مقدمة
هذا الصيف شركة انتلفعلت شيئًا غريبًا: تمكنت من استبدال جيلين كاملين من المعالجات التي تستهدف أجهزة الكمبيوتر الشخصية شائعة الاستخدام. أولاً ، تم استبدال Haswell بمعالجات بمعمارية Broadwell الدقيقة ، ولكن بعد ذلك في غضون شهرين فقط فقدوا وضعهم الجديد وأفسحوا المجال لمعالجات Skylake ، والتي ستظل أكثر وحدات المعالجة المركزية تقدمًا لمدة عام ونصف آخر على الأقل. حدثت هذه القفزة الأجيال بشكل أساسي بسبب مشاكل Intel مع إدخال تقنية معالجة جديدة 14 نانومتر ، والتي تستخدم في إنتاج كل من Broadwell و Skylake. تأخرت ناقلات أداء الهندسة المعمارية الدقيقة من Broadwell بشكل كبير في طريقها إلى أنظمة سطح المكتب ، وخرج خلفاؤهم وفقًا لجدول زمني محدد مسبقًا ، مما أدى إلى إعلان متكدس عن الجيل الخامس من معالجات Core وانخفاض خطير في دورة حياتها. نتيجة لكل هذه الاضطرابات ، في قطاع سطح المكتب ، احتل Broadwell مكانة ضيقة جدًا من المعالجات الاقتصادية ذات جوهر رسومات قوي وهو الآن محتوى بمستوى صغير فقط من خصائص المبيعات المميزة للمنتجات عالية التخصص. تحول انتباه الجزء المتقدم من المستخدمين إلى أتباع معالجات Broadwell - Skylake.
تجدر الإشارة إلى أنه خلال السنوات القليلة الماضية ، لم ترض إنتل معجبيها على الإطلاق بزيادة أداء منتجاتها. يضيف كل جيل جديد من المعالجات نسبة قليلة فقط في أداء معين ، مما يؤدي في النهاية إلى عدم وجود حوافز واضحة للمستخدمين لترقية الأنظمة القديمة. لكن إصدار Skylake - جيل وحدات المعالجة المركزية ، في الطريق الذي قفزت إليه Intel ، في الواقع ، تجاوزت هذه الخطوة - ألهمنا بعض الآمال بأننا سنحصل على تحديث مفيد حقًا لمنصة الحوسبة الأكثر شيوعًا. ومع ذلك ، لم يحدث شيء من هذا القبيل: أدت Intel الأداء في ذخيرتها المعتادة. تم تقديم Broadwell للجمهور كفرع من خط معالجات سطح المكتب السائدة ، بينما أثبت Skylake أنه أسرع بشكل هامشي من Haswell في معظم التطبيقات.
لذلك ، على الرغم من كل التوقعات ، تسبب ظهور Skylake للبيع في الكثير من الشكوك. بعد مراجعة نتائج الاختبارات الحقيقية ، لم ير العديد من المشترين ببساطة النقطة الحقيقية في التحول إلى معالجات الجيل السادس الأساسية. وبالفعل ، فإن البطاقة الرابحة الرئيسية لوحدات المعالجة المركزية الحديثة هي في الأساس منصة جديدة ذات واجهات داخلية متسارعة ، ولكنها ليست بنية معمارية دقيقة للمعالج. وهذا يعني أن Skylake تقدم القليل من الحوافز الحقيقية لترقية الأنظمة القائمة على الجيل السابق.
ومع ذلك ، ما زلنا لا نثني جميع المستخدمين دون استثناء عن تبديل Skylake. الحقيقة هي أنه على الرغم من أن Intel تعمل على زيادة أداء معالجاتها بوتيرة مقيدة للغاية ، منذ ظهور جسر ساندي، التي لا تزال تعمل في العديد من الأنظمة ، تم استبدالها بالفعل بأربعة أجيال من الهندسة المعمارية الدقيقة. ساهمت كل خطوة على طريق التقدم في زيادة الأداء ، وحتى يومنا هذا ، فإن Skylake قادرة على تقديم زيادة كبيرة إلى حد ما في الأداء مقارنة بسابقاتها السابقة. فقط لرؤية هذا ، تحتاج إلى مقارنته ليس مع Haswell ، ولكن مع الممثلين السابقين للعائلة الأساسية التي ظهرت قبلها.
في الواقع ، هذا بالضبط ما سنفعله اليوم. مع كل ما قيل ، قررنا أن نرى مدى نمو أداء معالجات Core i7 منذ عام 2011 ، وجمعنا Core i7s الأقدم من أجيال Sandy Bridge في اختبار واحد. جسر اللبلابوهاسويل وبرودويل وسكايليك. بعد تلقي نتائج هذا الاختبار ، سنحاول فهم مالكي المعالجات الذين يجب أن يبدأوا في ترقية الأنظمة القديمة ، وأي منهم يمكنه الانتظار حتى ظهور الأجيال التالية من وحدات المعالجة المركزية. على طول الطريق ، سنلقي نظرة أيضًا على مستوى أداء معالجات Core i7-5775C و Core i7-6700K الجديدة لأجيال Broadwell و Skylake ، والتي لم يتم اختبارها بعد في مختبرنا.
الخصائص المقارنة لوحدات المعالجة المركزية المختبرة
كل واحد في بلده ، ولكن مع شيء مشترك
ستكون عائلة Cuby Lake أول من كسر دورة تحديث tiktok التي استمرت لفترة طويلة. عملت على النحو التالي: أطلقت الشركة جيلًا من المعالجات بتقنية تصغير جديدة تمثل مرحلة القراد. إذا كانت الشركة قد كافحت بالفعل أكثر مما كان متوقعًا لتشكيل شرائح 14 نانومتر ، فتخيل مدى صعوبة العمل على أجهزة 10 نانومتر - فهي ستأتي ، ولكن فقط في الجيل التالي. لن تكون هناك تغييرات كبيرة في البنية ، ولكن التحسين ، كما وعدت.
من Sandy Bridge إلى Skylake: مقارنة أداء محدد
لكي نتذكر كيف تغير الأداء المحدد لمعالجات Intel خلال السنوات الخمس الماضية ، قررنا أن نبدأ باختبار بسيط قمنا فيه بمقارنة سرعة Sandy Bridge و Ivy Bridge و Haswell و Broadwell و Skylake ، والتي تم تقليلها إلى نفس المستوى. تردد 4 .0 جيجاهرتز. في هذه المقارنة ، استخدمنا المعالجات الخط الأساسي i7 ، أي رباعي النوى مع تقنية Hyper-Threading.
تم أخذ الاختبار الشامل SYSmark 2014 1.5 كأداة اختبار رئيسية ، وهو أمر جيد لأنه يعيد إنتاج نشاط المستخدم النموذجي في التطبيقات المكتبية الشائعة ، عند إنشاء محتوى الوسائط المتعددة ومعالجته ، وعند حل مشكلات الحوسبة. تظهر الرسوم البيانية التالية النتائج التي تم الحصول عليها. لسهولة الإدراك ، يتم تطبيعها ، ويتم أخذ أداء Sandy Bridge بنسبة 100 بالمائة.
لذلك ، سيكون هذا التحسين مهمًا. 
يجب أن يؤدي دعم برامج الترميز الجديدة إلى ضغط يسمح بالتدفق حتى على الاتصالات البطيئة. وربما الأهم من ذلك ، أنها لن تتطلب طاقة بعد الآن ، وتفاصيل مهمة بشكل خاص لأولئك الذين يستخدمون أجهزة الكمبيوتر المحمولة. إذا كان موضوعيًا ، كلما كان التوافق أكثر ، كان ذلك أفضل. 
فيما يتعلق ، حسنًا ، فإن بنية الرسومات هي نفسها الجيل السابق ، مع اختلاف أنها خضعت لبعض التعديلات.
يسمح لنا المؤشر المتكامل SYSmark 2014 1.5 بعمل الملاحظات التالية. أدى الانتقال من Sandy Bridge إلى Ivy Bridge إلى زيادة الإنتاجية المحددة بشكل طفيف جدًا - بنحو 3-4 في المائة. كانت الخطوة التالية إلى Haswell مجزية أكثر بكثير ، مما أدى إلى تحسن بنسبة 12 بالمائة في الأداء. وهذه هي أقصى زيادة يمكن ملاحظتها على الرسم البياني أعلاه. بعد كل شيء ، تفوقت Broadwell على Haswell بنسبة 7 في المائة فقط ، والانتقال من Broadwell إلى Skylake يزيد من الأداء المحدد بنسبة 1-2 في المائة فقط. كل التقدم من Sandy Bridge إلى Skylake يترجم إلى زيادة بنسبة 26 بالمائة في الأداء بشكل ثابت ترددات الساعة.
يمكن رؤية تفسير أكثر تفصيلاً لمؤشرات SYSmark 2014 1.5 التي تم الحصول عليها في الرسوم البيانية الثلاثة التالية ، حيث يتحلل مؤشر الأداء المتكامل إلى مكونات حسب نوع التطبيق.
انتبه ، بشكل ملحوظ ، مع إدخال إصدارات جديدة من البنى الدقيقة ، تتم إضافة تطبيقات الوسائط المتعددة إلى سرعة التنفيذ. في نفوسهم ، تتفوق الهندسة المعمارية المصغرة Skylake على Sandy Bridge بنسبة تصل إلى 33 بالمائة. ولكن في حساب المشاكل ، على العكس من ذلك ، يتجلى التقدم أقل من أي شيء آخر. علاوة على ذلك ، مع مثل هذا الحمل ، تتحول الخطوة من Broadwell إلى Skylake إلى انخفاض طفيف في أداء معين.
الآن بعد أن تخيلنا ما حدث للإنتاجية المحددة معالجات إنتلعلى مدى السنوات القليلة الماضية ، دعنا نحاول معرفة سبب التغييرات الملحوظة.
من Sandy Bridge إلى Skylake: ما الذي تغير في معالجات Intel
يجب الإعلان عن الأجهزة الأولى مع الرقائق الجديدة في وقت مبكر من سبتمبر. يجب أن تظهر المعالجات ذات الأداء العالي في نهاية العام أو في البداية فقط. 
لا يعني ذلك أن تقدم خط بحيرة كابي غير ذي صلة. لكن لا يوجد شيء جديد.
على الرغم من ذلك ، يمكن ملاحظة بعض المخاوف بشأن رد فعل السوق. ربما لا يكون الأمر مجرد صدفة: فالشركة تعلم أن القليل من الجيل السادس سيرون سببًا لإجراء التغيير. لكن المستهلكين الذين يمتلكون سيارات قديمة قد يكونون أكثر إغراءً. لذلك من المناسب أن نقول بين السطور إن الوقت مناسب للقيام بذلك.
اجعلها نقطة مرجعية مقارنة بممثلي Core i7 المختلفين أجيال سانديبريدج ، قررنا لسبب ما. كان هذا التصميم هو الذي وضع أساسًا قويًا لجميع التحسينات الإضافية لمعالجات Intel الإنتاجية حتى Skylake اليوم. وهكذا ، أصبح ممثلو عائلة Sandy Bridge أول وحدات معالجة مركزية متكاملة للغاية تم فيها تجميع نوى الحوسبة والرسومات في شريحة واحدة من أشباه الموصلات ، بالإضافة إلى الجسر الشماليمع ذاكرة التخزين المؤقت L3 ووحدة التحكم في الذاكرة. بالإضافة إلى ذلك ، ولأول مرة بدأوا في استخدام ناقل الحلقة الداخلي ، والذي تم من خلاله حل مشكلة التفاعل عالي الكفاءة لجميع الوحدات الهيكلية التي تشكل مثل هذا المعالج المعقد. تستمر جميع الأجيال اللاحقة من وحدات المعالجة المركزية في اتباع هذه المبادئ العامة للبناء المنصوص عليها في الهندسة المعمارية الصغيرة لـ Sandy Bridge دون أي تعديلات جدية.
خضعت الهندسة المعمارية الدقيقة الداخلية لنوى الحوسبة لتغييرات كبيرة في Sandy Bridge. لم ينفذ دعمًا لمجموعات تعليمات AES-NI و AVX الجديدة فحسب ، بل وجد أيضًا العديد من التحسينات الرئيسية في أعماق خط أنابيب التنفيذ. في Sandy Bridge تمت إضافة ذاكرة تخزين مؤقت منفصلة ذات مستوى صفري للتعليمات التي تم فك تشفيرها ؛ ظهر على الاطلاق كتلة جديدةإعادة ترتيب الأوامر بناءً على استخدام ملف تسجيل مادي ؛ تم تحسين خوارزميات التنبؤ بالفروع بشكل كبير ؛ بالإضافة إلى ذلك ، تم توحيد اثنين من منافذ التنفيذ الثلاثة للعمل مع البيانات. مثل هذه الإصلاحات غير المتجانسة ، التي تم تنفيذها دفعة واحدة في جميع مراحل خط الأنابيب ، جعلت من الممكن زيادة الأداء المحدد لـ Sandy Bridge ، والتي زادت على الفور بنسبة 15 بالمائة تقريبًا مقارنة بالجيل السابق من معالجات Nehalem. تمت إضافة إلى ذلك زيادة بنسبة 15٪ في ترددات الساعة الاسمية وإمكانية رفع تردد التشغيل الممتازة ، ونتيجة لذلك ، حصلنا إجمالاً على مجموعة من المعالجات ، والتي لا تزال تستخدم كمثال من قبل Intel ، كتجسيد مثالي لـ " لذلك "مرحلة في مفهوم تطوير البندول للشركة.
في الواقع ، لم نشهد تحسينات في العمارة الدقيقة بعد Sandy Bridge مماثلة من حيث الكتلة والفعالية. كل الأجيال اللاحقة من تصميمات المعالجات أدخلت تحسينات أقل على النوى. ربما يكون هذا انعكاسًا لعدم وجود منافسة حقيقية في سوق المعالجات ، ربما يكون سبب التباطؤ في التقدم يكمن في رغبة إنتل في التركيز على تحسين نوى الرسومات ، أو ربما تحول ساندي بريدج للتو إلى مشروع ناجح لدرجة أنه مزيد من التطويريتطلب الكثير من العمل.
يوضح الانتقال من Sandy Bridge إلى Ivy Bridge تمامًا الانخفاض في كثافة الابتكار الذي حدث. على الرغم من حقيقة أن الجيل التالي من المعالجات بعد Sandy Bridge تم نقله إلى تقنية إنتاج جديدة بمعايير 22 نانومتر ، إلا أن سرعات الساعة لم تزد على الإطلاق. أثرت التحسينات التي تم إجراؤها على التصميم بشكل أساسي على وحدة التحكم في الذاكرة التي أصبحت أكثر مرونة ووحدة التحكم في ناقل PCI Express ، والتي تلقت توافقًا مع الإصدار الثالث من هذا المعيار. بالنسبة للهندسة المعمارية الدقيقة لنواة الحوسبة ، فإن بعض التغييرات التجميلية جعلت من الممكن تسريع تنفيذ عمليات التقسيم وزيادة كفاءة تقنية Hyper-Threading بشكل طفيف ، ولا شيء أكثر من ذلك. ونتيجة لذلك ، لم تتجاوز الزيادة في الإنتاجية المحددة 5 في المائة.
في الوقت نفسه ، جلب إدخال Ivy Bridge شيئًا يأسف عليه الآن الجيش المليون من محترفي رفع تردد التشغيل. بدءًا من المعالجات من هذا الجيل ، تخلت Intel عن إقران شريحة أشباه الموصلات لوحدة المعالجة المركزية والغطاء الذي يغطيها عن طريق لحام خالٍ من التدفق وتحولت لملء الفراغ بينهما بمادة واجهة حرارية بوليمرية بخصائص مشكوك فيها جدًا لتوصيل الحرارة. أدى هذا إلى تفاقم إمكانات التردد بشكل مصطنع وجعل معالجات Ivy Bridge ، وكذلك جميع متابعيها ، أقل قابلية لرفع تردد التشغيل بشكل ملحوظ مقارنةً بـ Sandy Bridge "oldies" ، والتي تتميز بالحيوية الشديدة في هذا الصدد.
ومع ذلك ، فإن Ivy Bridge هو مجرد علامة ، وبالتالي لم يعد أحد بأي اختراقات خاصة في هذه المعالجات. ومع ذلك ، فإن الجيل التالي ، Haswell ، لم يحقق أي نمو ملهم في الأداء ، والذي ، على عكس Ivy Bridge ، هو بالفعل في مرحلة "so". وهذا في الواقع غريب بعض الشيء ، نظرًا لوجود الكثير من التحسينات المختلفة في هندسة Haswell الدقيقة ، وهي مشتتة في أجزاء مختلفة من خط أنابيب التنفيذ ، والتي يمكن أن تزيد بشكل إجمالي من الوتيرة الإجمالية لتنفيذ الأوامر.
على سبيل المثال ، في جزء الإدخال من خط الأنابيب ، تم تحسين أداء التنبؤ بالفروع ، وتمت مشاركة قائمة انتظار التعليمات المفككة ديناميكيًا بين الخيوط المتوازية التي تتعايش ضمن تقنية Hyper-Threading. على طول الطريق ، كانت هناك زيادة في نافذة تنفيذ الأوامر خارج الطلب ، والتي كان من المفترض أن تزيد في المجموع من حصة الكود الذي يتم تنفيذه بالتوازي بواسطة المعالج. مباشرة في وحدة التنفيذ ، تمت إضافة منفذين وظيفيين إضافيين ، بهدف معالجة أوامر الأعداد الصحيحة وخدمة الفروع وحفظ البيانات. بفضل هذا ، تمكنت Haswell من معالجة ما يصل إلى ثماني عمليات صغيرة في الساعة - أي أكثر بمقدار الثلث من سابقاتها. علاوة على ذلك ، ضاعفت الهندسة المعمارية الدقيقة الجديدة أيضًا إنتاجية مخابئ L1 و L2.
وبالتالي ، فإن التحسينات في الهندسة المعمارية الدقيقة في Haswell لم تؤثر فقط على سرعة وحدة فك التشفير ، والتي يبدو أنها أصبحت عنق الزجاجة في المعالجات الحديثةجوهر. بعد كل شيء ، على الرغم من قائمة التحسينات الرائعة ، كانت الزيادة في الأداء المحدد في Haswell مقارنة بـ Ivy Bridge حوالي 5-10 بالمائة فقط. ولكن من أجل العدالة ، تجدر الإشارة إلى أن التسارع أقوى بشكل ملحوظ في عمليات ناقلات. ويمكن رؤية أكبر فائدة في التطبيقات التي تستخدم أوامر AVX2 و FMA الجديدة ، والتي ظهر دعم لها أيضًا في هذه البنية الدقيقة.
لم تكن معالجات Haswell ، مثل Ivy Bridge ، محبوبة بشكل خاص من قبل المتحمسين في البداية. خاصة عندما تفكر في حقيقة أنها في الإصدار الأصلي لم تقدم أي زيادة في ترددات الساعة. ومع ذلك ، بعد عام من ظهورهم لأول مرة ، بدأ هاسويل يبدو أكثر جاذبية بشكل ملحوظ. أولاً ، كانت هناك زيادة في التطبيقات التي تستفيد من نقاط القوة في هذه البنية وتستخدم الإرشادات الموجهة. ثانيًا ، تمكنت Intel من تصحيح الموقف بالترددات. تمكنت الإصدارات اللاحقة من Haswell ، التي تلقت اسمها الرمزي Devil's Canyon ، من زيادة الميزة على سابقاتها من خلال زيادة سرعة الساعة ، والتي اخترقت أخيرًا سقف 4 جيجا هرتز. بالإضافة إلى ذلك ، باتباعًا لريادة كسر السرعة ، قامت إنتل بتحسين الواجهة الحرارية للبوليمر تحت غطاء المعالج ، مما جعل Devil's Canyon أكثر ملاءمة لرفع تردد التشغيل. بالطبع ، ليست مرنة مثل ساندي بريدج ، ولكن مع ذلك.
ومع مثل هذه الأمتعة ، اقتربت إنتل من برودويل. منذ الرئيسي الميزة الرئيسيةكان من المفترض أن تكون هذه المعالجات تقنية إنتاج جديدة بمعايير 14 نانومتر ، ولم يتم التخطيط لأي ابتكارات مهمة في هندستها المعمارية الدقيقة - كان من المفترض أن تكون أكثر "علامة" مبتذلة تقريبًا. يمكن توفير كل ما هو ضروري لنجاح المنتجات الجديدة من خلال تقنية معالجة رقيقة واحدة فقط مع الجيل الثاني من ترانزستورات FinFET ، والتي تسمح نظريًا بتقليل استهلاك الطاقة وزيادة الترددات. ومع ذلك ، التنفيذ العملي تكنولوجيا جديدةتحولت إلى سلسلة من الإخفاقات ، ونتيجة لذلك حصل برودويل على الاقتصاد فقط ، ولكن ليس الترددات العالية. ونتيجة لذلك ، فإن تلك المعالجات من هذا الجيل التي قدمتها إنتل لأنظمة سطح المكتب تشبه إلى حد كبير وحدات المعالجة المركزية المحمولة أكثر من كونها مثل أتباع شركة Devil's Canyon التجارية. علاوة على ذلك ، بالإضافة إلى الحزم الحرارية المقطوعة وترددات التراجع ، فإنها تختلف عن سابقاتها في ذاكرة تخزين مؤقت L3 أصغر ، والتي ، مع ذلك ، يتم تعويضها إلى حد ما من خلال ظهور ذاكرة تخزين مؤقت من المستوى الرابع موجودة على شريحة منفصلة.
في نفس التردد مثل Haswell ، تُظهر معالجات Broadwell ميزة بنسبة 7 ٪ تقريبًا ، يتم توفيرها من خلال إضافة طبقة تخزين مؤقت للبيانات الإضافية وتحسين آخر في خوارزمية التنبؤ بالفرع جنبًا إلى جنب مع زيادة في المخازن المؤقتة الداخلية الرئيسية. بالإضافة إلى ذلك ، لدى Broadwell مخططات تنفيذ جديدة وأسرع لتعليمات الضرب والقسمة. ومع ذلك ، تم إلغاء كل هذه التحسينات الصغيرة بسبب فشل سرعة الساعة ، والذي يعيدنا إلى عصر ما قبل Sandy Bridge. لذلك ، على سبيل المثال ، يعتبر معالج كسر السرعة الأقدم Core i7-5775C من جيل Broadwell أقل شأنا من حيث التردد من Core i7-4790K بما يصل إلى 700 ميجاهرتز. من الواضح أنه من غير المجدي توقع نوع من الزيادة في الإنتاجية مقابل هذه الخلفية ، فقط إذا لم يكن هناك انخفاض خطير فيها.
من نواحٍ عديدة ، كان هذا السبب تحديدًا هو السبب في أن برودويل لم يكن جذابًا لغالبية المستخدمين. نعم ، معالجات هذه العائلة اقتصادية للغاية وتتناسب مع حزمة حرارية بإطارات 65 واط ، ولكن من يهتم بشكل عام؟ تبين أن إمكانات رفع تردد التشغيل للجيل الأول من وحدة المعالجة المركزية 14nm مقيدة تمامًا. نحن لا نتحدث عن أي عمل بترددات تقترب من 5 جيجاهرتز. الحد الأقصى الذي يمكن تحقيقه من Broadwell باستخدام تبريد الهواء يقع بالقرب من 4.2 جيجا هرتز. بعبارة أخرى ، جاء الجيل الخامس من Core في Intel ، غريبًا على الأقل. والذي ، بالمناسبة ، ندم عملاق المعالجات الدقيقة في النهاية: لاحظ ممثلو Intel أن الإصدار المتأخر من Broadwell لـ أجهزة الكمبيوتر المكتبية، يتم اختصارها دورة الحياةوأثرت الخصائص غير النمطية سلبًا على مستوى المبيعات ، ولم تعد الشركة تخطط للشروع في مثل هذه التجارب بعد الآن.
على هذه الخلفية ، لا يتم تقديم أحدث Skylake باعتباره تطويرًا إضافيًا للهندسة المعمارية الدقيقة لشركة Intel ، ولكن كنوع من العمل على الأخطاء. على الرغم من حقيقة أن إنتاج هذا الجيل من وحدات المعالجة المركزية يستخدم نفس تقنية المعالجة 14 نانومتر كما في حالة Broadwell ، فإن Skylake لا تواجه مشاكل مع الترددات العالية. عادت الترددات الاسمية للجيل السادس من معالجات Core إلى تلك المؤشرات التي كانت مميزة لسابقاتها 22 نانومتر ، وزادت إمكانات رفع تردد التشغيل بشكل طفيف. لعبت Overclockers دورًا في حقيقة أن محول طاقة المعالج في Skylake انتقل مرة أخرى إلى اللوحة الأم وبالتالي قلل من إجمالي تبديد الحرارة لوحدة المعالجة المركزية أثناء رفع تردد التشغيل. المؤسف الوحيد هو أن Intel لم تعد أبدًا إلى استخدام واجهة حرارية فعالة بين الشريحة وغطاء المعالج.
ولكن بالنسبة للهندسة المعمارية الدقيقة الأساسية لنواة الحوسبة ، على الرغم من حقيقة أن Skylake ، مثل Haswell ، هي تجسيد لمرحلة "so" ، إلا أن هناك القليل جدًا من الابتكارات فيها. علاوة على ذلك ، فإن معظمها يهدف إلى توسيع جزء المدخلات من خط أنابيب التنفيذ ، بينما بقي باقي خط الأنابيب دون أي تغييرات كبيرة. تتعلق التغييرات بتحسين أداء التنبؤ بالفروع وتحسين كفاءة كتلة الجلب المسبق ، ولا شيء أكثر من ذلك. في الوقت نفسه ، لا تعمل بعض التحسينات على تحسين الأداء بقدر ما تهدف إلى زيادة أخرى في كفاءة الطاقة. لذلك ، لا ينبغي أن يتفاجأ المرء من أن Skylake هي نفسها مثل Broadwell من حيث أدائها المحدد.
ومع ذلك ، هناك استثناءات: في بعض الحالات ، يمكن أن تتفوق Skylake على سابقاتها في الأداء وبشكل أكثر وضوحًا. الحقيقة هي أنه في هذه البنية الدقيقة ، تم تحسين نظام الذاكرة الفرعي. أصبح ناقل الحلقة داخل المعالج أسرع ، مما أدى في النهاية إلى زيادة عرض النطاق الترددي لذاكرة التخزين المؤقت L3. بالإضافة إلى ذلك ، تلقت وحدة التحكم في الذاكرة دعمًا لذاكرة DDR4 SDRAM التي تعمل على ترددات عالية.
لكن في النهاية ، مع ذلك ، اتضح ، بغض النظر عما تقوله شركة Intel عن تقدم Skylake ، من وجهة نظر مستخدمين عاديينهذا تحديث ضعيف نوعًا ما. تم إجراء التحسينات الرئيسية في Skylake في جوهر الرسومات وفي كفاءة الطاقة ، مما يفتح الطريق لوحدات المعالجة المركزية هذه في أنظمة عامل الشكل اللوحي بدون مروحة. يختلف ممثلو سطح المكتب من هذا الجيل عن نفس Haswell بشكل غير ملحوظ. حتى لو أغمضنا أعيننا عن وجود جيل وسيط من Broadwell ، وقارننا Skylake مباشرةً مع Haswell ، فإن الزيادة الملحوظة في الإنتاجية المحددة ستكون حوالي 7-8 في المائة ، وهو ما لا يمكن وصفه بأنه مظهر مثير للإعجاب للتقدم التقني.
على طول الطريق ، تجدر الإشارة إلى أن تحسين عمليات الإنتاج التكنولوجي لا يرقى إلى مستوى التوقعات. في الطريق من Sandy Bridge إلى Skylake ، غيرت Intel تقنيتين من أشباه الموصلات وخفضت سمك بوابات الترانزستور بأكثر من النصف. ومع ذلك ، فإن تقنية المعالجة الحديثة 14 نانومتر ، مقارنة بتقنية 32 نانومتر قبل خمس سنوات ، لم تسمح بزيادة ترددات التشغيل للمعالجات. تتمتع جميع معالجات Core للأجيال الخمسة الماضية بسرعات ساعة متشابهة جدًا ، والتي إذا تجاوزت علامة 4 جيجاهرتز ، فإنها تكون ضئيلة للغاية.
للحصول على توضيح مرئي لهذه الحقيقة ، يمكنك إلقاء نظرة على الرسم البياني التالي ، والذي يوضح تردد الساعة لمعالجات Core i7 الأقدم لرفع تردد التشغيل. أجيال مختلفة.
علاوة على ذلك ، فإن تردد ساعة الذروة ليس حتى على Skylake. يمكن أن يتباهى الحد الأقصى للتردد معالجات هاسويلتنتمي إلى المجموعة الفرعية Devil's Canyon. التردد الاسمي هو 4.0 جيجاهرتز ، ولكن بفضل وضع التوربو في الظروف الحقيقية ، يمكنهم التسارع إلى 4.4 جيجاهرتز. بالنسبة إلى Skylake الحديثة ، يبلغ الحد الأقصى للتردد 4.2 جيجا هرتز فقط.
كل هذا ، بالطبع ، يؤثر على الأداء النهائي للممثلين الحقيقيين لمختلف عائلات وحدة المعالجة المركزية. ثم نقترح أن نرى كيف يؤثر كل هذا على أداء المنصات المبنية على أساس المعالجات الرئيسية لكل من عائلات Sandy Bridge و Ivy Bridge و Haswell و Broadwell و Skylake.
كيف اختبرنا
لقد أخبرناك بالفعل عن نتائج أربع سنوات من التطوير. في الوقت الحالي ، لم يكن هذا هو الحال حتى الآن ، لأن الافتقار إلى برامج التشغيل والألعاب قد تم تحسينه حقًا. إطلاق لم يتم بدون تأخير ، في حين أن المسبك كان أول من قدم رقائق محفورة عند 22 نانومتر. جيل مبني حوله العمارة الجديدةنيابة عن هاسويل. سيكون لدينا بالتأكيد فرصة للعودة. فيما يلي مواصفات هذه المعالجات الأربعة.
لا يوجد نظام آمن تمامًا. يتطلب معالجًا معتمدًا ومجموعة شرائح وبرامج ثابتة و برمجة. للحصول على معلومات إضافيةاتصل بالتاجر أو بائع التجزئة. قد تختلف النتائج حسب الأجهزة والتثبيت والتكوين. اتصل بالشركة المصنعة للنظام أو البائع.
تضمنت المقارنة خمسة معالجات Core i7 من أجيال مختلفة: Core i7-2700K و Core i7-3770K و Core i7-4790K و Core i7-5775C و Core i7-6700K. لذلك ، تبين أن قائمة المكونات المشاركة في الاختبار واسعة جدًا:
معالجات:
Intel Core i7-2600K (Sandy Bridge ، 4 مراكز + HT ، 3.4-3.8 جيجاهرتز ، 8 ميجابايت L3) ؛
Intel Core i7-3770K (Ivy Bridge ، 4 مراكز + HT ، 3.5-3.9 جيجاهرتز ، 8 ميجابايت L3) ؛
Intel Core i7-4790K (Haswell Refresh ، 4 مراكز + HT ، 4.0-4.4 جيجاهرتز ، 8 ميجابايت L3) ؛
Intel Core i7-5775C (Broadwell ، 4 مراكز ، 3.3-3.7 جيجاهرتز ، 6 ميجابايت L3 ، 128 ميجابايت L4).
Intel Core i7-6700K (Skylake ، 4 مراكز ، 4.0-4.2 جيجاهرتز ، 8 ميجابايت L3).
مبرد وحدة المعالجة المركزية: Noctua NH-U14S.
اللوحات الأم:
ASUS Z170 Pro Gaming (LGA 1151 ، Intel Z170) ؛
ASUS Z97-Pro (LGA 1150 ، Intel Z97) ؛
ASUS P8Z77-V Deluxe (LGA1155 ، Intel Z77).
ذاكرة:
2x8 GB DDR3-2133 SDRAM، 9-11-11-31 (G.Skill F3-2133C9D-16GTX) ؛
2x8 GB DDR4-2666 SDRAM، 15-15-15-35 (Corsair Vengeance LPX CMK16GX4M2A2666C16R).
بطاقة الفيديو: NVIDIA GeForce GTX 980 Ti (6 جيجا بايت / 384 بت GDDR5 ، 1000-1076 / 7010 ميجا هرتز).
نظام القرص الفرعي: Kingston HyperX Savage 480 GB (SHSS37A / 480G).
مزود الطاقة: Corsair RM850i (80 Plus Gold ، 850 وات).
تم إجراء الاختبار في غرفة العمليات نظام مايكروسوفت Windows 10 Enterprise Build 10240 باستخدام مجموعة برامج التشغيل التالية:
برنامج تشغيل شرائح Intel 10.1.1.8 ؛
شركة انتل محرك الإدارةبرنامج تشغيل الواجهة 11.0.0.1157 ؛
برنامج تشغيل NVIDIA GeForce 358.50.
أداء
الأداء العام
لتقييم أداء المعالجات في المهام شائعة الاستخدام ، نستخدمها تقليديًا حزمة الاختبار Bapco SYSmark ، الذي يحاكي تجربة المستخدم بشكل حقيقي مشترك برامج المكتبوتطبيقات إنشاء المحتوى الرقمي ومعالجته. فكرة الاختبار بسيطة للغاية: فهي تنتج مقياسًا واحدًا يميز متوسط السرعة الموزونة للكمبيوتر أثناء الاستخدام اليومي. بعد مغادرة غرفة العمليات أنظمة النوافذ 10 ، تم تحديث هذا المعيار مرة أخرى ، والآن نستخدمه أكثر من غيره احدث اصدار- SYSmark 2014 1.5.
اتصل بالشركة المصنعة للجهاز الخاص بك. أربعة معالجات جديدة لسوق أجهزة الكمبيوتر المحمولة منخفضة الطاقة اليوم. باختصار ، التغيير في الاستراتيجية هو أيضًا من وجهة نظر تجارية ، مما سيجبر المستخدمين على إيلاء المزيد من الاهتمام عند الاختيار ، نظرًا لأن الجيل الأخير اليوم لا يعني بالضرورة إعادة أحدث التصميمات المتاحة إلى المنزل.
هذا يرجع أساسًا إلى مضاعفة النواة ، بينما يرجع الباقي إلى تحسينات التصميم والتصنيع. بالنظر إلى الزيادة في عدد النوى ، ستكون أكبر الفوائد عند استخدام التطبيقات التي يمكنها تحقيق أفضل استخدام لجميع الروبوتات المتاحة أو في المواقف التي تنطوي على استخدام العديد من التطبيقات في نفس الوقت. لا توجد ابتكارات كبيرة في الشمس ، ولكن زيادة كبيرة في الأداء.
عند مقارنة Core i7 من أجيال مختلفة ، عندما تعمل في أوضاعها الاسمية ، فإن النتائج ليست متماثلة على الإطلاق عند مقارنتها بتردد ساعة واحد. ومع ذلك ، فإن التردد الحقيقي وميزات وضع التوربو لها تأثير كبير إلى حد ما على الأداء. على سبيل المثال ، وفقًا للبيانات التي تم الحصول عليها ، يعد Core i7-6700K أسرع من Core i7-5775C بنسبة تصل إلى 11 بالمائة ، لكن ميزته على Core i7-4790K صغيرة جدًا - فهي حوالي 3 بالمائة فقط. في الوقت نفسه ، لا يمكن للمرء أن يتجاهل حقيقة أن أحدث إصدار من Skylake اتضح أنه مهم للغاية معالجات أسرعأجيال من Sandy Bridge و Ivy Bridge. تصل ميزته على Core i7-2700K و Core i7-3770K إلى 33 و 28 بالمائة على التوالي.
يمكن أن يوفر الفهم الأعمق لنتائج SYSmark 2014 1.5 نظرة ثاقبة على درجات الأداء التي تم الحصول عليها في سيناريوهات استخدام النظام المختلفة. يصمم سيناريو Office Productivity العمل المكتبي النموذجي: إعداد الكلمات ، ومعالجة جداول البيانات ، والعمل باستخدام بريد إلكترونيوزيارة مواقع الإنترنت. يستخدم البرنامج النصي مجموعة التطبيقات التالية: أدوبي أكروبات XI Pro ، جوجل كروم 32, مايكروسوفت اكسل 2013 ، Microsoft OneNote 2013 ، مايكروسوفت أوتلوك 2013, مايكروسوفت باوربوينت 2013, مايكروسوفت وورد 2013 ، WinZip Pro 17.5 Pro.
يحاكي سيناريو إنشاء الوسائط إنشاء إعلان تجاري باستخدام صور ومقاطع فيديو رقمية تم التقاطها مسبقًا. تستخدم الحزم الشعبية لهذا الغرض. أدوبي فوتوشوب CS6 Extended ، Adobe بريمير برو CS6 و Trimble SketchUp Pro 2013.
جميع التحسينات نتيجة لتحسين عملية التصنيع وإدخال النطاق الرباعي في العديد من النماذج. 
لتجميع مثال عملي لتأثير العروض الجديدة في العالم الحقيقي ، نتحدث عن 48٪ أسرع من العام الماضي. 
بطبيعة الحال ، لا يتحسن الأداء من إضافة نواة ثانية حقيقية ، لكن النواة الافتراضية تساعد في تحميل الكتل غير المستخدمة من الوقت.
تم تخصيص سيناريو البيانات / التحليل المالي للتحليل الإحصائي والتنبؤ بالاستثمار بناءً على نموذج مالي معين. يستخدم السيناريو كميات كبيرة من البيانات الرقمية واثنين تطبيقات مايكروسوفت Excel 2013 و WinZip Pro 17.5 Pro.
النتائج التي حصلنا عليها بموجب سيناريوهات الحمل المختلفة تكرر نوعياً المؤشرات العامة لـ SYSmark 2014 1.5. فقط حقيقة أن معالج Core i7-4790K لا يبدو قديمًا على الإطلاق يجذب الانتباه. يخسر بشكل ملحوظ إلى أحدث Core i7-6700K فقط في سيناريو حساب تحليل البيانات / التحليل المالي ، وفي حالات أخرى يكون إما أدنى من أتباعه بمقدار غير واضح للغاية ، أو حتى أنه أسرع. على سبيل المثال ، كان أحد أفراد عائلة Haswell متقدمًا على Skylake الجديدة في تطبيقات المكاتب. ولكن يبدو أن المعالجات من سنوات الإصدار الأقدم ، Core i7-2700K و Core i7-3770K ، قد عفا عليها الزمن إلى حد ما. يخسرون إلى الجدة في أنواع مختلفةالمهام من 25 إلى 40 في المائة ، وربما يكون هذا سببًا كافيًا تمامًا لاعتبار Core i7-6700K بديلاً مناسبًا.
أداء الألعاب
كما تعلم ، فإن أداء الأنظمة الأساسية المجهزة بمعالجات عالية الأداء في الغالبية العظمى من الألعاب الحديثة يتم تحديده من خلال قوة النظام الفرعي للرسومات. لهذا السبب ، عند اختبار المعالجات ، نختار أكثر الألعاب كثافة للمعالج ، ونقيس عدد الإطارات مرتين. يتم إجراء اختبارات النجاح الأولى دون تشغيل مانع التعرج والابتعاد عن أعلى درجات الدقة. تسمح لك هذه الإعدادات بتقييم مدى جودة أداء المعالجات مع حمل الألعاب بشكل عام ، مما يعني أنها تسمح لك بالتكهن حول كيفية تصرف منصات الحوسبة التي تم اختبارها في المستقبل ، عندما تظهر خيارات أسرع في السوق. مسرعات الرسومات. يتم تنفيذ التمريرة الثانية بإعدادات واقعية - عند اختيار دقة FullHD والحد الأقصى لمستوى تنعيم ملء الشاشة. في رأينا ، هذه النتائج ليست أقل إثارة للاهتمام ، لأنها تجيب على الأسئلة المتداولة حول مستوى أداء معالجات الألعاب التي يمكن أن توفرها الآن - في الظروف الحديثة.
ومع ذلك ، في هذا الاختبار ، قمنا بتجميع نظام فرعي قوي للرسومات يعتمد على الرائد بطاقة رسومات NVIDIAالبطاقة GeForce GTX 980 Ti. ونتيجة لذلك ، في بعض الألعاب ، أظهر معدل الإطارات اعتمادًا على أداء المعالج حتى في دقة FullHD.
ينتج عنه دقة FullHD مع إعدادات الجودة القصوى
تتعرف أنظمة التشغيل الحديثة على الأنظمة الحقيقية من النوى الافتراضية وتحميل جميع الأنظمة الحقيقية المتاحة أولاً ، فقط عندما تكون مشغولة ، تبدأ في تخصيص المهام لأخرى افتراضية أيضًا. يتم إرسال التعليمات التي تم فك تشفيرها إلى 6 منافذ على التوالي. كل منفذ متصل من 1 إلى 3 أجهزة كمبيوتر. تتكون الواجهة المادية من 21 جهاز إرسال واستقبال قابل للتبديل ، ولكن يتم استخدام 2 منها لتصحيح الأخطاء ، و 2 لبيانات البروتوكول و 1 للساعة.
لسوء الحظ ، لا تزال معظم التطبيقات الحديثة لا تستطيع استخدام القناة الثالثة الإضافية ، والأداء يكاد يكون مستقلاً عن استخدام قناتين أو ثلاث قنوات ذاكرة. كقاعدة عامة ، هذه رقائق بطيئة نسبيًا ، لكنها على العكس من ذلك اقتصادية للغاية.
عادةً ما يكون تأثير المعالجات على أداء الألعاب ، خاصةً عندما يتعلق الأمر بالممثلين الأقوياء لسلسلة Core i7 ، ضئيلًا. ومع ذلك ، عند مقارنة خمسة أجيال مختلفة من Core i7 ، فإن النتائج ليست موحدة على الإطلاق. حتى في أعلى إعدادات الجودة ، تُظهر رسومات Core i7-6700K و Core i7-5775C أعلى أداء للألعاب ، بينما يتخلف Core i7 الأقدم عنهما. وبالتالي ، فإن معدل الإطارات الذي تم الحصول عليه في نظام مع Core i7-6700K يتجاوز أداء نظام قائم على Core i7-4770K بنسبة واحد في المائة غير واضحة ، ولكن يبدو أن معالجات Core i7-2700K و Core i7-3770K موجودة بالفعل. أساس أسوأ بكثير لنظام الألعاب. يؤدي التبديل من Core i7-2700K أو Core i7-3770K إلى أحدث Core i7-6700K إلى زيادة بنسبة 5-7٪ في معدل الإطارات في الثانية ، مما قد يكون له تأثير ملحوظ على جودة طريقة اللعب.
يمكنك رؤية كل هذا بشكل أكثر وضوحًا إذا نظرت إلى أداء الألعاب للمعالجات ذات جودة الصورة المنخفضة ، عندما لا يعتمد معدل الإطارات على قوة النظام الفرعي للرسومات.
النتائج بدقة منخفضة
أصبحت الهواتف الذكية والأجهزة اللوحية من الأجهزة الرئيسية في السنوات الأخيرة. على خلفية الشعبية الكبيرة للعلامات التجارية الفردية ، يبدو أنه لا يزال هناك ظل يحرك كل جهاز كمبيوتر - المعالج. ربما سمعت أن هذه المعالجات قوية وتستهلك الكثير من الطاقة.
بشكل عام ، هناك نوعان من معماريات المعالجات. هذه هي الرقائق ، بالإضافة إلى مجموعة التعليمات الأساسية ، تحتوي أيضًا على تعليمات أكثر تعقيدًا لإجراء العمليات. مستوى منخفضبالتتابع أو في وقت واحد. غالبًا ما تؤكد المواد التسويقية على أن الهاتف الذكي ثنائي النواة.
تمكن أحدث Core i7-6700K مرة أخرى من إظهار أعلى أداء بين جميع الأجيال الأخيرة من Core i7. تبلغ نسبة تفوقها على Core i7-5775C حوالي 5 بالمائة ، وعلى Core i7-4690K - حوالي 10 بالمائة. لا يوجد شيء غريب في هذا: الألعاب حساسة جدًا لسرعة النظام الفرعي للذاكرة ، وفي هذا الاتجاه قامت Skylake بإجراء تحسينات جادة. لكن تفوق Core i7-6700K على Core i7-2700K و Core i7-3770K أكثر وضوحًا. يتخلف جسر ساندي الأقدم عن الجديد بنسبة 30-35 في المائة ، ويخسره آيفي بريدج في المنطقة بنسبة 20 إلى 30 في المائة. بعبارة أخرى ، بغض النظر عن كيفية توبيخ إنتل للتحسين البطيء للغاية لمعالجاتها الخاصة ، تمكنت الشركة من زيادة سرعة وحدات المعالجة المركزية الخاصة بها بمقدار الثلث خلال السنوات الخمس الماضية ، وهذه نتيجة ملموسة للغاية.
يتم الانتهاء من الاختبار في الألعاب الحقيقية من خلال نتائج المعيار التركيبي الشهير Futuremark 3DMark.
ينعكس أداء الألعاب من خلال النتائج التي يقدمها برنامج Futuremark 3DMark. عندما تم نقل الهندسة الدقيقة لمعالجات Core i7 من Sandy Bridge إلى Ivy Bridge ، زادت درجات برنامج 3DMark بنسبة 2 إلى 7 بالمائة. أضاف تقديم تصميم Haswell وإصدار معالجات Devil's Canyon نسبة 7-14 بالمائة إضافية لأداء Core i7 الأقدم. ومع ذلك ، فإن مظهر Core i7-5775C ، الذي يتميز بسرعة ساعة منخفضة نسبيًا ، أدى إلى تراجع الأداء إلى حد ما. وفي الواقع ، كان على أحدث Core i7-6700K أن يأخذ موسيقى الراب لجيلين من الهندسة المعمارية الدقيقة في وقت واحد. كانت الزيادة في تصنيف 3DMark النهائي لمعالج عائلة Skylake الجديد مقارنةً بمعالج Core i7-4790K تصل إلى 7 بالمائة. في الواقع ، هذا ليس كثيرًا: بعد كل شيء ، تمكنت معالجات Haswell من تحقيق أفضل تحسين في الأداء خلال السنوات الخمس الماضية. أحدث الأجيال من معالجات سطح المكتب مخيبة للآمال إلى حد ما.
اختبارات التطبيق
في Autodesk 3ds max 2016 ، نقوم باختبار سرعة العرض النهائية. يقيس الوقت الذي يستغرقه العرض بدقة 1920 × 1080 باستخدام جهاز عرض شعاع العقليةإطار واحد لمشهد هامر قياسي.
تنعكس هذه المرونة في إنشاء مجموعة واسعة من المعالجات لمجموعة متنوعة من التطبيقات - من الأجهزة المنزلية منخفضة الصيانة إلى الهواتف الذكية القويةوحتى الخوادم. تتضمن المجموعات الجديدة عددًا من الميزات المحسّنة وتستخدم في أجهزة مثل الهواتف الذكية والأجهزة اللوحية.
في نفس الوقت ، ومع ذلك ، فإن عدد من المثبتة أنظمة التشغيلصغيرة جدا. تفسير جزئي لذلك هو أن بعض التطبيقات فقط لا تعمل في وضع 64 بت ، ولا يزال هناك شيء مطلوب من برامج تشغيل الأجهزة.
سنذكر أيضًا الشركات المصنعة الأخرى لمعالجات 64 بت. يمكنه معالجة ذاكرة 64 بت. يتم إنتاجه في عملية 18 ميكرون. إنه مصمم للخوادم المتطورة ويدعم الأنظمة متعددة المعالجات مع 16 معالجًا أو أكثر. يهدف حجم ذاكرة التخزين المؤقت المزدوجة إلى زيادة السرعة ، وتوفير نفس المساحة والأداء لعمليات 64 بت. لنبدأ بالوظائف العامة التي يمثلها جدولين ، كل جدول يتوافق مع معلمات أحد المعالجات.
يتم إجراء اختبار آخر للعرض النهائي بواسطتنا باستخدام حزمة الإنشاء المجانية الشهيرة. رسومات ثلاثية الأبعادخلاط 2.75a. في ذلك ، نقيس مدة بناء النموذج النهائي من Blender Cycles Benchmark rev4.
لقياس سرعة العرض ثلاثي الأبعاد الواقعي ، استخدمنا اختبار Cinebench R15. قام Maxon مؤخرًا بتحديث معياره ، والآن يتيح لك مرة أخرى تقييم سرعة الأنظمة الأساسية المختلفة عند العرض في أحدث إصدارات حزمة Cinema 4D للرسوم المتحركة.
هذا يعني أن المعالج يتكون من معالجين متطابقين ماديًا في كتلة واحدة ، أي معالجات ثنائية النواة. تدعم العديد من تكوينات المقبس المختلفة توصيل المعالج باللوحة الأم. كقاعدة عامة ، أولئك الذين يخططون للشراء حاسوب محمول جديدويخافون ألا يقلقوا من أداء التيار "التسرب".
هناك حالات يمكن فيها لأي شخص شراء سيارة أضعف من ذي قبل. في أحدث جيل من أجهزة الكمبيوتر المحمولة ، يزيد المصنعون من الاتجاه نحو تثبيت خيارات المعالجات الاقتصادية بشكل أساسي. يُظهر العرض الحالي أنه بالإضافة إلى أجهزة الكمبيوتر المحمولة الكلاسيكية مقاس 15.6 بوصة المزودة بمكونات كاملة و محرك الأقراص الضوئيةتم تطوير عدد من النماذج الاقتصادية والأرق قليلاً ، حيث يتعين على المرء أن يبحث عن المعالجات الكلاسيكية باستخدام عدسة مكبرة. لسوء الحظ ، فإن الوضع خاص لأولئك الذين يبحثون عن حل مضغوط بأداء كامل وأجهزة جيدة - بطريقة أو بأخرى ، تتجه الشركة المصنعة نحو أجهزة الكمبيوتر المحمولة الاقتصادية غير المستقرة ، حيث تكون الأجهزة أساسية.
يتم قياس أداء مواقع الويب وتطبيقات الإنترنت المبنية باستخدام التقنيات الحديثة من خلال متصفح جديد مايكروسوفت إيدج 20.10240.16384.0. لهذا الغرض ، يتم استخدام اختبار WebXPRT 2015 المتخصص ، والذي ينفذ الخوارزميات المستخدمة بالفعل في تطبيقات الإنترنت في HTML5 و JavaScript.
اختبار أداء المعالجة الصور الرسوميةيحدث في Adobe Photoshop CC 2015. القياس هو متوسط وقت تنفيذ نص الاختبار ، وهو اختبار سرعة للفنانين Retouch تم إعادة صياغته بشكل إبداعي يتضمن معالجة نموذجية لأربع صور بدقة 24 ميجابكسل تم التقاطها بواسطة كاميرا رقمية.
ألق نظرة على أجهزة الكمبيوتر المحمولة مقاس 12 بوصة. الآن ليس الأمر لأن الخلف لديه فقط معالج موفر للطاقة وجميع القيود النموذجية الأخرى. يتم اختباره بطريقتين متساويتين في الأهمية. الأول يحدد الأداء العام للمعالج. يحدد عدد الخيوط التي يمكن للمعالج معالجتها في نفس الوقت ويقسم المهمة. وبالتالي ، يمكن استخدام جميع أجهزة الحوسبة داخل المعالج.
يحدد الأخير القوة لتيار واحد. قم ببرمجة المهمة بأكملها في مؤشر ترابط واحد ، وهو ما يعني عادةً أنه يتم استخدام نواة معالج واحدة فقط ، وليس كل وحداتها الحسابية. تم تنفيذ العديد من المهام كمبيوتر شخصي، غير متوازية. لم يرغب أي منهما في التعامل معها ، وإلا فسيكون الأمر صعبًا للغاية. هذا هو السبب في أن المعالجات لها أوضاع "توربو" مختلفة ، والتي يقوم المعالج برفع تردد التشغيل تلقائيًا في استخدام غير فعال بنفس القدر. من الناحية العملية ، يعني الأداء العام مدى السرعة التي يمكنك بها إكمال المهام الصعبة طويلة المدى ، أي ما إذا كنت تنتظر خمس دقائق أو عشر دقائق.
نظرًا لطلبات عديدة من المصورين الهواة ، أجرينا اختبار أداء في برنامج رسومات Adobe Photoshop Lightroom 6.1.1 تحديث يتضمن سيناريو الاختبار المعالجة اللاحقة والتصدير إلى JPEG بدقة 1920 × 1080 وأقصى جودة لمائتي صورة RAW بدقة 12 ميجابكسل تم التقاطها بكاميرا نيكون D300 الرقمية.
يختبر Adobe Premiere Pro CC 2015 أداء تحرير الفيديو غير الخطي. يقيس وقت التقديم إلى H.264 Blu-ray لمشروع يحتوي على لقطات HDV 1080p25 مع تطبيق تأثيرات مختلفة.
تشير الطاقة لدفق واحد إلى كيفية استجابة الكمبيوتر للبرامج. النتائج كما يلي. ستكون المهام المتوازية فقط أسرع ، ولكن على عكس خمس سنوات ، لن تكون كثيرة. إذا كنت تتطلع بشكل أساسي إلى تعديل مقطع فيديو تم تعديله على الطريق بسرعة ، فلن يستحق الأمر الانتقال من طفل يبلغ من العمر أربع سنوات إلى اقتصاد من أربعة مستويات. من الأفضل البقاء مع الدراجات الرباعية. النماذج المذكورة سابقًا في هذه المقالة لم تعد الوريث الرباعي. في بعض الحالات ، يكون الحد الأقصى هو نفسه.
مما كتبته ، يمكنك أن تفترض أنه إذا كان الأداء لا يزال يمثل أولوية بالنسبة لك ، فيجب أن تأخذ في الاعتبار أنه عند استبدال جهاز كمبيوتر محمول لمدة سنتين إلى ثلاث سنوات ، فإن الانتقال من معالج عادي إلى معالج منخفض الطاقة سيعني المزيد الأداء ، وبالطبع المزيد من الموضوعات معالج أفضلاشتريت جهاز كمبيوتر محمول من قبل. الأمر متروك لك فيما إذا كنت تفضل الاستفادة من انخفاض الاستهلاك أو تفضل أداء أعلى ، ربما على حساب الوزن الأعلى.
لقياس سرعة المعالجات أثناء ضغط المعلومات ، نستخدم أرشيف WinRAR 5.3 ، والذي نقوم من خلاله بأرشفة مجلد بملفات مختلفة بحجم إجمالي يبلغ 1.7 جيجا بايت مع أقصى نسبة ضغط.
يستخدم اختبار x264 FHD Benchmark 1.0.1 (64 بت) لتقدير سرعة تحويل ترميز الفيديو إلى تنسيق H.264 ، بناءً على قياس الوقت الذي يستغرقه مشفر x264 لترميز فيديو المصدر إلى تنسيق MPEG-4 / AVC بدقة [بريد إلكتروني محمي]والإعدادات الافتراضية. تجدر الإشارة إلى أن نتائج هذا المعيار لها أهمية عملية كبيرة ، نظرًا لأن برنامج التشفير x264 هو أساس العديد من أدوات تحويل الترميز الشائعة ، مثل HandBrake و MeGUI و VirtualDub وما إلى ذلك. نقوم بشكل دوري بتحديث برنامج التشفير المستخدم لقياسات الأداء ، وشارك الإصدار r2538 في هذا الاختبار ، والذي يدعم جميع مجموعات التعليمات الحديثة ، بما في ذلك AVX2.
بالإضافة إلى ذلك ، أضفنا مشفر x265 جديدًا إلى قائمة تطبيقات الاختبار ، مصممًا لتحويل الفيديو إلى تنسيق H.265 / HEVC الواعد ، وهو استمرار منطقي لـ H.264 ويتميز بخوارزميات ضغط أكثر كفاءة. لتقييم الأداء الأصلي [بريد إلكتروني محمي]ملف فيديو Y4M الذي تم تحويل ترميزه إلى تنسيق H.265 بملف تعريف متوسط. شارك إصدار برنامج التشفير 1.7 في هذا الاختبار.
لا شك في أن ميزة Core i7-6700K على سابقاتها الأوائل في مختلف التطبيقات. ومع ذلك ، فقد استفاد نوعان من المهام أكثر من التطور الذي حدث. أولاً: يتعلق بمعالجة محتوى الوسائط المتعددة سواء كان فيديو أو صورًا. ثانيًا ، العرض النهائي في حزم التصميم والنمذجة ثلاثية الأبعاد. بشكل عام ، في مثل هذه الحالات ، يتفوق Core i7-6700K على Core i7-2700K بنسبة 40-50 بالمائة على الأقل. وأحيانًا يمكنك أن ترى تحسنًا مثيرًا للإعجاب في السرعة. لذلك ، عند تحويل ترميز الفيديو باستخدام برنامج الترميز x265 ، يوفر أحدث Core i7-6700K ضعف أداء Core i7-2700K القديم بالضبط.
إذا تحدثنا عن زيادة سرعة أداء المهام كثيفة الموارد التي يمكن أن يوفرها Core i7-6700K مقارنة بـ Core i7-4790K ، فلا توجد مثل هذه الرسوم التوضيحية الرائعة لنتائج عمل مهندسي Intel. لوحظ أقصى قدر من الميزات الجديدة في Lightroom ، وهنا تبين أن Skylake أفضل مرة ونصف. لكن هذا هو بالأحرى استثناء للقاعدة. ومع ذلك ، بالنسبة لمعظم مهام الوسائط المتعددة ، يوفر Core i7-6700K تحسينًا في الأداء بنسبة 10 بالمائة فقط مقارنة بـ Core i7-4790K. ومع وجود حمولة ذات طبيعة مختلفة ، فإن الاختلاف في السرعة يكون أقل أو حتى غائبًا.
بشكل منفصل ، يجب قول بضع كلمات حول النتيجة الموضحة بواسطة Core i7-5775C. نظرًا لانخفاض سرعة الساعة ، يكون هذا المعالج أبطأ من Core i7-4790K و Core i7-6700K. لكن لا تنس أن السمة الرئيسية لها هي الكفاءة. وهو قادر تمامًا على أن يصبح أحد أفضل الخيارات من حيث الأداء المحدد لكل واط من الكهرباء المستهلكة. سوف نتحقق من ذلك بسهولة في القسم التالي.
استهلاك الطاقة
يتم تصنيع معالجات Skylake باستخدام عملية 14 نانومتر حديثة مع الجيل الثاني من الترانزستورات ثلاثية الأبعاد ، ومع ذلك ، على الرغم من ذلك ، فقد زاد TDP إلى 91 واط. وبعبارة أخرى ، فإن وحدات المعالجة المركزية الجديدة ليست فقط "أكثر سخونة" من برودويلز 65 واط ، ولكنها تتفوق أيضًا على Haswells من حيث تبديد الحرارة المحسوب ، الذي تم إنتاجه باستخدام تقنية 22 نانومتر وتتعايش داخل الحزمة الحرارية 88 واط. من الواضح أن السبب في ذلك هو أنه في البداية تم تحسين بنية Skylake مع مراعاة عدم الترددات العالية ، ولكن لكفاءة الطاقة وإمكانية الاستخدام في أجهزة محمولةأوه. لذلك ، من أجل أن يتلقى سطح المكتب Skylake ترددات ساعة مقبولة تقع بالقرب من علامة 4 جيجاهرتز ، كان لا بد من رفع جهد الإمداد ، مما أثر حتمًا على استهلاك الطاقة وتبديد الحرارة.
ومع ذلك ، لم تختلف معالجات Broadwell في الفولتية التشغيلية المنخفضة أيضًا ، لذلك هناك أمل في تلقي الحزمة الحرارية 91 وات Skylake بسبب بعض الظروف الرسمية ، وفي الواقع ، لن تكون أكثر شرًا من سابقاتها. دعونا تحقق!
يتيح لك مصدر الطاقة الرقمي الجديد Corsair RM850i الذي نستخدمه في نظام الاختبار مراقبة الاستهلاك والإصدار الطاقة الكهربائيةالتي نستخدمها للقياسات. يوضح الرسم البياني التالي إجمالي استهلاك الأنظمة (بدون شاشة) ، مُقاسًا "بعد" مصدر الطاقة ، وهو مجموع استهلاك الطاقة لجميع المكونات المشاركة في النظام. لا تؤخذ كفاءة مزود الطاقة نفسه في هذه الحالة في الاعتبار. لتقييم استهلاك الطاقة بشكل صحيح ، قمنا بتنشيط وضع التربو وجميع تقنيات توفير الطاقة المتاحة.
في حالة الخمول ، حدثت قفزة نوعية في كفاءة منصات سطح المكتب مع إصدار Broadwell. يتمتع كل من Core i7-5775C و Core i7-6700K باستهلاك أقل في الخمول بشكل ملحوظ.
ولكن تحت الحمل في شكل تحويل ترميز الفيديو ، فإن خيارات وحدة المعالجة المركزية الأكثر اقتصادا هي Core i7-5775C و Core i7-3770K. يستهلك أحدث Core i7-6700K المزيد. شهيته للطاقة هي على مستوى جسر ساندي الأقدم. صحيح أن المنتج الجديد ، على عكس Sandy Bridge ، يدعم تعليمات AVX2 ، والتي تتطلب تكاليف طاقة كبيرة جدًا.
يوضح الرسم البياني التالي الحد الأقصى للاستهلاك تحت الحمل الذي تم إنشاؤه بواسطة الإصدار 64 بت من الأداة المساعدة LinX 0.6.5 مع دعم مجموعة تعليمات AVX2 ، والتي تستند إلى حزمة Linpack ، التي لديها شهية كبيرة للطاقة.
مرة أخرى ، يُظهر معالج جيل Broadwell عجائب كفاءة الطاقة. ومع ذلك ، إذا نظرت إلى مقدار الطاقة التي يستهلكها Core i7-6700K ، يصبح من الواضح أن التقدم في البنى الدقيقة قد تجاوز كفاءة استخدام الطاقة لوحدات المعالجة المركزية لسطح المكتب. نعم ، في قطاع الأجهزة المحمولة مع إصدار Skylake ، ظهرت عروض جديدة مع نسبة أداء إلى طاقة مغرية للغاية ، لكن أحدث معالجات سطح المكتب تستمر في استهلاك نفس الكمية التي استهلكتها سابقاتها قبل خمس سنوات من اليوم.
بعد اختبار أحدث Core i7-6700K ومقارنته بعدة أجيال من وحدات المعالجة المركزية السابقة ، توصلنا مرة أخرى إلى نتيجة مخيبة للآمال مفادها أن Intel تواصل اتباع مبادئها غير المعلنة وليست حريصة جدًا على زيادة سرعة معالجات سطح المكتب التي تركز على الأداء العالي الأنظمة. وإذا كان المنتج الجديد ، مقارنةً بـ Broadwell الأقدم ، يقدم تحسنًا بنسبة 15 في المائة في الأداء بسبب ترددات ساعة أفضل بكثير ، ثم مقارنةً بـ Haswell الأقدم ، ولكن الأسرع ، لم يعد يبدو تقدميًا. الفرق في الأداء بين Core i7-6700K و Core i7-4790K ، على الرغم من حقيقة أن هذه المعالجات مفصولة بجيلين من الهندسة الدقيقة ، لا يتجاوز 5-10 بالمائة. وهذا قليل جدًا بحيث يمكن التوصية بشكل لا لبس فيه على سطح المكتب الأقدم Skylake لتحديث أنظمة LGA 1150 الحالية.
ومع ذلك ، سيكون من المفيد التعود على مثل هذه الخطوات غير المهمة من قبل إنتل فيما يتعلق بزيادة سرعة المعالجات لأنظمة سطح المكتب. إن زيادة سرعة الحلول الجديدة ، والتي تقع تقريبًا في مثل هذه الحدود ، هي تقليد راسخ منذ زمن طويل. لم تحدث تغييرات ثورية في أداء الحوسبة لوحدات المعالجة المركزية Intel الموجهة لسطح المكتب لفترة طويلة جدًا. وأسباب ذلك مفهومة تمامًا: مهندسو الشركة مشغولون بتحسين البنى الدقيقة المطورة لتطبيقات الأجهزة المحمولة وقبل كل شيء ، يفكرون في كفاءة الطاقة. لا يمكن إنكار نجاح إنتل في تكييف بنياتها الخاصة للاستخدام في الأجهزة الرقيقة والخفيفة ، لكن أتباع أجهزة الكمبيوتر المكتبية الكلاسيكية يجب أن يكونوا راضين فقط عن زيادات طفيفة في الأداء ، والتي ، لحسن الحظ ، لم تختف تمامًا بعد.
ومع ذلك ، هذا لا يعني على الإطلاق أنه لا يمكن التوصية بـ Core i7-6700K إلا للأنظمة الجديدة. قد يفكر مالكو التكوينات المستندة إلى النظام الأساسي LGA 1155 مع معالجات من أجيال Sandy Bridge و Ivy Bridge في ترقية أجهزة الكمبيوتر الخاصة بهم. مقارنة بـ Core i7-2700K و Core i7-3770K كور جديديبدو i7-6700K جيدًا جدًا - يقدر المتوسط المرجح لتفوقه على هذه الأجهزة السابقة بنسبة 30-40 في المائة. بالإضافة إلى ذلك ، تدعم المعالجات القائمة على الهندسة الدقيقة Skylake مجموعة تعليمات AVX2 ، والتي وجدت استخدامًا واسعًا في تطبيقات الوسائط المتعددة حتى الآن ، وبفضل هذا ، أصبح Core i7-6700K أسرع بكثير في بعض الحالات. لذلك ، عند تحويل ترميز الفيديو ، رأينا حتى حالات كان فيها Core i7-6700K أسرع بمرتين من Core i7-2700K!
تتمتع معالجات Skylake أيضًا بعدد من المزايا الأخرى المرتبطة بإدخال منصة LGA 1151 الجديدة المصاحبة لها ، ولا تكمن النقطة كثيرًا في دعم ذاكرة DDR4 التي ظهرت فيها ، ولكن في حقيقة أن الشرائح الجديدة من السلسلة المائة تلقت أخيرًا اتصالًا عالي السرعة بالفعل بالمعالج ودعمًا لعدد كبير من ممرات PCI Express 3.0. نتيجة لذلك ، تتميز أنظمة LGA 1151 المتقدمة بالعديد من الواجهات السريعة لتوصيل محركات الأقراص والأجهزة الخارجية دون أي قيود على النطاق الترددي الاصطناعي.
بالإضافة إلى ذلك ، عند تقييم آفاق النظام الأساسي LGA 1151 ومعالجات Skylake ، يجب أخذ شيء آخر في الاعتبار. لن تكون Intel في عجلة من أمرها لطرح الجيل التالي من المعالجات المعروف باسم بحيرة كابي. وفقًا للمعلومات المتاحة ، سيظهر ممثلو هذه السلسلة من المعالجات في إصدارات لأجهزة كمبيوتر سطح المكتب في السوق فقط في عام 2017. لذا ، ستكون Skylake معنا لفترة طويلة ، وسيكون النظام المبني عليها قادرًا على البقاء مناسبًا لفترة طويلة جدًا من الزمن.
في كل يوم تقريبًا ، مثل التقارير الواردة من الأمام ، نقرأ بمرارة الأخبار التي تفيد بأن سوق أجهزة الكمبيوتر المكتبية لا يزال يفقد مؤيديه المخلصين. الخسائر ليست فقط جيش المستخدمين. واحدًا تلو الآخر ، ينسحب مصنعو المعدات من صفوف أتباع أجهزة الكمبيوتر المكتبية الكلاسيكية. لكن الأمر مخيب للآمال بشكل خاص عندما يتم العثور على الخونة والمخربين بين الشركات التي صنعت لنفسها اسمًا وكسبت رأس مال ضخمًا على وجه التحديد في سوق أجهزة الكمبيوتر المكتبية ، معلنة بكلمات ولائها الذي لا يتزعزع للمثل العليا القديمة ، ولكن في الواقع - ليس فقط البحث ، ولكن أيضًا الذهاب بنشاط "إلى الجانب" (الأجهزة المحمولة بالطبع). مثال صارخ على مثل هذه الخيانة الغادرة ، والتي لم تحجبها الذاكرة بعد عن طريق خيانة رهيبة جديدة ، قد عرضته لنا شركة إنتل مؤخرًا.
نعم ، نحن نتحدث عن هاسويل. حول نفس المعالج الذي تم تقديمه في الأصل كدورة تطوير أخرى لهندسة معمارية دقيقة عالية الأداء ، ولكن في الواقع تبين أنه تم تكييفه بشكل هادف وعميق للاستخدام في أنظمة الحوسبة المحمولة منخفضة الطاقة. هاسويل نفسه ، الذي استقبله مستخدمو أنظمة سطح المكتب في النهاية ، دعا الذكاء هاسفيل ليس من الصفر. أصبحت معالجات سطح المكتب من الجيل الرابع ، المستندة إلى تصميم معالج دقيق جديد ، منتجًا ثانويًا لشركة Intel مع كل العواقب المترتبة على ذلك. كشفت مراجعتنا لـ Core i7-4770K عن العيوب الرئيسية: عدم وجود تقدم واضح في أداء الحوسبة وتدهور إمكانات رفع تردد التشغيل. كان الاستنتاج من كل هذا واضحًا: لا معنى لترقية الأنظمة الحالية والتحول إلى النظام الأساسي LGA1150 الجديد.
ومع ذلك ، مرت عدة أسابيع على إعلان هاسويل ، وخفت حدة السخط السابق قليلاً. بدأت الأفكار تتسلل إلى رأسي حول ما إذا كنا متحمسين للغاية لوصم تصميم المعالج الجديد؟ ربما لا يزال سطح المكتب Haswells مثيرًا للاهتمام ، لأن هذه المعالجات لا تزال تحتوي على بعض التحسينات. بمعنى آخر ، هناك حاجة لإلقاء نظرة جديدة.
لكن ، بالطبع ، لن نكرر الاختبارات التي أجريت بالفعل مرة أخرى. اليوم ننظر إلى Haswell من زاوية مختلفة. على وجه التحديد ، دعنا نحاول فهم أي من معالجات Intel يجب شراؤها بواسطة متحمس لديه ميزانية تتراوح بين 200 و 250 دولارًا لهذا الغرض. بمعنى ، دعنا نحاول الإجابة عن السؤال حول أي من محولات كسر السرعة Core i5 المتوفرة في المتاجر لها أكبر قيمة عملية اليوم. منذ أيام Sandy Bridge ، في كل جيل جديد من وحدات المعالجة المركزية لسطح المكتب ، رأينا خطوات صغيرة نحو تحسين الأداء ، من ناحية ، ولكن التراجع المنتظم في إمكانية رفع تردد التشغيل ، من ناحية أخرى. لذلك ، باختيار منصة حديثة ، يواجه المستخدمون المتقدمون اليوم في الواقع معضلة ثلاثية: Sandy Bridge أو Ivy Bridge أو Haswell. وفي هذه المقالة ، قررنا إجراء مقارنة مباشرة بين جميع الخيارات الثلاثة المتاحة: Core i5-2550K و Core i5-3570K و Core i5-4670K.
رحلة إلى البنى الدقيقة للمعالج
لقد اعتدنا جميعًا على حقيقة أنه كلما كان المعالج أحدث ، كان ذلك أفضل. وحتى وقت قريب ، نجحت بالفعل. تحسين عمليات التصنيع. أدى ذلك إلى زيادة في إمكانات التردد وزيادة في تعقيد بلورات أشباه الموصلات في المعالج. تم إنفاق ميزانية الترانزستور المتزايدة إما على الابتكارات المعمارية الدقيقة ، أو على زيادة عدد النوى أو زيادة حجم ذاكرة التخزين المؤقت.
ومع ذلك ، منذ ظهور جيل ساندي بريدج من المعالجات ، بدأت وتيرة التقدم المعتادة في التباطؤ. على الرغم من أن Sandy Bridge يستخدم تقنية معالجة 32 نانومتر وأحدث Ivy Bridge و Haswell يستخدمان تقنية معالجة 22 نانومتر ، فإن جميع الأجيال الثلاثة من معالجات سطح المكتب لها بنية متشابهة متعددة النواة ، وتعمل بسرعات متقاربة للغاية ولها نفس أحجام ذاكرة التخزين المؤقت. عمليا ، أصبحت جميع الاختلافات المتعلقة بالأداء مدفونة بعمق في العمارة الدقيقة.
من حيث المبدأ ، لا حرج في حقيقة أنه منذ عام 2011 توقف نمو المؤشرات الأساسية في المواصفات الرسمية للمعالجات لأنظمة سطح المكتب. كما نعلم من التجربة السابقة ، يمكن للتحسينات المعمارية الدقيقة أن تفعل الكثير. علاوة على ذلك ، فإن كلا من Ivy Bridge و Haswell ليسا مجرد "تشنجات اللاإرادية" في مصطلحات إنتل. حتى حول Ivy Bridge ، الذي ارتبط إصداره بتغيير في العملية الفنية ، تحدثت Intel كدورة "tic +" ، مؤكدة أن هذا لا يتعلق فقط بنقل Sandy Bridge إلى قضبان تكنولوجية جديدة ، بل يتعلق بمراجعة شاملة لـ التصميم القديم. يشير هاسويل بشكل عام إلى دورة التطوير "هكذا" ، أي أنها تمثلها نسخة جديدةالعمارة الدقيقة دون أي تحفظات. لذلك ، يمكن توقع زيادة في الأداء أيضًا من التطوير الحالي لمعالجات Intel ، حتى لو لم يكن مصحوبًا بتغيير في الأرقام في قائمة الخصائص الرسمية.
ومع ذلك ، لم يلاحظ في الواقع أي زيادة سريعة في أداء معالجات سطح المكتب. والسبب هو أن الجهود الرئيسية لمطوري Intel ليست موجهة نحو تحسين قوة الحوسبة - إنه أكثر من كافٍ لترك المنافسين وراء الركب - ولكن لتحسين المعلمات التي تعتبر بالغة الأهمية لسوق الهاتف المحمول. الرغبة في سد الحزام الهجين في نفس الوقت معالجات AMD، و معالجات المحمولمع بنية ARM ، تعمل Intel بشكل منهجي على تحسين تبديد الحرارة واستهلاك الطاقة ، كما تشارك أيضًا في تطوير جوهر الرسومات الخاص بها. بالنسبة لمعالجات سطح المكتب ، فإن هذه المعلمات غير مهمة ، لذلك ، من وجهة نظر مستخدمي سطح المكتب ، فإن تطوير Sandy Bridge → Ivy Bridge → Haswell يبدو وكأنه مظهر من مظاهر الطفولة التكنولوجية.
دعنا نحاول أن نتذكر ما حدث لأنوية المعالجات منذ عام 2011 ، عندما ظهر في السوق أول جسر ساندي بهندسة معمارية دقيقة مبتكرة حقًا مع مخطط تنفيذ خارج الطلب معاد تصميمه بالكامل. أصبح التصميم الأصلي لـ Sandy Bridge أساسًا متينًا لجميع الأجيال اللاحقة من الهندسة المعمارية الدقيقة. عندها ظهرت هذه العناصر الرئيسية والتي لا تزال ذات صلة مثل ناقل حلقة ، وذاكرة تخزين مؤقت لتعليمات "المستوى الصفري" التي تم فك تشفيرها ، وكتلة تنبؤ فرع جديدة بشكل أساسي ، ونظام تنفيذ تعليمات متجه 256 بت ، وأكثر من ذلك بكثير. بعد ساندي بريدج ، اقتصر مهندسو إنتل على تغييرات وإضافات طفيفة فقط ، دون التأثير على الأساس الذي تم وضعه في هذه العمارة الدقيقة.
في معالجات عائلة Ivy Bridge التي ظهرت بعد عام ، لامس التقدم نوى الحوسبة إلى حد ضئيل للغاية. تم الحفاظ على كل من الجزء الأمامي من خط الأنابيب ، المصمم لمعالجة أربعة تعليمات في كل دورة ، والمخطط الكامل لتنفيذ الأوامر خارج الترتيب في شكلها الأصلي. ومع ذلك ، فإن أداء Ivy Bridge لا يزال أعلى قليلاً من سابقيه. تم تحقيق ذلك في ثلاث خطوات صغيرة. أولاً ، ظهرت الاحتمالية التي طال انتظارها لتخصيص موارد هياكل البيانات الداخلية ديناميكيًا بين سلاسل العمليات ، بينما تم في السابق تقسيم جميع قوائم الانتظار والمخازن المؤقتة المستندة إلى Hyper-Threading إلى خيطين بشكل صارم إلى النصف. ثانيًا ، تم تحسين العقدة الخاصة بتنفيذ عدد صحيح وقسمة حقيقية ، مما أدى إلى تضاعف معدل تنفيذ هذه العمليات. وثالثًا ، تمت إزالة مهمة معالجة عمليات نقل البيانات بين السجلات من الأجهزة التنفيذية ، وبدأت ترجمة الأوامر المقابلة إلى عملية إلغاء مرجعية بسيطة للسجلات.
مع ظهور Haswell ، نما أداء الحوسبة قليلاً مرة أخرى. وعلى الرغم من عدم وجود سبب للحديث عن قفزة نوعية ، فإن مجموعة الابتكارات لا تبدو بأي حال من الأحوال هراء. في تصميم المعالج هذا ، حفر المهندسون بعمق في منتصف خط الأنابيب ، مما أدى إلى زيادة عدد منافذ التنفيذ في هاسويل (بالمناسبة ، لأول مرة منذ عام 2006). بدلاً من ستة ، كان هناك ثمانية منهم ، لذا من الناحية النظرية ، أصبح إنتاج خط أنابيب هاسويل ثالثًا. في الوقت نفسه ، تم اتخاذ عدد من الخطوات للتأكد من أن جميع هذه المنافذ تعمل ، أي لتحسين قدرة المعالج على تنفيذ التعليمات بالتوازي. لهذا الغرض ، تم تحسين خوارزميات التنبؤ بالفروع وزيادة حجم المخازن المؤقتة الداخلية: أولاً وقبل كل شيء ، نوافذ التنفيذ خارج الترتيب. في الوقت نفسه ، قام مهندسو Intel بتوسيع مجموعة التعليمات بإضافة مجموعة فرعية من تعليمات AVX2. الخاصية الرئيسية لهذه المجموعة هي أوامر FMA التي تجمع بين عمليتين على أرقام الفاصلة العائمة في وقت واحد. بفضلهم ، تضاعف أداء Haswell النظري في عمليات النقطة العائمة أحادية الدقة ومزدوجة الدقة. لم يتم تجاهل النظام الفرعي للعمل مع البيانات. إن توسع التوازي الداخلي للمعالج ، فضلاً عن ظهور تعليمات جديدة تتعامل مع كميات كبيرة من البيانات ، تطلب من المطورين تسريع ذاكرة التخزين المؤقت. لذلك ، تمت مضاعفة إنتاجية مخابئ L1 و L2 في Haswell مقارنةً بتصميمات الجيل السابق من المعالجات.
ومع ذلك ، عندما يتم إطلاق أجيال جديدة من المعالجات ، لا يرغب المتحمسون في رؤية قوائم واسعة من التغييرات التي تم إجراؤها مثل زيادة الأشرطة على المخططات مع الأداء في التطبيقات. لذلك ، سنكمل حساباتنا النظرية بنتائج الاختبارات العملية. وللحصول على توضيح أفضل ، سنلجأ أولاً وقبل كل شيء إلى معيار تركيبي ، والذي يسمح لنا برؤية التغيير في جوانب الأداء المختلفة بمعزل عن الصورة العامة. تعتبر أداة الاختبار الشهيرة SiSoftware Sandra 2013 مثالية لهذا الغرض ، حيث قمنا بمقارنة ثلاثة معالجات رباعية النواة (Sandy Bridge و Ivy Bridge و Haswell) ، والتي تم تقليل ترددها إلى قيمة واحدة وثابتة تبلغ 3.6 جيجا هرتز. لاحظ أن أرقام هاسويل تظهر مرتين في الرسوم البيانية. مرة واحدة - عندما لا يتم استخدام مجموعات التعليمات الجديدة المقدمة في تصميم المعالج هذا في خوارزميات الاختبار ، والمرة الثانية - مع التعليمات المفعلة AVX2.
يكشف اختبار حسابي بسيط أن هناك زيادة ملحوظة في أداء عمليات الأعداد الصحيحة في Haswell. من الواضح أن الزيادة في السرعة ترجع إلى الظهور في هذه البنية الدقيقة لمنفذ محجوز خصيصًا لوحدة منطقية حسابية لعدد صحيح إضافي. بالنسبة لسرعة عمليات النقطة العائمة القياسية ، فإنها لا تتغير مع إصدار أجيال جديدة من المعالجات. هذا أمر مفهوم ، لأن التركيز الآن ينصب على إدخال مجموعات جديدة من التعليمات بعمق بت أعلى.
عند تقييم أداء الوسائط المتعددة ، تأتي سرعة تنفيذ تعليمات المتجه أولاً. لذلك ، فإن ميزة Haswell قوية بشكل خاص هنا عند استخدام مجموعة AVX2. إذا استبعدنا تعليمات جديدة من الاعتبار ، فسنشهد زيادة بنسبة 7٪ فقط في الأداء مقارنة بـ Ivy Bridge. والذي بدوره أسرع بنسبة 1-2 في المائة فقط من ساندي بريدج.
نفس الشيء ينطبق على السرعة خوارزميات التشفير. يؤدي تشغيل أجيال جديدة من البنى الدقيقة إلى زيادة الإنتاجية بنسبة قليلة فقط. لا يمكن الحصول على زيادة كبيرة في السرعة إلا إذا استخدمت Haswell وأوامره الجديدة. ومع ذلك ، لا تخطئ: الاستفادة من AVX2 في الحياة الواقعية يتطلب إعادة الكتابة كود البرنامج، وهذه ، كما تعلم ، ليست عملية سريعة.
ما حدث لتأخر ذاكرة التخزين المؤقت لا يبدو مفرطًا في التفاؤل أيضًا.
| الكمون والساعات | |||
|---|---|---|---|
| جسر ساندي | جسر اللبلاب | هاسويل | |
| مخبأ L1D | 4 | 4 | 4 |
| مخبأ L2 | 12 | 12 | 12 |
| مخبأ L3 | 18 | 19 | 21 |
ذاكرة التخزين المؤقت L3 في Haswell تعمل حقًا مع b اتأخيرات أطول مما كانت عليه في معالجات الجيل السابق ، حيث أن جزء Uncore من هذا المعالج تلقى تسجيلاً غير متزامن بالنسبة إلى مراكز الحوسبة.
ومع ذلك ، فإن الزيادة في التأخيرات تقابلها زيادة مضاعفة في عرض النطاق الترددي ، وهو ما لم يحدث فقط من الناحية النظرية ، ولكن أيضًا في الممارسة العملية.
| عرض النطاق، جيجابايت / ثانية | |||
|---|---|---|---|
| جسر ساندي | جسر اللبلاب | هاسويل | |
| مخبأ L1D | 510,68 | 507,64 | 980,79 |
| مخبأ L2 | 377,37 | 381,63 | 596,7 |
| مخبأ L3 | 188,5 | 193,38 | 206,12 |
لكن بشكل عام ، لا تزال الهندسة المعمارية الدقيقة في Haswell على خلفية Sandy Bridge لا تبدو وكأنها تقدم ملحوظ. تتم ملاحظة الميزة الأساسية فقط عند استخدام مجموعة تعليمات AVX2 ، وحتى الآن لا يمكن ملاحظتها إلا في الاختبارات التركيبية ، حيث لا يزال يتعين على البرامج الحقيقية أن تمر عبر مسار طويل من التحسين والتكيف. إذا لم يتم أخذ التعليمات الجديدة في الاعتبار ، فإن متوسط مستوى تفوق Haswell على Sandy Bridge يبلغ حوالي 10 بالمائة. ويجب أن يكون جسر ساندي القديم قادرًا تمامًا على التغلب على هذه الفجوة بسبب رفع تردد التشغيل. خاصة إذا كنت تأخذ في الاعتبار حقيقة أن إمكانية التردد للمعالجات القديمة أعلى من تلك الخاصة بخلفائها المعاصرين.
⇡ ثلاثة أجيال من Core i5 لكسر السرعة
إذا ذهبت إلى المتجر وشاهدت معالجات رفع تردد التشغيل لعائلة Core i5 التي يمكنك شراؤها ، فسيتم تقليل الاختيار إلى ثلاثة خيارات تتعلق بأجيال مختلفة: Core i5-2550K و Core i5-3570K و Core i5-4670K. من أجل الوضوح ، دعنا نقارن خصائصها:
| كور i5-2550K | كور i5-3570K | كور i5-4670K | |
|---|---|---|---|
| العمارة الدقيقة | جسر ساندي | جسر اللبلاب | هاسويل |
| النوى / الخيوط | 4/4 | 4/4 | 4/4 |
| فرط خيوط التكنولوجيا | لا | لا | لا |
| تردد الساعة | 3.4 جيجاهرتز | 3.4 جيجاهرتز | 3.4 جيجاهرتز |
| أقصى تردد في وضع التوربو | 3.8 جيجا هرتز | 3.8 جيجا هرتز | 3.8 جيجا هرتز |
| TDP | 95 وات | 77 واط | 84 وات |
| تكنولوجيا التصنيع | 32 نانومتر | 22 نانومتر | 22 نانومتر |
| HD الرسومات | لا | 4000 | 4600 |
| التردد الأساسي للرسومات | - | 1150 ميغا هيرتز | 1200 ميغا هيرتز |
| مخبأ L3 | 6 ميجا بايت | 6 ميجا بايت | 6 ميجا بايت |
| دعم DDR3 | 1333 | 1333/1600 | 1333/1600 |
| ملحقات مجموعة التعليمات | AVX | AVX | AVX 2.0 |
| طَرد | LGA1155 | LGA1155 | LGA1150 |
| سعر | لايوجد بيانات | لايوجد بيانات | لايوجد بيانات |
تبدو ثلاثة Core i5s من أجيال مختلفة تقريبًا مثل الأخوين التوأمين في هذا الجدول. ومع ذلك ، فإن التعارف المفصل مع كل من هذه المعالجات الثلاثة يكشف عن فروق دقيقة مثيرة للاهتمام.
جوهرi5-2550ك. هذا واحد من أحدث موديلات ساندي بريدج. تم إصداره بعد عام من الإعلان الرئيسي ولم يتم إيقافه إلا مؤخرًا جدًا ، وبالتالي لا يزال يمثل على نطاق واسع في البيع بالتجزئة. ولكن إذا كنت تفكر بجدية في بناء نظام قائم على نواة المعالج i5-2550K ، نعتبر أنه من واجبنا أن نتذكر عددًا من النقاط المهمة.
أولاً ، على الرغم من حقيقة أنه في الخصائص الشكلية ، فإن ترددات التشغيل لجميع أعلى النماذج الأساسيةيتم تسمية i5 بنفس الطريقة: من 3.4 إلى 3.8 جيجاهرتز ، في الواقع ، يعمل Core i5-2550K عادةً بتردد أقل قليلاً من المعالجات ذات الإصدارات الأحدث من الهندسة الدقيقة. الحقيقة هي أن تقنية Turbo Boost في Sandy Bridge ليست عدوانية كما هو الحال في Ivy Bridge و Haswell ، وعند التحميل الكامل يتجاوز التردد الاسمي بمقدار 100 وليس 200 ميجاهرتز.
ثانيًا ، تحتوي معالجات Sandy Bridge - ومن بينها Core i5-2550K - على وحدة تحكم في الذاكرة أقل مرونة من Ivy Bridge و Haswell. يدعم ذاكرة رفع تردد التشغيل بترددات تصل إلى DDR3-2400 ، لكن خطوة تغيير هذا التردد هي 266 ميجا هرتز. أي أن اختيار أوضاع الذاكرة عند استخدام Core i5-2550K محدود إلى حد ما.
وثالثًا ، يعد Core i5-2550K هو معالج Intel overclocker الوحيد الذي لا يحتوي على نواة رسومات. في الواقع ، هناك نواة على شريحة أشباه الموصلات ، ولكن يصعب تعطيلها في مرحلة تجميع المعالج. هذا ، بالمناسبة ، هو أحد أسباب رفع تردد التشغيل Core i5-2550K جيدًا.
ومع ذلك ، فإن السبب الرئيسي لجاذبية Core i5-2550K ككائن لرفع تردد التشغيل هو أن Sandy Bridge هو آخر عائلات وحدة المعالجة المركزية لسطح المكتب من Intel في فئة السعر المتوسط ، حيث يتم استخدام لحام خاص للحام الخالي من التدفق باعتباره واجهة حرارية بين قالب أشباه الموصلات وغطاء المعالج ، وليس مادة بلاستيكية ذات موصلية حرارية مشكوك فيها. النقل اللاحق لإنتاج أشباه الموصلات إلى تقنية 22 نانومتر وتقليل تبديد الحرارة للبلورات المصاحبة لهذه الخطوة ، اعتبرت إنتل أنها حجة كافية لتبسيط منهجية تجميع وحدة المعالجة المركزية من خلال القضاء على اللحام. ومع ذلك ، فقد تأثرت أجهزة رفع تردد التشغيل بشكل خطير ، حيث أصبحت الواجهة الحرارية بين شريحة المعالج وغطائها فجأة عقبة كبيرة أمام نقل التدفق الحراري وتنظيم التبريد الجيد.
جوهرi5-3570ك. حاملة نموذجية لتصميم Ivy Bridge ، الجيل الأول من معالجات Intel المصنعة باستخدام تقنية معالجة 22 نانومتر. باستخدام أكثر تقدمًا من ذي قبل ، العملية التكنولوجيةسمح لشركة إنتل بتقليل تبديد حرارة المعالج واستهلاك الطاقة بشكل كبير. من الواضح أن الأنظمة القائمة على Core i5-3570K أكثر اقتصادا من التكوينات المماثلة القائمة على Sandy Bridge. ومع ذلك ، لم تحول Intel هذه الميزة إلى زيادة في ترددات الساعة. ترددات التشغيل للأقدم من الجيل الثالث Core i5 ، Core i5-3570K ، من الترددات الأساسية i5-2550K هي نفسها تقريبًا.
والأسوأ من ذلك ، على الرغم من انخفاض الجهد الاسمي وتبديد الحرارة في الوضع الاسمي ، فإن معالجات توليد Ivy Bridge ترفع تردد التشغيل بشكل أقل سهولة من سابقاتها. تكمن المشكلة في أنه بسبب انخفاض الأبعاد الفيزيائية للبلور المصاحب لإدخال عملية تقنية أكثر دقة ، زادت كثافة التدفق الحراري المنبعث منها. في الوقت نفسه ، يتم إعاقة إزالة هذه الحرارة بشكل مصطنع من خلال التخريب الذي ارتكبه تقنيو إنتل لإزالة واجهة حرارية عالية الكفاءة تم إثباتها على مر السنين من تحت غطاء المعالج. لذلك ، بدون استخدام طرق التبريد القصوى ، لا يصل Ivy Bridge إلى نفس الترددات العالية مثل Sandy Bridge في رفع تردد التشغيل.
لذلك ، إذا أغمضت عينيك عن التحسينات المعمارية الدقيقة الطفيفة وتقليل الشهية للطاقة ، فإن الشيء الوحيد الذي يمكن أن يكون عليه Core i5-3570K أفضل نواة i5-2550K في نظام رفع تردد التشغيل عبارة عن وحدة تحكم DDR3 SDRAM أكثر مرونة تسمح لك بتعيين ترددات ذاكرة أعلى من ذي قبل وتنويعها بخطوة أصغر.
جوهرi5-4670ك. أحدث معالج يعتمد على الهندسة المعمارية الدقيقة Haswell لمنصة LGA1150 الجديدة له نفس الخصائص الشكلية تقريبًا مثل سابقاتها. بمعنى آخر ، لم نشهد زيادة في سرعات الساعة الاسمية في سلسلة Core i5 لفترة طويلة جدًا. في الوقت نفسه ، يفاجئ Core i5-4670K ، مقارنةً بجسر Ivy Bridge ، بزيادة في تبديد الحرارة المحسوب ، والذي حدث على خلفية تقنية معالجة أشباه الموصلات غير المتغيرة.
لكن كل شيء مفهوم تمامًا. ترجع الزيادة في تبديد الحرارة إلى التغييرات الأساسية في تصميم المنصة: في LGA1150 ، تم نقل جزء كبير من محول الطاقة. اللوحات الأمداخل المعالج. من ناحية أخرى ، أدى هذا إلى تبسيط تصميم النظام الأساسي إلى حد كبير ، نظرًا لأن المعالج يولد الآن جميع الفولتية اللازمة لتشغيله من تلقاء نفسه. من ناحية أخرى ، أعطت المعالج طقم كاملوسائل التحكم في استهلاك الطاقة وإدارتها.
بالنسبة لرفع تردد التشغيل ، فإن وحدة التحكم في الطاقة المدمجة تجلب بعض الفوائد هنا أيضًا. إنه دقيق للغاية ، والفولتية الناتجة عنه لا تتشوه عمليًا مع زيادة التيار أو درجة الحرارة. عند تعيين جهد ثابت على نوى المعالج ، يتيح لك ذلك نسيان أهوال "معايرة خط التحميل" ، أي أنه يبسط اختيار المعلمات في تكوينات رفع تردد التشغيل. ومع ذلك ، ضع في اعتبارك أنه عند ضبط جهد المعالج ديناميكيًا في أوضاع الإزاحة والتكيف ، تصبح وحدة التحكم المدمجة مجنونة أثناء رفع تردد التشغيل وتبالغ في تقدير الجهد بحماس شديد عندما يزيد الحمل. لذلك ، فإن استخدام مثل هذه الأوضاع غير مرغوب فيه ، فهو لا يسمح بكشف إمكانات هاسويل لرفع تردد التشغيل بالكامل.
ومع ذلك ، كل هذا ليس مهمًا جدًا ، نظرًا لأن مخطط التجميع النهائي لأجهزة كمبيوتر سطح المكتب Haswell لم يتغير. بين رقاقة أشباه الموصلات وغطاء المعالج غير موضوعة أفضل جودةمعجون حراري ، لذلك رفع تردد التشغيلإن i5-4670K ، مثل Core i5-3570K ، في الغالبية العظمى من الحالات ، تتعرض لارتفاع درجة حرارة شريحة المعالج التي لا يمكن التخلص منها بالوسائل التقليدية.
للسبب نفسه ، التغييرات التي تم إجراؤها على منصة LGA1150 ، والتي تسمح برفع تردد التشغيل لـ Core i5-4670K ليس فقط من خلال المضاعف ، ولكن أيضًا بتردد مولد الساعة الأساسية ، لا توحي بالتفاؤل. بالطبع ، كل هذا يضيف بعض المرونة عند اختيار الخيارات ، ولكن للأسف ، لتقريب الحد الأقصى للترددات التي يمكن تحقيقها من الشريط ، مثبتة بواسطة المعالجاتجسر ساندي ، دون استخدام طرق التبريد القصوى لا يسمح. علاوة على ذلك ، كما تظهر الممارسة ، بسبب تبديد الحرارة العالي ، يسرع هاسويل بشكل أسوأ من أسلافهم من جيل Ivy Bridge.
