Процессоры и материнские платы Intel LGA 2011(Sandy Bridge), 2011-2(Ivy Bridge), 2011-3(Haswell, Broadwell)

Выхода на рынок новой платформы Intel многие оверклокеры ожидали с нетерпением, как шага вперед по сравнению с предлагаемыми сегодня решениями.
Не секрет, что существующие процессоры в исполнении LGA 1155 (именно их принято брать за «эталон производительности» в тестах) изначально позиционировались как продукт среднего класса. Модели Intel Core i5-2500K и Core i7-2600K позволили достичь невиданных доселе частот при разгоне (5 ГГц «на воздухе» - обычное дело), но в целом платформа LGA 1155 не выглядела «технологическим прорывом» при сопоставлении со старой LGA1366, уступая ей по многим параметрам (взять хотя бы трехканальный контроллер памяти, большее количество линий PCIe и прочее). Вот почему топовые шестиядерные процессоры семейства Intel Extreme предлагались именно в конструктиве LGA 1366 и до сегодняшнего дня оставались самыми производительными и дорогими «настольными» CPU.
Компания AMD также не смогла порадовать энтузиастов выпуском своих 32 нм CPU Bulldozer. Результаты новой платформы в тестах оказались неубедительны, и хотя в архитектурном плане AMD обеспечила себе большой задел на будущее, в нынешнем виде семейство Bulldozer никак нельзя отнести к топ-сегменту.
В общем «на вершине» наметился некоторый застой, сопровождаемый спорами в духе «что круче: 2600K на 5 ГГц или 990 Extreme на 4.5 ГГц?». Общественность ждала «монстра» - платформы, созданной для того, чтобы стать самой современной, производительной (возможно даже избыточно производительной для существующих задач), технологически совершенной и дорогой. И «монстр» не замедлил появиться.
В мои руки попала связка из новейшей платы ASUS P9X79 PRO и процессора Intel Core i7-3930K. Данная система обещает стать своеобразным «стандартом» для выходящей на рынок платформы, поскольку включает в себя не самый дорогой CPU и «материнку» среднего уровня (разумеется, по меркам LGA 2011, в сравнении с LGA 1155 компоненты должны значительно подорожать). Следовательно, прибывшее на тест «железо» интересно как по отдельности, так и «в комплекте», ведь многие оверклокеры, ожидавшие выхода Sandy Bridge-E, могут остановить свой выбор именно на этой конфигурации.
Исходя из этого соображения, было решено не готовить «голый тест производительности» нового процессора, а постараться изучить систему более глубоко с целью выявить особенности взаимодействия платы и ЦП, нюансы разгона, и составить общее представление о потребительских качествах и рыночных перспективах платформы LGA 2011 в ее нынешнем виде.

Для начала приведу общие сведения о вышедших на рынок CPU и наборе логики. Всего в новом семействе Intel Sandy Bridge-E три модели процессоров: Совсем немного, но со временем список может расшириться, как это часто бывает. Но даже представленные на сегодняшний день ЦП составляют весьма широкую «гамму», охватывающую несколько сегментов рынка. Итак, Intel предлагает следующие CPU:
Intel Core i7-3960Х Extreme Edition – шесть ядер, базовая частота 3.3 ГГц, 15 Мбайт cache-памяти третьего уровня, Hyper Threading, свободный множитель.
Intel Core i7-3930K - шесть ядер, базовая частота 3.2 ГГц, 12 Мбайт cache-памяти третьего уровня, Hyper Threading, свободный множитель.
Intel Core i7-3820 – четыре ядра, базовая частота 3.6 ГГц, 10 Мбайт cache-памяти третьего уровня, Hyper Threading, свободный множитель (ограничен пониженным максимальным значением).
А вот и первая новость – обошлось без восьмиядерного Extreme, появления которого ждали некоторые пользователи. Старшая модель Intel Core i7-3960 Extreme Edition оснащается шестью вычислительными ядрами и этим напоминает предшествующие Core i7-980/990 Extreme. Ожидаемая стоимость этого процессора будет составлять ~$1000, что традиционно для Intel.
Следующая в списке модель Intel Core i7-3930, на мой взгляд, намного интереснее для покупателя и обещает стать хитом продаж для производительных систем топ- класса. Данный процессор отличается от «Экстрима» только уменьшенным объемом cache-памяти: 12 Мбайт вместо 15 Мбайт. Маловероятно, что подобное отличие сможет значительно повлиять на производительность системы в большинстве задач, а вот цена «девятьсот тридцатого» намного ниже – по предварительным данным она может составить $600-650. Конечно, и это немало – но вполне адекватно для производительного шестиядерного CPU, мало отличающегося от старшего решения. Как и «Экстрим», Core i7-3930 обладает разблокированным множителем.
Самый младший Sandy Bridge-E называется Core i7-3820 и значительно отличается от двух других моделей. Это четырехъядерный CPU с поддержкой Hyper Threading, который может стать своеобразным аналогом Intel Core i7-2600K для новой платформы. Хотя он и обладает самой высокой частотой из всех представленных ЦП, его рыночные перспективы, на мой взгляд, туманны.
Платформа LGA 2011 обещает стать самой дорогостоящей на рынке как по стоимости CPU, так и по цене материнских плат. В этом случае сборка четырехъядерной системы может стать непривлекательной для покупателя на фоне конфигураций LGA 1155 с процессорами Core i7 и Core i5, которые уже хорошо «обкатаны», стоят не слишком дорого и могут дополнительно подешеветь с выходом новых ЦП. Кроме того, меня настораживает примечание в пресс-релизе Intel, по которому множитель младшего процессора будет «разблокирован частично». На практике это может означать что-то вроде «плюс три единицы к максимальному показателю с Turbo Boost», что может значительно усложнить оверклокинг.
О стоимости и тепловыделении четырехъядерной модели поступают противоречивые сведения, так что пока оставим вопрос открытым.
Все процессоры поддерживают технологию Hyper Threading, старшие шестиядерные модели могут одновременно обрабатывать до двенадцати потоков, а четырехъядерный CPU – восемь. Уровень тепловыделения моделей с индексом Core i7-39хх составляет 130 Вт. Это значительно выше, чем у нынешних «холодных» Core i5/i7 (до 95 Вт), но в целом приемлемо: у «квадов» прошлых поколений или «шестиядерников» AMD показатель схож, но современные системы охлаждения позволяют успешно разгонять подобные CPU.
Ядро для нового процессора спроектировано «с нуля», но опытный глаз может уловить на следующей фотографии следы «приделывания» к нынешним Sandy Bridge двух дополнительных ядер: На данной схеме очень хорошо видно, что на нынешнем этапе развития процессоров вычислительные ядра занимают совсем небольшую площадь. Значительную часть транзисторного бюджета съедает объемистый Cache L3 и «обвязка» (интегрированный северный мост и контроллер памяти). Необходимо отметить тот факт, что новый ЦП – это именно CPU в классическом смысле, здесь нет интегрированного графического ядра, которое сегодня встречается все чаще. По моему мнению, это очень позитивный факт, поскольку в семействе Sandy Bridge графика была откровенно слаба и актуальна только для младших моделей Core i3/i5 при сборке бюджетных систем.
Архитектура вычислительных ядер нового CPU претерпела очень незначительные изменения, сохранив привычную структуру Sandy Bridge с минимальными оптимизациями. Это абсолютно логично, ведь «от добра – добра не ищут», 32 нм процессоры Intel и так вне конкуренции по удельной производительность на каждый МГц частоты.
Объем cache-памяти первого (32 Кбайта данных и 32 Кбайта инструкций на ядро) и второго уровней (256 Кбайт на ядро) остался прежним. В официальном пресс-релизе Intel подчеркивается, что преимущество нового процессора в производительности будет достигаться не за счет каких-то революционных изменений архитектуры, а по вполне понятным «количественным» причинам:
Увеличение количества вычислительных ядер (для старших моделей);
Увеличение объема Cache-памяти третьего уровня;
Применение четырехканального контроллера памяти, оптимизированного для работы с модулями DDR3-1600 МГц;
Незначительные оптимизации в вычислительных ядрах, связанные с совершенствованием 32 нм техпроцесса и введением расширенного набора инструкций AES-NI (прирост может наблюдаться только в некоторых криптографических операциях);
Увеличенные частоты (не во всех случаях).
Ядро выпускается по 32 нм технологическому процессу, данные о его площади не сообщаются.
Одновременно с процессорами Intel Sandy Bridge-E дебютировал набор системной логики Intel X79 Express, который позиционируется скорее как замена Intel X58 (LGA 1366), чем Intel Z68. Схема в полной мере иллюстрирует возможности системной логики, так что добавить мне практически нечего. Единственное, что можно сделать – так это предъявить Intel претензии о «несовременности» выпущенного чипсета.
На фоне вышедших недавно решений AMD для платформы Llano, X79 выглядит уже устаревшим: отсутствие поддержки USB 3.0, только четыре разъема SATA 6 Гбит/с, невысокая степень интеграции элементов (к примеру, у AMD даже аудиокодек перемещен на кристалл южного моста). Все сильные стороны платформы LGA 2011 обеспечиваются исключительно северным мостом, встроенным в процессор. Сорок линий PCIe – это и правда немало, любители систем с несколькими видеокартами должны остаться довольны (кстати, обратите внимание, на способы разделения линий между портами, показанные в левом верхнем углу схемы).

В лабораторию overclockers.ru поступил именно он. На мой взгляд, это совсем неплохо – старший «Экстрим» интересен как флагман, но именно модель Intel Core i7-3930K обещает быть более выгодной для покупки.
Внешне процессор ничем не примечателен. Поскольку полученный образец выпущен для тестов еще до официального релиза платформы, на крышке присутствует маркировка Intel Confidential. При первом осмотре можно отметить значительные размеры процессора, для наглядности я приведу следующую фотографию, где представлены ЦП в конструктивах LGA 1155 и LGA 2011:

Дизайн и возможности платы
Когда в компьютерную прессу просочились первые спецификации новой платформы Intel, многих участников нашего форума заинтриговал четырехканальный контроллер памяти SB-E. Восемь слотов памяти – не многовато ли для материнской платы форм-фактора ATX, спрашивали многие, - неужели типичным вариантом для LGA 2011 станет eATX увеличенного размера?
С учетом того, что Intel позиционирует Sandy Bridge-E как высокопроизводительное решение чуть ли не «профессионального» уровня, такой вариант выглядел вполне правдоподобным. К счастью, на практике выяснилось, что производители не собираются «раздувать» размеры материнских плат; и на фотографиях с компьютерных выставок перед нами предстали самые обыкновенные ATX-решения с более плотным размещением элементов на текстолите.
Кроме того, во многих случаях производители предпочли обойтись всего четырьмя разъемами DIMM вместо восьми – такой вариант, скорее всего, станет стандартным для бюджетных продуктов и форм-фактора mATX. Что ж, это совсем неплохо – даже при использовании самых распространенных на сегодняшний день двухгигабайтных модулей, объем памяти будет равняться 8 Гбайтам, если же закупить набирающие популярность «планки» по 4 Гбайта – то и вовсе 16 Гбайтам. Такого объема более чем достаточно не только для игровой системы любой сложности, но и для абсолютного большинства профессиональных машин, используемых в инженерных расчетах и качественном 3D-моделировании.
Плата, попавшая на тест, не относится ни к «бюджетным», ни к «компактным», так что конструкторы ASUS, не мелочась, распаяли все восемь DIMM: Для этого пришлось использовать новую компоновку с размещением модулей памяти с двух сторон от процессорного разъема, благодаря чему ASUS P9X79 PRO вписывается в форм-фактор ATX.
Новая компоновка заставляет внимательно подойти к вопросу совместимости платы с различными моделями кулеров. Я провел нехитрое измерение, и выяснил, что расстояние между ближайшими к процессору модулями памяти в «верхнем» и «нижнем» блоке разъемов может составлять ~108 мм. Таким образом, широкий (120-140 мм) башенный кулер, установленный поперек сокета CPU, гарантированно встретится с высокими радиаторами «планок» DDR3, если вы используете таковые. Впрочем, эта проблема не нова. При ориентации кулера «вдоль» сокета никаких сложностей возникнуть не должно, - радиаторы системы охлаждения платы невысоки (~35 мм). Таким образом, совместимость устройства с разными моделями кулеров должна быть не хуже, чем у решений предыдущих поколений, но здесь есть своя специфика (двустороннее размещение «планок» памяти), которую нужно учитывать при покупке. В частности, сложности могут возникнуть с «несимметричными» радиаторами, у которых тепловые трубки с одной из сторон значительно выступают за габариты крепежа. В целом дизайн модели характерен для ASUS, при рассмотрении устройства компоновочные особенности сразу бросаются в глаза, но в остальном это самая обычная «материнка» без лишних дизайнерских «наворотов».
Раз уж обзор пришлось начать с рассмотрения сокета и разъемов под оперативную память, я предлагаю изучить этот «район» платы повнимательнее. Контроллер памяти процессоров Sandy Bridge-E работает с модулями DDR3. В официальных спецификациях заявлена поддержка «планок», работающих на частотах DDR3-1066, 1333, 1600 МГц. ASUS расширяет этот список значениями вплоть до DDR3-2400 МГц с пометкой OC («разгон»). На фоне процессоров предыдущих поколений всё выглядит совсем неплохо, хотя указанные частоты давно уже покорены оверклокерами, а соответствующие наборы памяти предлагаются на рынке на протяжении нескольких лет.
240-контактные разъемы DIMM оснащены защелками только с одной стороны, что немного упрощает замену модулей в собранном системном блоке. При изучении платы выяснилось, что питание памяти организованно по двухфазной схеме, вдобавок ASUS заявляет, что новое поколение технологии DIGI+ VRM обеспечивает чрезвычайно точную настройку напряжения и минимальные просадки при высокой нагрузке.
Отмечу, что при установке в систему менее чем четырех модулей памяти, необходимо соблюдать ряд рекомендаций, иначе могут возникнуть проблемы с запуском системы (проверено на собранном стенде). Так, единственный модуль настоятельно рекомендуется ставить в ближайший голубой слот слева от процессора (фото выше), два – в пару разъемов слева (через один - также голубого цвета), третья планка ставится уже справа. Все «гнезда» помечены буквами, а в «мануале» к плате содержится подробная инструкция – так что запутаться сложно.
Теперь можно взглянуть на процессорный разъем: Это «идейный потомок» всех сокетов Intel недавнего прошлого (LGA 775-LGA 1155) – здесь используется все та же схема с «лысым» процессором без ножек, лапками-контактами внутри разъема и прижимной рамкой на защелке. Разъем, как уже не раз упоминалось, называется LGA 2011, что указывает на количество контактов (их 2011 штук).
Нетрудно заметить каким огромным получился сокет – визуально он значительно крупнее предыдущего «великана» LGA 1366, и почти вдвое превосходит по размерам нынешние LGA 1155 (процессоры в этом конструктиве вообще выглядят крошечными в сравнении с Sandy Bridge-E). Для того чтобы поднять рамку, теперь необходимо освободить сразу две защелки. Видимо, прижим с двух сторон стал необходимым из-за увеличения размеров сокета. Операция сама по себе несложна, установить процессор правильно можно даже без опыта работы с платформой LGA 2011. Впрочем, специалисты ASUS придерживаются другого мнения. Передавая плату в лабораторию overclockers.ru, они сопроводили ее специальной «памяткой» по установке процессора и настоятельно рекомендовали мне ознакомиться с ней. Очевидно, впредь такая инструкция будет вкладываться в каждую коробку с ASUS P9X79 PRO, хотя у опытных пользователей и так не должно возникнуть проблем.
Расстояние между крепежными отверстиями равняется 80 мм, кроме того, они сделаны не «сквозными» (то есть винты крепежа не прошивают текстолит платы). Теперь для установки кулера винты будет необходимо вкручивать прямо в основание сокета, одновременно служащее своеобразным «бэкплейтом». Это может вызвать некоторые сложности у производителей кулеров, поскольку на многих радиаторах применяются оригинальные схемы крепления, которые придется полностью переделывать для адаптации под новый разъем.
Логичным будет закончить «процессорную тему», рассмотрев подсистему питания. Для того чтобы изучить устройство преобразователя, необходимо демонтировать радиатор системы охлаждения. Питание процессора организовано по схеме «8+2 фазы» – не слишком сложно по меркам топовых оверклокерских плат, но вполне достаточно для успешного «домашнего» разгона с использованием воздушного или водяного охлаждения. Преобразователь управляется контроллером, маркированным как Digi+ (по названию фирменной технологии ASUS), истинное происхождение которого установить сложно.
Производитель предпочитает именовать систему «цифровой» - не знаю, насколько правомерно это заявление, но меню BIOS Setup и правда содержит чудовищное количество настроек, относящихся к питанию, в том числе такие регулировки, которые ранее мне не встречались даже на экстремальных платах, «заточенных» под азот. В общем, подход разработчиков внушает уважение, остается проверить, как всё это работает на практике.
Качественная система охлаждения платы – залог успешного разгона. Из-за компоновочных особенностей новой платформы форма радиаторов получилась не самой обычной.
Южный мост набора логики Intel X79 обслуживает низкопрофильный радиатор: Эта деталь сходна у большинства материнских плат, так как микросхема располагается за слотами расширения, и слишком высокий радиатор будет мешать установке дополнительных карт. Как правило, эффективность теплоотвода невысока – уж слишком малой получается площадь рассеивания. Специалисты ASUS решили эту проблему проверенным способом – применив дополнительный радиатор, «пристегнутый» к основному при помощи тепловой трубки.
Этот «рассеиватель» стоит на специальных резиновых ножках и не соприкасается с текстолитом: С учетом его расположения (в непосредственной близости к сокету CPU) можно предположить, что во многих случаях он будет обдуваться «случайными» потоками воздуха от процессорного кулера, что может снизить температуру южного моста.
Система охлаждения преобразователя питания CPU спроектирована по тому же принципу. Основной радиатор установлен непосредственно на MOSFET’ах, а для увеличения площади рассеивания применяется дополнительный, вынесенный в сторону и подсоединенный с помощью тепловой трубки: На этот шаг конструкторам пришлось пойти все по той же причине: поблизости от сокета высокие радиаторы установить невозможно, так что их приходится «размазывать» по плате. Модель ASUS P9X79 PRO оснащается шестью слотами расширения. Стоит отметить, что на многих «материнках» форм-фактора ATX устанавливается и по семь разъемов, но тут место одного из них оказалось «съедено» радиатором СО. Впрочем, шесть – это тоже немало, и вполне достаточно для «домашнего компьютера» даже при использовании пары видеокарт. Прогресс не стоит на месте, и на новой плате бесполезно искать устаревающие разъемы PCI – таковых здесь попросту нет. Ясно, что их время прошло, но покупателям, постоянно использующим специфические дополнительные платы, подключенные посредством этого интерфейса (к примеру, не самые современные, но качественные аудиокарты или сетевые хабы-«разветвители»), такой шаг ASUS может прийтись не по вкусу.
За все подключения отвечает интерфейс PCIe 3.0. Из шести разъемов четыре являются полноформатными (то есть подходят для подключения видеокарт), а еще два – укороченными (привычный PCIe 1х). Далее надо разбираться.
Во-первых, «длинные» разъемы разделены по цветам. Два синих являются основными, два белых – вспомогательными. На практике получается вот что: ближайший к сокету синий разъем всегда работает как PCIe 16x, именно в него рекомендуется устанавливать одиночную видеокарту. Другой синий разъем – это тоже полноценный PCIe 16x. При использовании двух видеокарт, установленных в указанные слоты, формула подключения выглядит как 16x+16x.
Это отличная новость для любителей мощных SLI/Crossfire, ведь наборы логики Intel P67/Z68 позволяли использовать только подключение 8x+8x, что снижало производительность связки топовых видеокарт. Да, для LGA 1155 также существовали платы с «полноскоростным» SLI/Crossfire, но они были неоправданно дороги, а подключение осуществлялось с помощью специальных микросхем-«разветвителей». Для новой же платформы схема 16х+16х стандартна.
Более того, набор логики Intel X79 без всяких доработок со стороны производителя материнской платы позволяет использовать 3-SLI или 3-CrossFireX.
В этом случае карты надо ставить в два синих слота и один белый – тот, что ближе к сокету (можно и в другой, - они равноправны, но такая конфигурация неудобна из-за слишком близкого расположения видеокарт). Формула подключения 16х+8х+8х – не идеал, но уже намного лучше того, что могли предложить платы предыдущего поколения. Обратите внимание, что слоты для тройной конфигурации выбраны очень удачно – «через один». Я не раз видел «материнки», для которых поддержка 3-SLI была заявлена в спецификациях, но на практике практически нереализуема из-за расположения разъемов впритык друг к другу.
Теперь пара слов о PCIe 3.0 как таковом. Новая версия стандарта обеспечивает повышенную пропускную способность, что должно быть актуально для топовых видеокарт. Так как этих карточек на данный момент просто не существует, а северный мост процессоров Sandy Bridge-E не поддерживает новую версию интерфейса, все заявления производителя о преимуществах PCIe 3.0 выглядят пустой рекламой. С другой стороны – когда-нибудь (после выхода следующего поколения процессоров Intel) поддержка PCIe 3.0 наконец-то будет введена. Остается надеяться, что производители не «намудрят» с системной логикой и нынешние платы будут поддерживать 22 нм CPU. На материнской плате распаяно восемь портов SATA. Четыре из них соответствуют спецификациям SATA 6 Гбит/c, еще четыре – SATA 3 Гбит/c. Поскольку набор системной логики поддерживает только шесть подключений, еще для двух портов использован дополнительный контроллер (Marvell 9128). Отдельно приведу фото микросхем EPU и TPU, которые отвечают за работу системы питания платы в экономичном и «разгонном» режимах. Для их активации необходимо воспользоваться переключателями на плате.
Модель ASUS P9X79 PRO полностью адаптирована для использования на открытом стенде: В наличии кнопки Power, Reset, Clear CMOS а также индикатор POST-кодов и контрольные светодиоды, которые позволяют легко выявлять проблемы при загрузке системы. Южный мост набора логики Intel X79 внешне ничем не примечателен, так что я приводу его фотографию только для того, чтобы читатели могли ознакомиться с маркировкой.
Задняя панель платы оснащается широким набором разъемов: Одних только портов USB здесь десять штук, причем четыре из них относятся к последней ревизии USB 3.0 (контроллер ASMedia ASM1042). Также в наличии сразу два разъема eSATA (контроллер Marvell 9128).
Звук можно вывести как по аналоговому, так и по цифровому тракту, за аппаратное обеспечение отвечает аудиокодек ALC898. Сетевое соединение осуществляется с помощью «гигабитного» контроллера Intel 82579V, соответствующий порт (RJ-45) также выведен на заднюю панель.
Внимательные читатели наверняка обратили внимание на «синюю крышечку» Bluetooth, расположенную над парой разъемов USB. Данный интерфейс встречается на «больших» материнских платах не так часто, в данном случае поддерживается стандарт Bluetooth v. 2.1 + EDR.
Подводя итог разделу, необходимо отметить, что материнская плата ASUS P9X79 оставляетт благоприятное впечатление. Это грамотно спроектированный и аккуратно собранный продукт с поддержкой множества фирменных технологий, широкими возможностями по подключению дополнительных устройств и всеми обязательными оверклокерскими атрибутами (добротные системы питания и охлаждения, кнопки для управления открытым стендом). Интересно, что по системе наименования продуктов ASUS модель PRO является чуть ли не базовой, несмотря на все описанные «навороты». Выше в модельной гамме должны стоять еще, по крайней мере, два-три решения (Deluxe и прочие), не считая модных Sabertooth и Rampage, которые наверняка появятся чуть позже.