для чего нужна pci шина
Шина PCI (Peripheral Component Interconnect bus)
Итак, переходим к самому интересному. Что же находится на сегодняшний день внутри большинства наших компьютеров? Естественно, шина PCI. Другой вопрос, почему именно эта шина. Попробуем разобраться.
Итак, разработка шины PCI началась весной 1991 года как внутренний проект корпорации Intel (Release 0.1). Специалисты компании поставили перед собой цель разработать недорогое решение, которое бы позволило полностью реализовать возможности нового поколения процессоров 486/Pentium/P6 (вот уже половина ответа). Особенно подчеркивалось, что разработка проводилась «с нуля», а не была попыткой установки новых «заплат» на существующие решения. В результате шина PCI появилась в июне 1992 года (R1.0). Разработчики Intel отказались от использования шины процессора и ввели еще одну «антресольную» (mezzanine) шину.
Благодаря такому решению шина получилась, во-первых, процессоро-независимой (в отличие от VLbus), а во-вторых, могла работать параллельно с шиной процессора, не обращаясь к ней за запросами. Например, процессор работает себе с кэшем или системной памятью, а в это время по сети на винчестер пишется информация. Просто здорово! На самом деле идиллии, конечно, не получается, но загрузка шины процессора снижается здорово. Кроме того, стандарт шины был объявлен открытым и передан PCI Special Interest Group, которая продолжила работу по совершенствованию шины (в настоящее время доступен R2.1), и в этом, пожалуй, вторая половина ответа на вопрос «почему PCI?»
При разработке шины в ее архитектуру были заложены передовые технические решения, позволяющие повысить пропускную способность.
Шина поддерживает метод передачи данных, называемый «linear burst» (метод линейных пакетов). Этот метод предполагает, что пакет информации считывается (или записывается) «одним куском», то есть адрес автоматически увеличивается для следующего байта. Естественным образом при этом увеличивается скорость передачи собственно данных за счет уменьшения числа передаваемых адресов.
Шина PCI является той черепахой, на которой стоят слоны, поддерживающие «Землю» — архитектуру Microsoft/Intel Plug and Play (PnP) PC architecture. Спецификация шины PCI определяет три типа ресурсов: два обычных (диапазон памяти и диапазон ввода/вывода, как их называет компания Microsoft) и configuration space — «конфигурационное пространство».
В заголовке содержится информация о производителе и типе устройства — поле Class Code (сетевой адаптер, контроллер диска, мультимедиа и т.д.) и прочая служебная информация.
Следующий регион содержит регистры диапазонов памяти и ввода/вывода, которые позволяют динамически выделять устройству область системной памяти и адресного пространства. В зависимости от реализации системы конфигурация устройств производится либо BIOS (при выполнении POST — power-on self test), либо программно. Базовый регистр expansion ROM аналогично позволяет отображать ROM устройства в системную память. Поле CIS (Card Information Structure) pointer используется картами cardbus (PCMCIA R3.0). С Subsystem vendor/Subsystem ID все понятно, а последние 4 байта региона используются для определения прерывания и времени запроса/владения.
История PCI — на пути к светлому будущему накопителей
Современная революция систем хранения данных невозможна без развития интерфейсов, с помощью которых диски подключаются к системе. Одним из главных «героев» этого фронта сейчас является шина PCI Express. Скоростные накопители в наше время работают с интерфейсом PCIe Gen2 x4, обеспечивая скорость до 20 Гб/с, но так было далеко не всегда.
Началом современных «шин» в персональных компьютерах стоит считать 1982 год. В недрах IBM был рожден новый компьютер, одной из отличительных особенностей которого была открытость его архитектуры. Компьютер получил название PC, а общался с внешним миром он по совершенно новому интерфейсу, который был назван Industry Standard Architecture или ISA. Данная шина умела работать с 8-битными данными на частоте 4.77 МГц, позже появились 16 и 32 битные варианты, работающие с еще более высокой частотой. Очень простая схема этого интерфейса дала толчок развитию массы внешних плат расширения, и, можно сказать, что именно открытый протокол внешней шины стал одной из главных причин успеха новой на тот момент архитектуры.
Неудивительно, что ISA очень долго сохраняла свою популярность, и даже сейчас, за весьма большие деньги продаются материнские платы с поддержкой этой шины — по ней подключается слишком много незаменимых устройств.
На основании ISA был разработан ряд производных интерфейсов, начиная с PCMCIA и заканчивая ATA (по сути — упрощенное подмножество интерфейса ISA). Разрабатывались ускоренные варианты шины: EISA (32 бита, 8 МГц) и VESA Local Bus (использовалась для подключения видоадаптера).
Со временем, IBM утратили лидирующую роль в разработке PC, поэтому над следующим поколением интерфейсов уже работали инженеры компании Intel. В самом начале 90-х гг… был разработан новый стандарт, получивший название Peripheral Component Interconnect или PCI. В 1992 году свет увидел первый стандарт PCI, тогда же была создана PCI Special Interest Group — организация, занимающаяся разработкой и продвижением данного стандарта. Стандарт был объявлен открытым, поэтому любой желающий мог разрабатывать PCI-устройства без выплаты отчислений.
Первая версия шины поддерживала 32 и 64 бита, работала на частоте 33 мегагерца и в теории обеспечивала скорость до 133 Мб/с (на практике около 80 Мб/с).
Начав свое победное шествие с рынка серверов, новый стандарт не сразу завоевал настольные ПК. Одним из пионеров его использования была компания Apple, отказавшаяся от интерфейса NuBus в своих продуктах 95-96 годах.
Максимальная популярность к новому интерфейсу пришла в 1995 году с появлением версии 2.1 (так же названной «параллельная шина PCI»). Данная ревизия подразумевала работу с частотой 66 МГц и максимальную скорость передачи в 533 Мбайт/с (для 64-битного варианта). Появились реализации PCI для платформ с процессорами Alpha, MIPS, PowerPC, SPARC и т.д.
Кстати, одним из главных нововведений PCI стала возможность автоматического конфигурирования параметров устройства, эту технологию в Intel назвали Plug-n-Play, а благодаря «стабильной» реализации ее программной поддержки в продуктах Microsoft, эта технология стала объектом множества шуток и анекдотов.
Попыткой экстенсивного развития технологии можно считать шину PCI-X, в основном использовавшуюся в серверах. Первая версия данного стандарта работала с частотой 100 и 133 МГц, а также вводила механизм раздельных транзакций для оптимизации работы нескольких карт. Сейчас иногда используется шина PCI-X 2.0, обеспечивающая работу на частотах в 266 и 533 МГц.
В 2004 году свет увидел новый стандарт, в котором были учтены все проблемы PCI. Новая шина получила название PCI Express или просто PCIe (главное — не путать ее с PCI-X). Новая технология предложила массу интересных решений.
— для передаваемых данных осуществляется контроль целостности
— QoS обеспечивает для подключенных устройств гарантированную полосу пропускания
— есть управление питанием подключенных устройств и возможность их горячей замены
Главное же отличие состоит в том, что PCIe использует не «шинную» топологию а «звезду», то есть каждое устройство связанно с коммутатором отдельной линией.
Пропускная способность односвязной PCIe первой версии составляла 4 Гбит/с в обе стороны. Максимальная скорость в стандарте PCIe 4 версии (находится в разработке и планируется к выходу в 2015 году) достигает 1024 Гбит/с. Как видите, по этому параметру PCIe обладает хорошим запасом, хотя расслабляться не приходится, конкуренты не дремлют.
Недавно Джереми Вернер (Jeremy Werner), один из старших директоров подразделения флэш-технологий (SandForce) в LSI дал очень интересное интервью, касающееся PCIe и SSD. В полном виде вы можете ознакомиться с ним на английском, я же вкратце перескажу одну мысль, которая мне показалась особенно интересной:
Максимальная скорость современного интерфейса SATA составляет 6 Гбит/с, при этом SATA является полудуплексным, то есть не умеет одновременно передавать и принимать данные. Не так редко встречающийся PCIe 2 поколения с 4 линиями передачи данных обеспечивает скорость до 20 ГБит/с в полнодуплексном режиме. Фактически, PCIe получается где-то в 7 раз быстрее. Но традиционные жесткие диски просто не нуждаются в таких скоростях передачи данных. Только SSD сейчас могут обеспечивать скорость, достаточную для полноценного использования высокоскоростных интерфейсов.
Сочетание интерфейсов типа M.2 и высокоскоростных флэш-накопителей, похоже, приближает будущее, в котором дисковая подсистема перестанет быть самым узким местом в ПК. Ярким примером могут послужить компьютеры Apple — компания как игрок премиум сегмента может себе позволить эксперименты с новыми решениями, и они оказываются очень удачны с точки зрения производительности. Но в силу дешевизны, традиционные жесткие диски и SATA-интерфейс еще не думают сдаваться так просто, поэтому тотального наступления светлого будущего придется немного подождать.
Для чего нужен слот PCI на материнской плате
PCI — слот расширения, который встречается на материнских платах персональных компьютеров. Он позволяет устанавливать дополнительное оборудование вроде звуковых карт или TV-тюнеров. Полное его наименование — Peripheral Component Interconnect, то есть, грубо говоря, шина ввода-вывода для подключения периферийных устройств.
PCI уже можно считать устаревшим, несмотря на то, что он еще встречается на современных материнских платах. Ему на смену пришел более скоростной и продвинутый формат PCI Express. На сегодняшний день найти в продаже актуальную материнскую плату со слотами PCI не составит труда, но таких предложений все же меньшинство. Это, например, ASUS Prime B350-Plus с поддержкой процессоров AMD Ryzen. Тем не менее если раньше таких слотов на материнской плате могло быть 4-5, то сейчас, как правило, это 2 или даже всего 1 слот.
В большинстве случаев такие системные платы покупают, когда нужно установить уже имеющуюся в наличии плату расширения с устаревшим интерфейсом. Практически все современное оборудование вроде звуковых карт, TV-тюнеров, плат расширения уже продается под PCI Express или USB. Тем не менее устаревший интерфейс еще присутствует на рынке, а комплектующие с его поддержкой производятся и продаются в магазинах.
Что интересно, изначально слот PCI использовался в том числе для подключения видеокарт. Однако затем ему на смену пришел разъем AGP. Полное его название — Accelerated Graphics Port, что можно перевести как ускоренный графический порт. AGP предлагает большую пропускную способность и позволяет подключить более требовательные по питанию видеокарты. Долгое время AGP был стандартом для подключения видеокарт, пока его не заменил использующийся и поныне PCI Express.
Как мы уже писали выше, PCI Express полностью заменил собой и AGP, и PCI. Этот разъем имеет несколько вариантов исполнения и есть практически на любой современной материнской плате. На самом деле это редкий случай, но платы без PCI Express тоже встречаются в продаже, например, GIGABYTE GA-H310TN.
Чаще всего можно встретить два вида слотов PCI Express — х1 и х16, которые в первую очередь различаются по размеру и скоростным показателям. Опознать их очень просто, потому что они имеют разную длину. Порт х1 — 25 мм, х16 — 89 мм.
В PCI Express х16 устанавливают видеокарты или, например, SSD-накопители, а в х1 прочие устройства и платы расширения, которые не требуют высокой пропускной способности: все те же звуковые карты, тюнеры и т.п. Кроме того, в слот x16, можно вставлять и устройства под слот х1, х4 или х8. Если физически разъемы подходят, то все должно работать нормально.
Для чего нужна pci шина
История
Развитием стандарта PCI занимается организация PCI Special Interest Group. Спецификации официально доступны лишь за плату, хотя на просторах Интернета их можно найти и бесплатно.
В 1992 г. была создана PCI Special Interest Group (PCI SIG) и опубликована первая версия стандарта шины PCI Local Bus. Шина обеспечивала передачу 32- и 64-разрядных данных, использовала 32- и 64-разрядные адреса и поддерживала напряжения питания 5 и 3,3 В, но не была привязана к архитектуре конкретного процессора. Пиковая пропускная способность 32-разрядной шины, работавшей на частоте 33 МГц, достигала 132 Мбайт/с, у 64-разрядной она была вдвое больше.
В следующем году появилась вторая версия стандарта, а ещё через два года, в 1995-м — версия 2.1, важнейшим отличием которой от предыдущих версий стала поддержка частоты 66 МГц. Именно ей удалось полностью вытеснить другие шины аналогичного назначения. Она нашла применение как в ПК на базе процессоров IA-32, так и в компьютерах на процессорах других архитектур — DEC Alpha, IBM PowerPC, Sun SPARC, MIPS и др.
На этом развитие шины PCI не остановилось (например, в 2002 г. вышла сначала версия 2.3, а затем и 3.0), однако вносимые изменения были не слишком существенны. Так, в версии 3.0 упразднили поддержку плат расширения с напряжением питания 5 В.
Основные особенности
Шина PCI предназначена для подключения достаточно большого количества устройств одновременно, однако на практике их число довольно мало — ограничителями являются нагрузочная способность электронных схем и паразитная ёмкость цепей, растущая по мере увеличения количества устройств и длины линий шины. Кроме того, под номер устройства на шине, используемый в процессе конфигурирования, отведено 5 бит, что не позволяет подключить более 32 устройств. Чтобы увеличить их общее число, была предусмотрена организация шины PCI в виде дерева. «Корнем» этого дерева является специальный мост Host–PCI, с помощью которого «ствол» — основная шина PCI — подключается к процессору. «Ветви» — дополнительные шины PCI — подключаются к «стволу» с помощью мостов PCI–PCI. К «ветвям» с помощью таких же мостов могут подключаться следующие «ветви» и так далее. Практическим ограничением «ветвистости» шины являются ограничение на общее число шин PCI (под номер шины отводится один байт) и дополнительная задержка, вносимая в обмен данными каждым новым мостом.
На практике шина PCI не обязательно связана с процессором напрямую. Например, в ПК на базе чипсета Intel P45 процессор посредством шины FSB связан с микросхемой северного моста — собственно кристаллом P45. Внутри последнего имеется мост Host–DMI, связывающий шину FSB с шиной DMI, которая, в свою очередь, является связующим элементом северного и южного мостов (в роли последнего обычно выступает микросхема ICH10). В состав южного моста входит мост DMI–PCI, он и будет реальным «корнем» шины PCI.
К шине PCI с помощью специальных мостов могут подключаться другие шины. Например, в каждом ПК на ранних процессорах Pentium имелся мост PCI–ISA.
Чтобы правильно маршрутизировать трафик, каждая шина PCI имеет свой номер, используемый в процессе конфигурирования мостов и других устройств, подключенных к шине, а также выделенные ей диапазоны адресов памяти и ввода-вывода. Когда некоторый мост «видит» запрос, обращённый к его шине, он транслирует его на эту шину. Естественно, не допускается дублирование номеров мостов (а значит, и шин), а также перекрытие диапазонов адресов. Для программного обеспечения, за исключением конфигурационного, иерархическая организация шины PCI и достаточно сложная цепочка, соединяющая её с процессором и памятью, абсолютно прозрачна.
Каждое устройство PCI включает одну или несколько функций (до 8 — под номер функции, используемый в процессе конфигурирования, отведено 3 бита). Функция — это логически независимая часть устройства. Например, в состав микросхемы южного моста обычно входят контроллеры SATA, Ethernet, USB и другие устройства. Каждый из них с точки зрения шины PCI может быть отдельным устройством или же одной из функций одного и того же устройства. Многофункциональные устройства обязательно должны иметь функцию с номером 0, однофункциональные могут в процессе конфигурирования игнорировать номер функции или же «откликаться» только на обращение к функции 0.
Шина PCI имеет три независимых адресных пространства: памяти, ввода-вывода и конфигурационное. Разрядность адреса памяти и ввода-вывода составляет 32 или 64 бита (причём 64-разрядный адрес может использоваться и на 32-разрядной шине); на практике его разрядность определяется процессором (так, у современных процессоров ПК адреса портов ввода-вывода имеют длину 16 бит, а физические адреса памяти — обычно 36). Пространство ввода-вывода может отсутствовать, если шина применяется в вычислительной системе, процессор которой не имеет отдельного адресного пространства ввода-вывода. По этой причине устройства, не ориентированные на использование с конкретной процессорной архитектурой, должны иметь возможность работать исключительно с адресным пространством памяти. Для нормальной работы каждая функция каждого устройства должна иметь собственный диапазон адресов в необходимых ей адресных пространствах.
Конфигурационное адресное пространство имеется у каждой реализованной функции всех устройств шины PCI, кроме, возможно, моста Host–PCI. Адреса регистров конфигурации состоят из четырёх полей: номера шины (8 бит), номера устройства (5 бит), номера функции (3 бита) и номера регистра (6 бит). Все конфигурационные регистры 32-разрядные. Используя их, программное обеспечение определяет тип, конкретную модель устройства и его требования к диапазонам адресов памяти и ввода-вывода, после чего по возможности выделяет запрашиваемые ресурсы и загружает драйвер, обеспечивающий работу с этим устройством.
Обычно устройства до выполнения конфигурирования не отвечают на любые операции на шине, кроме обращённых к ним конфигурационных транзакций, однако предусмотрена возможность создания «преднастроенных» устройств. Такие устройства после сброса устанавливают определённую стандартную конфигурацию, что позволяет использовать их до проведения общего конфигурирования. Обычно это устройства, необходимые для осуществления начальной загрузки системы. Для ПК эта возможность не является особенно важной, поскольку настройку необходимых устройств до загрузки выполняет BIOS, однако её наличие позволяет применять шину PCI в вычислительных системах, лишённых какого-либо аналога BIOS.
Устройства могут иметь порты ввода-вывода, расположенные по строго определённым адресам. Такие устройства называются унаследованными (legacy). Фиксированные порты применяются для обеспечения совместимости со старым оборудованием, не имевшим возможности программного конфигурирования. Например, современные видеоконтроллеры эмулируют видеоконтроллер VGA, для чего используют несколько стандартных портов ввода-вывода, однако для использования их в современных режимах они должны быть правильно настроены как «настоящие» устройства PCI.
Передача данных обычно ведётся пакетами (burst), что позволяет повысить пропускную способность, поскольку в каждом пакете адрес передаётся лишь один раз независимо от количества передаваемых данных. Тем не менее, поддерживаются устройства, не обладающие способностью пакетной передачи.
Из-за очень большого объёма информации подробные сведения о принципах работы и использовании шины PCI приведены в отдельных статьях:
Многие продвинутые пользователи ПК и, особенно, энтузиасты мощных конфигураций сталкиваются с ситуацией, когда производительные и скоростные устройства почему-то оказываются совсем не производительными.
Так, например, после установки в систему второй видеокарты, игры с поддержкой SLI/CF начинают работать значительно быстрее, а без поддержки медленнее, чем до добавления второго ГПУ (на самом деле не лучший пример, к нему вернёмся позже). Или фактическая производительность массива из быстрых SSD оказывается значительно медленнее расчётной.
Многим знакомо это название как разъём на материнской плате, в который можно навтыкать периферийных устройств, от видео и сетевых карт, до различных контроллеров и специализированных решений. Но это только вершина айсберга.
Одна линия PCI-E 2.0 способна передать от/к процессору
500Мегабайт в секунду
Одна линия PCI-E 3.0 способна передать от/к процессору
1000Мегабайт в секунду
Много это или мало? Безусловно много! Так в чём же проблема?
А проблема в том, что у всех потребительских процессоров (включая новейший AMD Ryzen, но не считая топовых Core i7 c 6-ю и более ядрами) только 16 линий PCI-E.
И все эти 16 линий отдаются видеокарте. Причём если последних две, то каждая в отдельности получает лишь 8 линий и уже не может работать в режиме максимальной производительности (длительное тестирование показало, что загрузка шины видеокарты с 16-ю линиями почти никогда не превышает 50%, а следовательно для большинства игр 8-ми линий всё-таки хватит).
А как же остальные устройства? Для этого у процессора есть ещё 4 линии (у Intel DMI шина),через которую он подключается к чипсету материнской платы, который, в свою очередь, обеспечивает работу всей периферией.
До архитектуры SkyLake версия DMI 2.0 = 4x PCI-E 2.0 =
Начиная с архитектуры Skylake версия DMI 3.0 = 4x PCI-E 3.0 =
Т.е. в лучшем случае на все комплектующие кроме видеокарты выделяется полоса в 4ГБ/с, которую они делят между собой, причём, зачастую, фиксировано. Например M.2 PCI-E SSD диcки рассчитаны на работу с 4-мя линиями PCI-E 3.0 и способны выдавать скорость до 4ГБ в секунду. Но, если такой диск не подключён напрямую к процессору, а в пользовательских системах именно так и происходит, его скорость составит не более 2ГБ в секунду, даже если в спецификации написано намного больше. Или, например, массив из нескольких SATA SSD дисков, если его контроллер не подключен вместо видеокарты, также не даст производительности более 1.5ГБ в секунду. Тоже касается USB 3.1 и других скоростных интерфейсов.
Товарищи! Вы еще забываете, что для производительности видеокарты не сильно принципиально 8х или 16х. Это видно только в очень ВЫСКОНАГРУЖЕННЫХ вычислениях, нейросетях и прочем датасайнс. В игрулях разница может быть в районе
10% между 16 и 8, и то на ультрах, с мощным процом, ссд и быстрой оперативкой.
Какой популистский текст.
В кратце «чего не пишут маркетологи, но пишут в спецификации оборудованию»
Странная статья. Придумать ограничение, а потом с ним бороться =)
Хотя конечно если человек достаточно безумен чтобы собирать RAID из 4х SSD, воткнуть еще железяк, подключить по USB монитор, не считая пары видюх. но тут уже клиника.
Собирая компьютер или устанавливая высокоскоростные компоненты убедитесь, что количество PCI-E линий не станет бутылочным горлышком вашей системы.
16 полос pci-e 3.0 достаточно даже для sli, нафиг больше? Тем более в следующем году уже выйдет pci-e 4.0 и опять удвоит пропускную способность.
50 лет назад создан первый микропроцессор
Микропроцессор Intel 4004 в керамическом корпусе с серыми полосами (оригинальный тип корпуса)
15 ноября 1971 года фирма Intel выпустила свой первый коммерческий микропроцессор Intel 4004, ставший также первым микропроцессором в мире. Его разработка началась в 1969 году, когда японская компания Nippon Calculating Machine Corporation попросила Intel создать 12 чипов для калькулятора Busicom 141-PF.
Эта задача была поручена инженерам Федерико Фаггину, Теду Хоффу и Стэнли Мазору. Именно они придумали инновацию, которая стала настоящей гордостью компании: 16-пиновый микропроцессор из единого куска кремния с 2300 транзисторами MOS, работающий с частотой 740 кГц.
— По стечению обстоятельств первый микропроцессор получил обозначение, аналогичное дате сотворения мира по версии одного из основоположников библейской хронологии Джеймса Ашшера.
— Цикл инструкций: 10,8 микросекунд (в рекламном буклете Intel есть ошибка, указана скорость выполнения операций 108 кГц вместо 93 кГц, ошибку заметили лишь на 40-летие процессора в 2011 году).
— Intel 4004 является одной из самых популярных микросхем в плане коллекционирования. Наиболее высоко ценятся бело-золотые микросхемы Intel 4004 с видимыми серыми следами на белой части (оригинальный тип корпуса). Так, в 2004 году такая микросхема на интернет-аукционе eBay оценивалась примерно в 400 долларов. Немного менее ценными являются микросхемы без серых следов на корпусе, обычно их стоимость составляет порядка 200—300 долларов
Intel vs AMD
Наглядное сравнение превосходства нового интела 12900k на амд 5950x
Дело №12: новая надежда Intel
Skylake — король умер, да здравствует король
Intel чувствовала себя королем рынка процессоров, и это действительно было так: в игрушках даже простейший 2-ядерный Core i3-6100 обгонял топовые AMD FX.
Но как мы помним Intel купалась в пафосе не так уж и долго: спустя пару лет AMD взбодрила рынок, выпустив свои 8-ядерные Ryzen. Да, они были сырыми, да, в играх Skylake были ощутимо быстрее, но AMD показала, что 6 и 8 ядер в десктопном сегменте — реальность и снова начала двигаться в правильном направлении.
Все ждали от Intel серьезного ответа за такую дерзость, но 10-нм все еще были не готовы.
Какое-то время это действительно работало, и 8-ядерный Core i9-9900K давал жару в обоих смыслах, ощутимо обгоняя топовые Ryzen, но интел просто тянула время.
Вышедшие год назад Ryzen 5000 на Zen 3 только укрепили успех «красных» — теперь их процессоры обгоняют решения на Intel Skylake даже в играх, где традиционно балом правили «синие».
Попытка Intel натянуть 10-нм архитектуру Sunny Cove на 14-нм техпроцесс тоже провалилась: мало того, что в топах пришлось отказаться от пары ядер, так и еще и планка в 400 Вт тепловыделения была побита.
Поэтому выпуск этих процессоров. 10-нм Alder Lake для Intel — фактически последняя надежда показать свои возможности по созданию крутых CPU, и если они провалятся, как и предыдущие решения, компания рискует окончательно упустить текущий рынок десктопов. Переломный момент, это и есть хваленая конкуренция.
Первое и, пожалуй, самое основное — да, наконец-то новый 10-нм техпроцесс, который теперь называется Intel 7. Спустя годы доработок он уже доведен до совершенства — компания обещает, что Core i9-12900K может бустить на одно ядро до 5.3 ГГц.
К тому же первые рекорды Alder Lake в оверклокинге, заставили всех вспомнить, что существует оверклокинг и тут 12 поколение даже лучше шестого: последние даже спустя 5 лет так и не смогли покорить планку в 8 ГГц с жидким азотом, а вот новые 10-нм взяли такую немыслимую частоту еще до официального старта продаж. Так что, вполне возможно, мы наконец-то снова увидим подвижки в разгоне, и Core 12-ого поколения все же смогут закрепиться выше 5 ГГц под водянками.
Разумеется, для выбора системы охлаждения нужно ориентироваться на вторую цифру. Конечно, можно и искусственно ограничить процессор в рамках Base Power, но тесты показывают, что от этого теряет производительность даже среднеуровневый Core i5. Более быстрые Core i7 и Core i9 от такого тормозятся вплоть до 30-35%.
Что же касается точных цифр тепловыделения, то, увы, возврата к прежним временам, когда Core i5 мог отлично охлаждаться под простым боксовым кулером, уже не будет. Каждый новый техпроцесс достается компаниям с нанометровым боем, и, дабы показывать ощутимый прирост производительности, техногиганты вынуждены раздувать теплопакеты — например, топовые RTX 3000 потребляют 320-350 Вт.
И, надо сказать, это хорошо показывает, что 10-нм техпроцесс у Intel действительно ощутимо эффективнее старых 14 нм: например, у 10-ядерного Core i9-10900K уровень Power Limit 1, который соответствует Maximum Turbo Power, составляет 250 Вт, а у 8-ядерного Core i7-10700K он 229 ватт. Иными словами, компания смогла не только нарастить число ядер в полтора раза, но и еще даже слегка снизить итоговое тепловыделение.
Правда, тут нужно отметить, что не все ядра — полноценные. И нет, речь идет не про гиперпоточность — все дело в том, что внутри процессоров Alder Lake есть два кластера ядер, до 8 P-Core и до 8 E-Core. Да, по сути это аналог ARM big.LITTLE, но только с x86-процессором. Что же из себя представляют эти ядра?
E-Core (Еффективные, енотовидные ядра) тяготеют больше к мобильным Pentium и Celeron. Эти ядрышки основаны на энергоэффективной архитектуре Gracemont и работают на ощутимо более низких частотах, чем Полноценные — лишь около 3-3.5 ГГц. Кроме того, Еффетивные, маленькие ядра, лишены поддержки гиперпоточности, и их основная задача — брать на себя фоновые задачи, чтобы Полноценные могли работать в полную силу.
К слову, забегая вперед — на Windows 10 новые процессоры действительно в некоторых задачах работают чутка хуже, так что владельцы Adler Lake по сути принудительно завязаны на 11-ую винду. Фанаты Windows 7 негодуют.
В итоге текущие процессоры выглядят так: линейка Core i9 имеет 8 быстрых и 8 енотовидных ядер с 30 МБ кэша, что дает суммарно 16 ядер и 24 потока. Core i7 имеют на 4 енотовидных ядра меньше, что дает суммарно 12 ядер и 20 потоков с 25 МБ кэша. Core i5 имеют 6 быстрых и 4 енотовидных ядра, то есть 10 ядер и 16 потоков с 20 МБ кэша.
Пока что в продажу по давней маркетинговой традиции поступили только старшие процессоры в каждой линейке с индексом K, то есть возможностью разгона. Разумеется, в будущем мы увидим и более простые процессоры — всего Intel обещает 60 различных Alder Lake-ов с разбросом теплопакетов от 9 до 125 Вт.
Будут и Celeron, и Pentium, и Core i3 — нужно просто подождать, а перед покупкой убедиться есть ли в магазинах DDR5. Сейчас с этим проблемы.
Кстати о DDR5! Изначально мы хотели подготовить про новую память отдельную статью — но, как показали тесты, в этом нет никакого смысла. Да, формально изменений там действительно много, и самое главное — это ощутимое повышение частоты. У DDR4 не каждый модуль сможет работать на 5 ГГц, а DDR5 с них только начинается, и в продаже уже есть комплекты с частотой и 6, и даже 7 ГГц! Однако на практике это дает немного, к об этом мы поговорим дальше.
Впрочем, нужно отметить, что поддержка PCIe 5.0 скорее маркетинговая: видеокартам, даже таким мощным, как RTX 3090, с головой хватает 16 линий PCIe 3.0. Да, формально NVMe SSD уже используют возможности PCIe 4.0 на полную, но в реальных задачах их скорости все равно укладываются в 4 линии PCIe 3.0. Но, в любом случае, поддержка нового стандарта лучше, чем ее отсутствие — мало ли как изменятся видеокарты и SSD в будущем.
Разумеется, в будущем появятся и более простые чипсеты без возможности разгона CPU и ОЗУ, но а пока что в магазинах уже стали появляться платы на Z690. По ценам все, конечно, печально, как и в случае с DDR5, но тут сложились вместе два фактора: новизна и дефицит. К тому же в случае с памятью можно сэкономить — так, Alder Lake официально умеют работать с DDR4, и добрая половина плат на Z690 идет именно с такой ОЗУ.
Intel в своем репертуаре — мало того что сокет новый, дак он еще и ниже старого, поэтому некоторые СВО и кулеры просто физически не получится установить. Так что если вы хотите собрать себе систему на Alder Lake — внимательно следите за тем, чтобы охлаждение было совместимым или идите за новым.
Тесты — Alder Lake убийцы, но не во всем
Теперь вы знаете всё — без исторического экскурса и описания основных фишек рассказ был бы не полным. Остается ответить на главный вопрос — удалось ли Intel вернутся в колею и обогнать AMD? Тут не все так однозначно.
Так, уже достаточное количество игр хорошо оптимизированы под многопоточные процессоры, из-за чего даже в FHD получается упор в видеокарту. В итоге происходит тестирование именно последней, из-за чего разница между условными Ryzen 5 и Ryzen 9 может быть лишь единицы процентов. Так что в таких играх Core i9-12900K если и вырывается вперед, то всего на 1-2 FPS, что сложно назвать серьезным выигрышем.
С другой стороны, все еще хватает проектов, которые требуют высокую одноядерную производительность, и вот тут новая архитектура Golden Cove показывает себя во всей красе: так, в Far Cry 6 новый топ Intel обходит всех конкурентов на фантастические 15-20%. Спасибо оптимизаторам из убейсофт.
Ну а если мы перейдем в 2К, и тем более в 4К, то тут уже в подавляющем большинстве игр мы получаем тест видеокарты, даже если это RTX 3090. Как итог, в этих разрешениях толку от нового Core i9 мало, согнулись у потолка — да, разумеется он в топе, но разница тут минимальна даже в сравнении с 6-ядерными CPU, не говоря уже о 16-ядерных Ryzen.
Окей, с играми разобрались, переходим к рабочим задачам. Что же лучше — 16 полноценных ядер Zen 3, или 8 быстрых и 8 енотовидных ядер Intel? Ответ тут тоже далеко не однозначен. Например, если задача плохо параллелится и укладывается в 8 ядер (привет софту от Adobe) — новый Core i9 на коне, обгоняя решения на Zen 3 нередко на 10-15%.
С другой стороны, если брать многопоточные задачи типа архивирования, то тут хорошо видно, что 16 полноценных ядер все-таки лучше 16 разношерстных, и в том же 7-zip Ryzen 9 5950X быстрее Core i9-12900K на 10%.
В итоге новый топ Intel оставляет двоякие ощущения: с одной стороны, в играх и задачах, которые плохо параллелятся и не могут использовать больше 8 ядер, Core i9 за счет крутой архитектуры показывает себя лучше всех. С другой стороны, в задачах, которые могут и 16, и 32 ядра использовать, реальная мощь Ryzen 9 5950X все же выше. Ну а про решения предыдущих поколения Intel можно просто забыть — они остались далеко позади.
Окей, с топом понятно — дорого-богато-быстро. А как там поживает Core i7-12700K? Его слегка урезали по частотам и кастрировали на 4 енотовидных ядра. В теории в играх разница с Core i9 должна быть минимальна, так как все 8 быстрых ядер на месте — собственно, так и получилось: даже в FHD отставание от топа от силы пара процентов, в 2К и тем более 4К разницы нет.
А вот в рабочих задачах все ожидаемо хуже — хоть и енотовидные ядра слабее полноценных, потеря 4х из них уменьшает производительность в многопоточных задачах на 10-15%. Как итог, 12-ядерный Core i7 выступает плюс-минус на уровне 12-ядерного Ryzen 9 5900X, а если брать одноядерные задачи, то и быстрее.
Но давайте не будем забывать что все любят Core i5. Что может 12600K против конкурента Ryzen 5 5600X. Тут сразу бросается в глаза перевес ядер у «синего» процессора: 6 полноценных и 4 малых ядра, тогда как у Ryzen только 6 полноценных. В итоге это позволяет новому Core i5 в абсолютно всех рабочих задачах показывать класс — он временами быстрее на 20-25% и даже частенько обгоняет Core i9-11900K, топ предыдущего поколения Intel.
В играх ситуация аналогичная: Core i5-12600K не оставляет конкуренту ни единого шанса, оказываясь быстрее в FHD временами на 10-20%, что достаточно ощутимо. Но, разумеется, в 2К и 4К разница вновь стирается.
Многие спросят — но что там с DDR5? Разгон памяти дает отличный прирост производительности и в играх, и в рабочих задачах, а тут прям из коробки частота в 5 ГГц — что это дает в сравнении с DDR4? Ответ — ничего. Совсем ничего. Тесты Core i9 с DDR5-6000 и 36-тыми таймингами показали, что прирост производительности в сравнении с обычной DDR4-3200 и 14-тыми таймингами. просто нулевой. Причем в абсолютном большинстве задач и игр. Но почему так, ведь у DDR5 пропускная способность почти вдвое выше, это же должно было что-то дать?
В теории — да, но на практике есть два нюанса. Во-первых, это огромные задержки у DDR5, которые опять же почти вдвое выше, чем у хорошей DDR4. Во-вторых, у процессора аж 30 МБ собственного кэша — почти вдвое больше, чем было у Core i9 предыдущего поколения. А кэш, как мы знаем, отлично сглаживает влияние от ОЗУ.
Вот и получается, что история циклична: на заре появления DDR4 хорошие модули DDR3 от нее как минимум не отставали. Так что остается ждать только более быстрых модулей DDR5, с частотами выше 8 ГГц — скорее всего, там мы уже увидим реальную пользу от нового типа памяти.
Ну и под конец нужно сказать пару слов об интегрированной графике, и в данном случае — она просто есть. Называется UHD Graphics 770, имеет 32 вычислительных блока и основана на той же архитектуре Xe, что и мобильная графика в топовых ультрабучных процессорах Tiger Lake, они же 11-ое поколение Core. Правда, там Core i7 имеют до 96 ядер, поэтому ожидать каких-то мощностей в случае с десктопами не стоит.
Да, такая графика потянет 4К мониторы и видео. Да, она быстрее той же UHD 630 из Skylake и позволит поиграть в CS:Go или Dota 2. Но, в любом случае, базовая Nvidia GT 1030 и встроенная в Ryzen Vega 11 все равно быстрее, а интегряшку от Intel стоит рассматривать только как запасной аэродром
Как видим, по производительности ситуация получается интересной: да, стать безоговорочным лидером Intel не смогла, но при этом прогресс относительно предыдущего поколения приятно удивляет. Хотя если вспомнить, Intel и так прочно закрепилась в среднячках: еще начиная с 8400 линейка Core i5 пользуется популярностью за хорошее сочетание цены и производительности, даже в сравнении с более прогрессивными Ryzen. Теперь же в среднем сегменте Intel безоговорочный лидер: ее Core i5-12600K просто не оставляет ни шанса 5600Х.
Итог — Intel смогла
Начнем с того, что сейчас ни Windows 11, ни тем более софт пока толком не оптимизированы под новые разноядерные процессоры. Вполне возможно, что в будущем производительность еще поднимут апдейтами BIOS. К тому же делать вывод о всей линейке Alder Lake по трем моделям с возможностью разгона, коим балуются далеко не все, не правильно.
Однако процессоры и платы под них уже есть в магазинах, поэтому общие выводы делать нужно. И, пожалуй, самый главный — Intel все-таки очнулась из спячки и сумела рывком сократить разрыв с AMD. Да, в этом поколении не до конца — как ни крути, топовые Ryzen 9 и холоднее, и быстрее в многопотоке, под который оптимизируют все больше программ. А ведь скоро выйдут процессоры AMD с серьезно увеличенным кэшем, что позволит им еще больше оторваться от Alder Lake. И работать они будут на старых платах после простого апдейта BIOS.
При этом Intel прочно закрепила за собой звание производителя лучших середнячков: последние несколько поколений линейка Core i5 получается и холодной, и дешевой, и достаточно производительной для большинства игр и пользовательских задач. Тем более на фоне отставания Intel разрешила гнать память даже не на топовых чипсетах, что позволяет отыграть еще 10-15% производительности CPU с минимальным вложением средств.
И если раньше Ryzen 5 выглядели как старшие братья, которые, конечно, мощнее, но при этом и ощутимо дороже, то вот теперь все наоборот: Core i5-12600K даже без разгона ощутимо обгоняет 5600X. А ведь Intel готовит и более дешевых представителей линейки Core i5 – например, 12400, который вполне может сравниться с 5600X по производительности при куда меньшей цене.
И последний вопрос — стоит ли брать Alder Lake сейчас? Скорее нет, чем да. С одной стороны, даже на старте продаж новинки Intel стоят адекватно: можно найти Core i9-12900K за 55-60 тысяч рублей, тогда как Ryzen 9 5950X продается ощутимо дороже 60 тысяч. Core i5-12600K стоит немногим больше Ryzen 5 5600X, будучи при этом ощутимо быстрее.
С другой стороны, цены на материнские платы пока далеки от адекватных: даже за простое решение с DDR4 придется отдать под 20 тысяч рублей, а более-менее годная плата с DDR5 обойдется под 30-35 тысяч. Ну и под конец, DDR5 в Россию почти не завезли, а собирать топовый ПК с разгоняемыми процессорами на DDR4 — не самая лучшая идея, ведь тесты показывают отсутствие прироста от DDR5. Пока — да, но через пару лет, когда появятся более быстрые модули новой памяти, появится и прирост. И, дабы не менять тогда плату, имеет смысл сразу брать решение с DDR5.
Ну и под конец — стоит дождаться более простых решений без индекса K и плат с упрощенными чипсетами. Ведь, как показывает практика, именно базовые версии CPU в каждой из линеек оказываются наилучшими по цене, производительности и нагреву. Поэтому пока что с покупкой спешить точно не стоит.
Больше картинок не вместилось)