Особенности микроархитектуры Broadwell
В соответствии со стратегией «Тик-так» новейшие процессоры должны были унаследовать микроархитектуру Haswell с минимальными изменениями, как это было при переходе с кристаллов Sandy Bridge на Ivy Bridge, при одновременном уменьшении норм производства до 14 нм. В принципе, для экономичных Broadwell-U так оно и произошло, однако, для настольных моделей чипмейкер сделал неожиданный разворот в сторону максимального повышения быстродействия графической подсистемы. Ни для кого не секрет, что гибридные процессоры AMD всегда превосходили продукцию конкурента по части быстродействия интегрированной видеокарты. Теперь, похоже, гегемонии APU настал конец, поскольку анонсированные Core i5-5675C и Core i7-5775C — первые продукты Intel в исполнении LGA1150, оснащенные производительным графическим ускорителем Iris Pro Graphics 6200. К слову, для их эксплуатации подойдет любая материнская плата на базе системной Intel 9-й серии после обновления управляющего микрокода, без которого корректная работа новейших процессоров не гарантируется.
Как уже было сказано, дизайн вычислительных ядер Broadwell-H не претерпел существенных изменений по сравнению с процессорами предыдущего поколения. Между тем производитель существенно переработал компоновку полупроводникового кристалла, который, несмотря на применение 14-нм технологического процесса, получился едва ли компактнее, чем 22-нм чипы Haswell. Как оказалось, почти 50% площади ядра занимает графический ускоритель Iris Pro Graphics 6200, тогда как на все остальные блоки процессора, в том числе четыре вычислительных ядра, кэш-память 3-го уровня и Uncore-часть, отводится примерно половина транзисторного бюджета. Следует отметить, что ради размещения мощного видеоядра «под нож» пошел даже кэш L3, который уменьшился на 25% по сравнению с 22-нм моделями.
В состав графического ускорителя входят два кластера по 24 исполнительных модулей в каждом, так что суммарно видеоакселератор Iris Pro Graphics 6200 насчитывает 48 юнитов, тогда как графическое ядро Intel HD Graphics 4600, которым оснащаются старшие процессоры Haswell в исполнении LGA1150, содержит только 20 унифицированных шейдерных процессоров. Кроме того, в Iris Pro Graphics 6200 улучшена работа блока Quick Sync, в частности, обеспечена поддержка аппаратного ускорения для кодирования/декодирования формата HEVC (H.265) и VP9, в том числе в разрешении 4К.
Контроллер памяти Broadwell-H рассчитан на работу с двумя каналами ОЗУ стандарта DDR3L 1333/1600 МГц, что, впрочем, отнюдь не мешает эксплуатировать новые процессоры в паре с «обычной» DDR3 с напряжением питания 1,5 В и выше. Но самой большой неожиданностью стало то, что Intel оснастила процессоры для настольных систем памятью eDRAM объемом 128 МБ, под которую выделен отдельный полупроводниковый кристалл, установленный на органической подложке центрального процессора. Впрочем, эти нюансы у модификаций в исполнении LGA1150 скрыты от пользователей под металлической крышкой распределителя, зато, они отлично видны на примере моделей в конструктивном исполнении BGA для ноутбуков и встраиваемых систем.
Массив памяти eDRAM играет роль кадрового буфера с минимальным временем доступа для графического ускорителя и выполняет функцию емкого кэша 4-го уровня для процессорных ядер, который может пригодиться при математическом моделировании, работе архиваторов и других приложений, требующих временного хранения больших объемов данных. Буферная память даже получила собственное кодовое имя Crystal Well, которое, очевидно, объясняет наличие буквы «С» в наименовании моделей Broadwell-H для настольных систем.
Процессор Core i5-5675C
Линейка процессоров Broadwell-H состоит из пяти моделей, из которых три выполнены в конструктивном исполнении FCBGA1364, и только два продукта — Core i5-5675C и Core i7-5775C — предназначены для установки в системные платы с разъемом LGA1150. Их характеристики в сравнении со спецификациями Haswell Refresh серии «К» приведены в следующей таблице.
| Процессор | Core i7-5775C | Core i5-5675C | Core i7-4790K | Core i5-4690K |
| Ядро | Broadwell-H | Broadwell-H | Haswell | Haswell |
| Разъем | LGA1150 | LGA1150 | LGA1150 | LGA1150 |
| Техпроцесс, нм | 14 | 14 | 22 | 22 |
| Число ядер (потоков) | 4(8) | 4 | 4(8) | 4 |
| Номинальная частота, МГц | 3300 | 3100 | 4000 | 3500 |
| Частота Turbo boost, МГц | 3700 | 3600 | 4400 | 3900 |
| L1-кэш, Кбайт | 32 x 4 + 32 x 4 | 32 x 4 + 32 x 4 | 32 x 4 + 32 x 4 | 32 x 4 + 32 x 4 |
| L2-кэш, Кбайт | 256 x 4 | 256 x 4 | 256 x 4 | 256 x 4 |
| L3-кэш, Мбайт | 6 | 4 | 8 | 6 |
| L4-кэш, Мбайт | 128 | 128 | – | – |
| Графическое ядро | Iris Pro Graphics 6200 | Iris Pro Graphics 6200 | Intel HD Graphics 4600 | Intel HD Graphics 4600 |
| Частота графического ядра, МГц | 1150 | 1100 | 1250 | 1200 |
| Число унифицированных шейдерных процессоров | 48 | 48 | 20 | 20 |
| Поддерживаемый тип памяти | DDR3L-1600 DDR3L-1333 |
DDR3L-1600 DDR3L-1333 |
DDR3-1600 DDR3-1333 |
DDR3-1600 DDR3-1333 |
| TDP, Вт | 65 | 65 | 88 | 88 |
| Рекомендованная стоимость, $ | 377 | 277 | 350 | 243 |
Глядя на характеристики процессоров несложно заметить, что 14-нм модели заметно уступают старшим Haswell в частоте, причем, для пары Core i7 разница достигает 700 МГц, тогда как для младших модификаций преимущество не превышает 300–400 МГц в зависимости от нагрузки. Впрочем, Core i5-5675C и Core i7-5775C имеют незаблокированные коэффициенты умножения, что делает их привлекательными для любителей разгона. По графической подсистеме: меньшая на 100 МГц частота Iris Pro Graphics 6200 компенсируется в 2,4 раза большим количеством исполнительных блоков. Также, благодаря снижению тактовых частот и переходу на тонкий 14-нм процесс производителю удалось снизить потребление электроэнергии, в результате чего оба Broadwell-H укладываются в TDP 65 Вт. Несколько огорчает уменьшение на 2 МБ объема кэша 3-го уровня в новых процессорах, впрочем, они оснащаются гигантским кэшем L4 объемом 128 МБ, влияние которого на производительность мы обязательно попробуем выяснить на этапе тестирования. Наконец, нельзя не обратить внимание на возросшую примерно на 10% относительно Haswell розничную стоимость новых моделей, так что Broadwell-H следует рассматривать скорее не как замену продуктам предыдущего поколения, а в качестве расширения модельного ряда Intel для платформы LGA1150.
Прибывший в нашу тестовую лабораторию процессор Core i5-5675C, как обычно, оказался инженерным образцом, так что судить о его комплекте поставки не приходится. Внешне новинка ничем не отличается от 22-нм моделей, за исключением шрифта, которым нанесена маркировка на металлическую крышку теплораспределителя, под которой находятся полупроводниковые кристаллы. Что касается типа термоинтерфейса, то вопрос о его составе — сугубо риторический, точных данных на этот счет нет, но, вряд ли производитель стал использовать «жидкий металл» в массовых продуктах.
Intel Core i5-5675C (слева), Core i5-4690K (справа)
Оба процессора имеют идентичное конструктивное исполнение LGA1150. Отличаются они по расположению электронных компонентов на обратной стороне.
Intel Core i5-5675C (слева), Core i5-4690K (справа)
Несмотря на то, что с момента анонса новейших 14-нм процессоров Intel прошло чуть больше 2-х недель популярные диагностические утилиты безошибочно определяют спецификации Broadwell-H. От своего 22-нм прародителя Core i5-5675C унаследовал поддержку инструкций AVX, AVX2.0, FMA и аппаратное ускорение шифрования AES. Четыре вычислительных ядра, каждое из которых оснащено 32+32 КБ кэша 1-го уровня и 512 КБ кэша L2, работают на частоте 3100 МГц, которая под действием технологии Intel Turbo Boost может повышаться до 3600 МГц при условии сохранения тепловыделения в рамках TDP 65 Вт. Кстати, напряжения питания новичка 1,120–1,168 В нельзя назвать низким, во всяком случае, среди 22-нм моделей часто встречаются экземпляры, способные работать с меньшими значениями Vcore. При отсутствии вычислительной нагрузки технология Intel Enhanced SpeedStep уменьшает частоту процессорных ядер до 800 МГц при одновременном снижении напряжения питания до 0,34 В, что позволяет существенно экономить электроэнергию в простое.
Процессор оснащен кэшем 3-го уровня объемом 4 МБ, а также массивом памяти eDRAM 128 МБ. Последний работает на частоте 1800 МГц и в штатном режиме демонстрирует пропускную способность около 44 ГБ/с при записи данных и около 32 ГБ/с в операциях чтения, что заметно превышает скорость работы ОЗУ DDR3, функционирующей на частоте 1600 МГц в двухканальном режиме.
Что касается графической подсистемы Broadwell-H, то большинство специализированных программ, в том числе GPU-Z последней версии, пока что неспособны правильно определять технические характеристик Iris Pro Graphics 6200 за исключением ее названия. По информации от производителя видеоускоритель поддерживает API DirectX 11.2 и OpenGL 4.2, а также аппаратное ускорение неграфических вычислений OpenCL и DirectCompute 5.0.
Конечно, продвинутых пользователей и любителей разгона интересуют не только штатные характеристики процессора, но и его частотный потенциал, тем паче, что Core i5-5675C имеет разблокированные на повышение коэффициенты умножения. Здесь следует отметить, что не все системные платы оказались готовы к оверклокингу Broadwell-H, наилучшие результаты были получены при использовании «материнки» MSI Z97S SLI Krait Edition. С ее помощью Intel Core i5-5675C разогнался со штатных 3100 МГц до 4200 МГц простым повышением коэффициента умножения. Для обеспечения стабильности напряжение Vcore было увеличено до 1,33 В, а на вход встроенного преобразователя подавалось 1,8 В. Модули оперативной памяти функционировали в режиме 2400 МГц с таймингами 10-12-12-31-1Т при напряжении 1,65 В, так что нет никаких оснований опасаться несовместимости 14-нм процессоров с оверколкерсками комплектами ОЗУ. Несколько разочаровал разгон Uncore-части, для которой удалось добиться стабильной частоты 3600 МГц, что всего на 500 МГц выше штатного значения, а вот разгонять память eDRAM я так и не решился, поскольку в текущей прошивке отсутствует управление и контроль соответствующего напряжения. Ниже приведены настройки UEFI Setup, которые были уставлены при оверклокинге.
В результате система на базе разогнанного Intel Core i5-5675C без сбоев проходила длительное испытание в стресс-тесте LinX 0.6.5 в режиме AVX 2.0, температура самого горячего ядра не превышала 92° С при охлаждении с помощью мощного воздушного кулера. Впрочем, не следует забывать, что вопрос долговечности работы 14-нм полупроводниковых кристаллов еще мало изучен, поэтому, во избежание деградации не стоит чрезмерно завышать Vcore. Что же до нашего экземпляра, то дальнейший рост напряжения не позволил добиться увеличения частоты, а только приводил к повышению температуры процессора и включению режима пропуска тактов, который наступал по достижению 95° С.
