core i7, i5: DDR3-1066, 7-7-7-20, 1T (LGA 1366: triple, LGA 1156: dual channel)
– Core 2 Extreme: DDR3-1600, 8-8-8-24, 2T (dual channel)
– Core 2 Duo E8000, Core 2 Quad Q9000: DDR3-1333, 8-8-8-24, 2T (dual channel)
– Core 2 Duo E7000, Pentium DC E6000, Core 2 Quad Q6000: DDR3-1066, 6-6-6-18, 2T (dual channel)
– Pentium Dual-Core, Celeron (Dual-Core): DDR3-800, 5-5-5-15, 2T (dual channel)
– Phenom X4, X3, Phenom II: DDR2-1066, 5-5-5-18, 2T (dual channel, unganged)
– Phenom II X2 550, X3 720, X4 810, 945, 955, Athlon II X2 250, Sempron 140 (AM3): DDR3-1600, 8-8-8-24, 2T (dual channel, unganged)
– Athlon X2 4850e: DDR2-714, 5-5-5-18, 2T (dual channel)

Herní výkon a skóre v 3DMarku

Call of Duty 4

1680 × 1050 px, maximální detaily, bez anti-aliasingu, režim timedemo.

Crysis

1680 × 1050 px, DirectX 10, island demo, celkové detaily: high, bez anti-aliasingu

Unreal Tournament 3

1680 × 1050 px, VCTF-Suspense, maximální detaily, bez anti-aliasingu

World in Conflict

1680 × 1050 px, střední detaily, DirectX 10, fyzika zapnuta, bez anti-aliasingu

3DMark Vantage

Základní nastavení (performance), pouze CPU score.

3DMark06

Implicitní nastavení, opět pouze CPU score.

Spotřeba a teploty

Spotřeba celé sestavy s daným procesorem je měřena pomocí zásuvkového měřiče spotřeby elektrické energie FK Technics.

Poznámka: spotřeba celé sestavy se Sempronem 140 by byla v případě použití základní desky s čipsetem 790GX (AM2+) nižší (v idle možná až o deset wattů), viz článek:

 

Všechny procesory jsou provozovány s chladičem Evercool Buffalo s fixně nastavenými otáčkami na hodnotu 2000 za minutu. Výjimkou jsou procesory Core i7, kde je použit kvalitnější chladič Thermalright Ultra-120 eXtreme s fixně nastavenými otáčkami na 1300 rpm. Evercool Buffalo pro LGA 1366 alespoň v době testu neexistoval.

Procesor Core i5-750 jsem testoval se zhruba podobně konstruovaným i výkonným chladičem jako Buffalo: Freezerem 7 Pro rev. 2. Novější verze CoreTempu i RealTemp od verze 3.00 odečítají zřejmě teploty z jádra správně (a stejně).

Pozor: Minimálně u procesorů Phenom X4 a procesoru Core 2 Extreme QX9770 (ES) nefunguje čidlo či jeho čtení pomocí CoreTemp/RealTemp správně a na hodnoty se nedá spolehnout (přestože třeba u QX9770 je podle této hodnoty řízen thermal throttling).

 

Shrnující grafy, cena/výkon


Graf aplikačního výkonu byl získán jako průměr ze 32 a 64bitové verze PCMark Vantage.


Průměrný výkon v konverzi videa do H.264, DivX, audio do MP3 (LameEnc) a při práci s fotografiemi (Zoner Photo Studio 11 a Paint.NET)


Průměrný výkon v Call of Duty 4, Crysis, Unreal Tournament 3 a World in Conflict

Průměrný výkon v Cinebench R10 (32 i 64-bit), Blender a POV-Ray 3.7



Průměrný výkon ve WinRAR 3.71, wPrime 2.0 32M, Fritz Chess a Everest 4 (Mem. copy, latency, CPU Queen a Photoworxx)

Průměr z výkonu s multimédii, při renderingu a v PCMarku dělený aktuální cenou

Průměr z výkonu ve hrách dělený aktuální cenou

Přetaktování

Přetaktování mě u procesoru s nízkým základním napětím dost zajímalo. Po chvíli experimentování jsem přišel na to, že pro zvýšení základního taktu na 182 MHz (s implicitním násobičem 22× to dělá rovné 4 GHz, s minimálním přírůstkem přes Turbo Boost pak 4368 MHz) mi stačí napětí nižší než 1,4 V a k tomu jsem jen drobně polechtal napětí QPI.

Tak uncore (NB) se povážlivě zvýšil, stabilita však opravdu nebyla problémem bez nějakého vyššího zvyšování napětí. Pro paměti jsem vybral jen nižší násobič a i při takto zvýšené základní frekvenci lze používat nejlevnější DDR3 (které snad 1066 MHz při 1,65 V dají).

Bohužel, chladič Noctua NH-C12P při dlouhodobém zatěžování na chlazení tako přetaktovaného procesoru nestačil (je možné, že jsem neměl zrovna optimálně nanesenou pastu a také se mi zdálo, že by bylo u desky Gigabyte asi lepší odmontovat původní backplate u patice procesoru). Chtěl jsem zkusit projet testy alespoň se základní frekvencí 170 MHz, ale ani to mi nebylo přáno. Do laborování s chlazením se mi už ale nechtělo, pětimutovou zátěž v Prime95 (do přehřátí) vydržel procesor při daném napětí i na daleko vyšší frekvenci.

Verdikt

Verdikt

Přestože jsem vás o tři kapitoly zpátky zahrnul shrnujícím grafy všeho druhu, pro ty, kdo se nechtějí prohrabávat tolika čísly jsem připravil lehce zavádějící, ale zase maximálně zjednodušující graf průměru ze všech testů. V grafu celkového výkonu nejsou započítány jen syntetické testy (Everest apod.) nebo komprese pomocí WinRAR (graf, který tyto testy bere v potaz, najdete na tomto odkazu).

Pokud tento výkon podělíme aktuální cenou procesorů vč. DPH, dostaneme následující index výhodnosti jednotlivých CPU. Platí, že vyšší číslo znamená výhodnější procesor. Opět si můžete prohlédnout i graf počítající se syntetickými testy a kompresí.

Poznámka: ve všech grafech jsou procesory seřazeny dle ceny od nejdražšího po nejlevnější. Výjimkou je Phenom II X4 955, který zlevnil ještě pod úroveň Core i5-750 (a v grafu by tedy měl být tento Deneb až pod nejlevnějším Lynnfieldem)

Pokud bychom se na Core i7-870 dívali z pohledu podobně výkonného modelu Core i7-950, zbude pro Lynnfield především chvála: při podobné ceně se na stejný výkon dostanete s levnější platformou a bonusem je podstatně nižší spotřeba.

Bohužel já však Core i7-870 vidím v jiném kontextu. Za poloviční cenu koupíte Core i7-860, který se liší jen o jeden díl nižším násobič základní frekvence (2,93 vs 2,8 GHz), Core i7-750 je levnější pak skoro třikrát. Dejme tomu, že i5-750 je ze hry mimo, protože vy Hyper-Threading v multivláknových aplikacích prostě využijete. Core i7-860 by dejme tomu nemusel dosahovat tak vysokých frekvencí anebo se prostě nejedná o to nejlepší pro danou platformu. Jenže ono investovat dvanáct tisíc korun do procesoru pro LGA 1156, když se šestijádrové procesory (Gulftown) očekávají pro LGA 1366, nedává taky trochu smysl.

 

Výsledek dnešního testu je jednoduchý: Core i7-870 je z praktického hlediska zřejmě zbytečným procesorem s jedinou úlohou – reprezentovat Lynnfield na špičce výkonnostních grafů. Z výsledků se však snadno dají odvodit výkony a do jisté míry i spotřeba (a snad i trochu přetaktování) Core i7-860. Ten naopak za nikterak drastický příplatek oproti Core i5-750 nabídne nejen o něco vyšší frekvenci, ale hlavně Hyper-Threading.

Hráči mohou zůstat klidní, Core i5-750 zůstane pro jejich účely nejvýhodnějším z výkonných procesorů a ušetřené peníze mohou raději investovat do grafické karty, pro lidi pracující s videem či třeba fotografiemi může být investice do Core i7-860 velmi rozumná. Nutno přitom ale poznamenat, že AMD se s Phenomy II X4 drží po uvedení Lynnfielda s cenou ještě více při zemi a při nízké pořizovací ceně celé platformy dokáže nabídnout většinu výkonu i7-8xx.

Intel Core i7-870 (Lynnfield, 2,93 GHz)

+ výkon blízký Core i7-965
+ výkonnostní výtěžek z Hyper-Threadingu je v testech jako x264 benchmark velký
+ výkon/spotřeba
+ velká rezerva pro přetaktování
+ Turbo Boost (3. generace) a další přednosti jako Core i5-750

– vysoká cena této platformě nesluší (nákup i7-870 je při existenci i7-860 vyhazování peněz)
– je třeba zcela nová základní deska, rozteč děr pro chladič také změněna

Za zapůjčení procesoru Core i7-870 děkujeme společnost Intel