Процессор Intel Core i3-5010U: знакомимся с младшим представителем линейки Broadwell для ультрабуков25.02.2015 13:02

Процесс перевода производства на все более тонкие техпроцессы, в свое время оказавшийся локомотивом развития полупроводниковой индустрии (пресловутый «закон» Мура, постулирующий регулярное удвоение плотности размещения элементов в интегральных схемах, приводящее к улучшению их потребительских характеристик), замедлился из-за того, что каждый последующий шаг на этом пути является все более дорогим, но при этом возрастает и влияние факторов, на предыдущих этапах малозначимых. В частности, на рынке процессоров это уже не позволяет просто повышать тактовые частоты, удерживая энергопотребление на прежнем уровне одним лишь увеличением компактности транзисторов. К тому же по мере усиления тенденции к миниатюризации готовых массовых изделий (современный планшет — не менее полноценный компьютер, нежели десктоп недавнего времени, но первых продается все больше, а вторых все меньше) в первую очередь требуется сокращать энергопотребление, стараясь не терять в производительности. Таким образом, производители вынуждены активно использовать не только экстенсивные методы, но и интенсивные.

Для облегчения этого процесса компания Intel в свое время внедрила стратегию «тик-так»: один шаг — утончение техпроцесса, второй — улучшение архитектуры, потом повторить. В теории это выглядит красиво, однако на практике все оказалось почти сразу не столь уж прямолинейно :) В частности, некоторые техпроцессы используются параллельно, поскольку часть продуктов не имеет смысла переводить на новый. Зато и утончение техпроцесса часто сопровождается архитектурными улучшениями, причем иногда даже более весомыми, чем следующий «архитектурный» шаг: при переходе с Sandy Bridge на Ivy Bridge потребительские характеристики улучшились как бы не сильнее, чем при последующем внедрении Haswell. Заметим также, что для покупателей настольных четырехъядерных процессоров тот же Sandy Bridge оказался «тик-таком», поскольку на этом рынке его внедряли сразу после Nehalem, т. е. поменялись и архитектура, и техпроцесс — это был большой шаг. Потом поменьше. Потом еще меньше:)

Впрочем, если рассматривать рынок в целом, не все так однозначно, как может показаться поклонникам десктопов. В мобильном сегменте Haswell увеличил производительность графической части (а там это очень важно, поскольку дискретные GPU используются еще реже, чем в среднем), снизил тепловыделение и позволил делать системы более компактными, поскольку младшие модели процессоров превратились в SiP. А теперь вот пришло время осваивать техпроцесс 14 нм, т. е. переходить с Haswell на Broadwell. Но не во всех сегментах рынка, а в области ультрамобильных решений, где новые кристаллы позволяют… Опять увеличить графическую производительность: теперь в GT2 не 20, а 24 ядра (96 ALU, способных выполнять четыре команды за такт), а в GT3, соответственно, 48 вместо 40. И в очередной раз удалось уменьшить занимаемое процессором место: SiP-сборка на Haswell имела размеры 40×24 мм², а Broadwell сокращает их почти вдвое — до 30×16,5 мм², что сравнимо с местом, которое во времена Ivy Bridge занимал один лишь чипсет (QS77, например, активно применявшийся в NUC, упаковывался в 22×22 мм²)! В общем, в этом сегменте преимущества тонкого техпроцесса особенно заметны, так что первыми, кто освоил Broadwell, стали процессоры новой линейки Core M, предназначенные для создания полноценных (не «атомных») планшетов без вентиляторов, что ранее было невозможно. А чуть позднее появились и более привычные CULV Core i3/i5/i7 в новом дизайне — с тем же теплопакетом 15 (GT2) или 28 (GT3) Вт, что и ранее, но более производительные за счет подросших тактовых частот — в частности, 15-ваттная линейка Core i3 теперь начинается с 2,0 вместо 1,7 ГГц при той же рекомендованной цене.

Но, подчеркнем, высокопроизводительных Broadwell пока нет — в этом сегменте со своими задачами справляется и Haswell Refresh. А вот убрать вентиляторы из планшета или повысить производительность ультрабуков и мини-ПК (так, Intel уже выпускает новый NUC на Broadwell, да и другие производители подтягиваются) — возможно. Что от этого получит покупатель? Вопрос интересный и непраздный. Сегодня мы попробуем поискать на него хотя бы часть ответа.

Конфигурация тестовых стендов Процессор Intel Core i3–5010U AMD Athlon 5350 Intel Pentium J2900 Intel Core i5–3427U Название ядра Broadwell Kabini Bay Trail Ivy Bridge Технология пр-ва 14 нм 28 нм 22 нм 22 нм Частота ядра std/max, ГГц 2,1 2,05 2,41/2,66 1,8/2,8 Кол-во ядер/потоков вычисления 2/4 4/4 4/4 2/4 Кэш L1 (сумм.), I/D, КБ 64/64 128/128 128/96 64/64 Кэш L2, КБ 2×256 2048 2048 2×256 Кэш L3, МиБ 3 — — 3 Оперативная память 2×DDR3–1600 1×DDR3–1600 2×DDR3–1333 2×DDR3–1600 TDP, Вт 15 25 10 17 Графика HDG 5500 Radeon R3 HDG HDG 4000 Кол-во ГП 96 128 16 64 Частота std/max, МГц 300/900 600 688/896 350/1150 Главным нашим героем является Core i3–5010U — фактически младшее решение в обновленном семействе. Его нам… практически не с чем пока сравнить напрямую, так что этот вопрос мы отложим на чуть более поздний срок, ограничившись более общей оценкой. В частности, нам никуда не деться от сравнения с суррогатными платформами, поэтому не обойтись без результатов Athlon 5350 и Pentium J2900. Но в мини-ПК встречаются и более производительные процессоры, нежели члены семейства Core i3, и один такой нами уже протестирован — пусть Core i5–3427U относится не к прошлому, а даже к позапрошлому семейству процессоров, но не так уж это и страшно при его тактовых частотах, агрессивно увеличивающихся за счет использования Turbo Boost.

Процессор AMD A6–7400K AMD A8–7600 Intel Celeron G1820 Название ядра Kaveri Kaveri Haswell Технология пр-ва 28 нм 28 нм 22 нм Частота ядра std/max, ГГц 3,5/3,9 3,⅓,8 2,7 Кол-во ядер (модулей)/потоков вычисления ½ 2/4 2/2 Кэш L1 (сумм.), I/D, КБ 96/32 192/64 64/64 Кэш L2, КБ 1024 2×2048 2×256 Кэш L3, МиБ — — 2 Оперативная память 2×DDR3–1866 2×DDR3–2133 2×DDR3–1333 TDP, Вт 65/45 65/45 53 Графика Radeon R5 Radeon R7 HDG Кол-во ГП 256 384 40 Частота std/max, МГц 756 720 350/1050 Цена $68(13) $101(9) $47(29) А что, если за компактностью гнаться без фанатизма? Тогда можно использовать и более быстрые процессоры. Например, представители семейства AMD Kaveri при ограничении теплопакета до 45 Вт вполне «поместятся» во многие корпуса Mini-ITX. Вроде бы из другого сегмента решения, но ведь применяться покупателем они будут аналогичным образом — так почему бы не сравнить производительность? Аналогично и с Celeron G1820: это минимальный уровень для «традиционных» ПК, но достаточно экономичный и очень дешевый, если сравнивать со всеми остальными участниками, а вопрос, платить ли за минимальные размеры и потребление компьютера, далеко не праздный. Вот и возьмем эту модель как реперную точку.

Как обычно, прочие условия тестирования мы старались максимально приблизить к рекомендованным производителями, но с памятью это получается не всегда. Например, для Pentium J2900 нам пока не удалось найти систему с двумя слотами памяти, так что тестировался он с одноканальной, а не двухканальной DDR3L-1333. А для Core i5–3427U не нашлось подходящих ему модулей SO-DIMM, так что использовалась DDR3–1333 вместо DDR3–1600. Поэтому мы заодно решили протестировать и Core i3–5010U в двух конфигурациях: с одним и двумя модулями памяти. Во-первых, это позволит корректнее сравнить его производительность с суррогатными системами. Во-вторых, именно один модуль устанавливается по умолчанию в большом количестве бюджетных ультрабуков, а в некоторые модели второй и вовсе не добавишь, в результате чего практическая производительность оказывается ниже предполагаемой по обзорам. А вот насколько ниже — сегодня и измерим.

Методика тестирования Для оценки производительности мы использовали нашу методику измерения производительности с применением бенчмарков iXBT Notebook Benchmark v. 1.0 и iXBT Game Benchmark v. 1.0. Все результаты тестирования в бенчмарке iXBT Notebook Benchmark v. 1.0 мы нормировали относительно результатов Pentium G3250 с 8 ГБ памяти и SSD Intel 520 240 ГБ, а сама методика вычисления интегрального результата осталась неизменной. Еще одна программа, которую мы, как и в прошлые разы, добавили к тестовому набору — бенчмарк Basemark CL 1.0.1.4, созданный для измерения производительности OpenCL-кода.

iXBT Notebook Benchmark v. 1.0 По вполне понятным причинам двухмодульный настольный А8 здесь вне конкуренции даже при «зажатом» теплопакете, однако про менее «сдобренные» ядрами процессоры такого уже не скажешь: CULV Core i3 с легкостью обходит и Celeron G1820, и, тем более, А6–7400К. Суррогатные решения здесь еще медленнее, так что задачу получить в неттопе производительность хотя бы бюджетных настольных компьютеров можно считать решенной. Причем примечательно, что «старый» Core i5 от этого уровня ушел совсем недалеко, т.е. определенная экономия в рамках класса тоже вполне оправдана. Уменьшение объема и производительности памяти, как видим, на быстродействии почти никак не сказывается — задача на вычисления.

Вот здесь уже отставание от Core i5–3427U заметно, поскольку последний нередко (и успешно) использует турбо-режим, а все Core i3 такового по-прежнему лишены. Но догнать по производительности Celeron G1820 по крайней мере удается. Обогнать в полтора раза суррогатные платформы и бюджетные одномодульные процессоры AMD — тоже.

Некоторые фильтры Photoshop активно используют OpenCL, а видеоядро в новом поколении Core в очередной раз улучшилось, и в итоге Core i3–5010U сумел обогнать даже Core i5–3427U и A8–7600. Что ж — Photoshop на ультрабуке вполне возможен :) Заметим, что ослабление системы памяти здесь приводит к драматическому снижению результатов, однако в первую очередь это связано с объемом, а не производительностью: все-таки 4 ГБ для многих фильтров маловато. Но даже в таких (равных) условиях Core i3–5010U обгоняет суррогатные платформы в полтора раза и выходит на уровень «нормально укомплектованных» А4/А6.

Audition не слишком активно использует многопоточность, так что главной здесь является однопоточная производительность, которая максимальна у настольного Celeron и (благодаря Turbo Boost) мобильного Core i5. Но нельзя сказать, что наш новичок выглядит совсем уж плохо — лучше, чем можно было бы предположить, глядя на его частоту во всяком случае:)

Главный вывод: два низкочастотных ядра с НТ вполне сравнимы с двумя без, но работающими на более высокой тактовой частоте, а вот четыре суррогатных ядра намного медленнее. О полноценной конкуренции с настольными процессорами «не настолько начального» уровня, как Celeron, речь все равно не идет, но все же.

В очередной раз убеждаемся, что ультрамобильные Core i3 примерно равны настольным Pentium/A8. Вопрос: зачем платить больше? Ответ: допустимые условия эксплуатации разные:) Причем примечательно, что платить еще больше уже не слишком оправдано. И еще более любопытный эффект: несмотря на то, что архиваторы традиционно считаются «жадными» до памяти приложениями, заметной разницы между одно- и двухканальным режимом найти не удалось.

Главное, что здесь стоит отметить — «детские болезни» дискового контроллера Haswell явно исправлены: в Broadwell производительность в этом тесте вернулась на уровень Ivy Bridge. В принципе, тест для всех этих систем слишком легкий (почему его и пришлось существенно переработать в новой версии тестовой методики), однако что есть — то есть.

Основной итог: ультрамобильные Core i3, равно как и аналогичные Core i5, являются примерными аналогами настольных Pentium или А8. Разумеется, когда «не жмет» окружение, можно получить и больше — тот же А8–7600 при выборе TDP 65 Вт работает на 10% быстрее, да и другие процессоры становятся доступны. Но бывает и так, что это не подходит: нужен мини-ПК или вообще ноутбук, а для таких условий эксплуатации результаты отличные — суррогатные платформы, во всяком случае, в разы медленнее.

OpenCL Мы некоторое время назад разбили результаты в этом тесте на две группы — по границе в 25 Вт TDP. Нет ничего удивительного, что в таких условиях Core i3–5010U оказался самым быстрым: единственным полноценным его конкурентом можно считать только Core i5–3427U, но в HDG 4000 вычислительных блоков в полтора раза меньше, чем в HDG 5500, а это важно. Ноутбучные Kaveri, впрочем, будут побыстрее, однако, как видим, для современных процессоров Intel оптимизация приложений под OpenCL уже тоже весьма важна.

Игры Для большей наглядности мы немного сократили число испытуемых, поскольку очевидно, что Pentium J2900 — совсем не игровое решение, и не менее очевидно, что A8–7600 в любом виде для конкуренции с прочими испытуемыми «слишком много». Можно было бы убрать и Athlon 5350, но его результаты интересны для сравнения с i3–5010U с одним модулем памяти (т. е. в равных с этой точки зрения условиях). Понятно, что графику Kabini/Beema одноканальный режим работы памяти сильно сдерживает, но вот вопрос: насколько?

Производительность по сравнению с Ivy Bridge увеличилась на 10%, что позволило немного отдалиться от границы комфортности, да и вообще — это всяко лучше любых Celeron/Pentium. Если… если память работает в двухканальном режиме. В противном случае результаты даже хуже, чем у Athlon 5350, а абсолютная величина падения — почти два раза, т. е. дело дошло до того, что даже в CULV-процессорах Intel лимитирующим производительность GPU фактором оказывается ПСП.

Здесь падение меньше, но общий вывод от этого не меняется: при двухканалке играть можно, в одноканальном режиме — нет (во всяком случае, все будет еще хуже, чем на старших Kabini, а то и вовсе — чем на настольных Celeron).

Тот случай, когда процессоры Intel могут легко конкурировать со сравнимыми решениями AMD, и даже не только сравнимыми :) С точки зрения применимости на практике тут интересно, что «танчикам» даже одноканального режима достаточно для FHD (на минималках, разумеется).

И в Grid2 можно поиграть в FHD, но только при наличии пары модулей памяти, а вот на CULV Ivy Bridge еще нельзя было.

Для Metro и Hitman по-прежнему не подходит ничего из попавшего на диаграммы, но прогресс, по крайней мере, заметен. И то, как одноканальный контроллер памяти мешает Kabini — тоже заметно (побочный, но полезный результат тестирования). Так что вердикт простой: если на ноутбуке, укомплектованном Core i3 и выше, планируется запускать хоть что-то из игр, двухканальный режим работы памяти обязателен. Либо «из коробки», либо надо сразу покупать второй модуль. Главное, чтоб была возможность его установить. Иначе все будет плохо :)

Итого Революции не произошло — компания Intel в очередной раз немного увеличила производительность процессорной части на равных частотах, увеличила эти самые частоты и поднарастила GPU, но в общем и целом линейка CULV Core трех последних поколений принципиально не изменилась. Соответственно, вряд ли у кого-то возникнут мысли о переходе с одного на другое, но это нормально — в конце концов, Ivy Bridge появился менее трех лет назад, что вообще не срок. Покупатели же новых систем получат немного больше производительности за те же деньги, что вряд ли кому-нибудь не понравится. Да и готовые системы могут быть улучшены: новые процессоры занимают в пару раз меньше места, нежели Haswell, а с Ivy Bridge и сравнивать нечего — площадь втрое меньше, чем у старых двух чипов в сумме, разводка тоже радикально упрощена. Наиболее актуально это для Core M, но и от Core тоже нередко требуется компактность системной платы, которую в новом поколении обеспечить проще, чем раньше. Так что, повторимся, нет ничего удивительного в том, что внедрение техпроцесса 14 нм Intel начала именно с этого сегмента: здесь его преимущества наиболее заметны, а в «больших» системах этап Broadwell можно и вовсе пропустить, перейдя сразу к модернизированной микроархитектуре Skylake.

Полный текст статьи читайте на iXBT