Stortest: Intel-processorer af nyeste generation

Af Torben Okholm, Alt om Data

Denne artikel er oprindeligt bragt på Alt om Data. Computerworld overtog i november 2022 Alt om Data. Du kan læse mere om overtagelsen her.

Tik-tak. Sådan lyder Intels processorudvikling. Det er gået lidt langsommere end forventet, siden Intel oprindelig offentliggjorde en plan for nye processorteknologier, men forløbet har alligevel været imponerende, siden de første Core-processorer kom i 2006.

Hver ny generation har uden tvivl været den bedste pc-processor, man kunne få for penge. I mellemtiden har Intel holdt sin produktionsteknologi på sporet. I årtier har branchens kommentatorer diskuteret Intels evne til at gøre transistorer mindre. Før eller siden må naturlovene vil stoppe udviklingen af processorer?

Men nu er vi i 2013 med en ny familie af 22nm-processorer fra Intel, og der kommer 14nm-chips til næste år. Har Intel gjort det igen med Haswell, der bliver præsenteret som den fjerde generation af Intel Core-arkitektur? Som vi skal se, består svaret af en lille smule fra kasse A og en lille smule fra kasse B.

Der, hvor Intel har svigtet os, har man i høj grad gjort det med vilje. Der, hvor det er lykkedes, afspejler succesen Intels aktuelle (og sandsynligvis også fremtidige) prioriteringer. Kort sagt har Intels processorer på forbrugerniveau solidt fokuseret på mobilitet lige siden de første Core-processorer i 2006.

Men med Haswell har dette fokus næsten fuldstændig gjort det af med forbedringer af den rene cpu-del af chippen, når det gælder desktopydelse. Det undersøger vi nærmere, når vi graver dybere ned i de nye Haswell-chips teknikaliteter, men det, der i forbindelse med tidligere processorer var en lille tvivl, er nu blevet næsten smerteligt indlysende: Intel har næsten ikke gjort noget for at forbedre desktopoplevelsen med Haswell. Man kan endda argumentere for, at de nye chips i nogle henseender er noget af et tilbageskridt.

Nøjagtigt hvad man skal uddrage af det, afhænger af, hvad man vil have ud af en pc. Vi elsker alle former for maskiner, og derfor er vi vant til at tage det sure med det søde. Den indsats, Intel har lagt i både strømforbrug og integreret grafik, er forrygende for mobile systemer – navnlig har laptops og tablets nået langt.

Det er også lovende for en ny generation af ultrakompakte pc’er, herunder Intels egen NUC. Imidlertid kan vi ikke komme uden om skuffelsen over, at Intel ikke kan være lidt mere gavmild mod sine trofaste fans, der holder af den traditionelle højtydende desktopmaskine. Sandt at sige består det eneste beskedne håb i, at AMD sætter Intel under langt, langt større pres.

Intels nye Haswell-chips er kommet. Spørgsmålet er, om det bør ophidse en. Svaret afhænger af, hvad man forventer af maskinen og af den pc, man har. Når det gælder mobile maskiner, er Haswell frygtindgydende. Man kan hævde, at det er begyndelsen på en ny æra indenfor computerarbejde. Laptops, der kan køre en hel uge på en enkelt opladning. Touch-enheder, der kombinerer en tablets
dimensioner med styrken i en desk-topmaskine. Den er bærbar – nej, den kan ligge i en lomme – og der bliver ikke indgået nogen kom-promiser.

Haswell tegner også ekstremt lovende for ultrakompakte pc’er af enhver slags. Settop-bokse; bittesmå spillemaskiner; pc’er, der hæn-ger bag på en skærm – man kan forestille sig hvad som helst. Haswell gør det muligt eller langt bedre end tidligere.

Så vidt fordelen. Ulempen er, at med Haswell har Intel ført sin ligegyldighed over for desktopkunder til et nyt niveau, når det gælder arrogance. Jo, desktoppen er for nedadgående ifølge visse forudsigelser, og det hjælper ikke ligefrem, at Intels konkurrent, AMD, ikke har kunnet tage kampen op i adskillige dele af det traditionelle desktopmarked. Når man tager disse faktorer i betragtning, er der kun tri-stesse for desktopforbrugerne, og når man ser på, hvordan Intel har udviklet, positioneret og prissat Haswell cpu’er. Nogle må sige det højt. Det gør vi så.

Men vent lige lidt. Lad os først dykke ned i Haswell som en teknologi. Ligesom man ville forvente af en Intel-processorarkitektur, er den en perle indenfor moderne chipudvikling. Det er faktisk noget, man nemt kommer til at overse, navnlig når Intel forkludrer bud-skabet med sine marketing-søforklaringer. Haswell er et stykke gedigent udstyr.

Den store nyhed omfatter to nøgle-tal: strømeffektivitet og grafik. Intel siger, at Haswell udgør den første enkeltgenerations-forbedring indenfor strømeffektivitet i x86-processorernes historie. Jep, endnu større end de spring, Intel tog, da man gik fra de beryg-tede overophedende Netburst Pentium 4-chips til de første Core Duo-processors. Imponerende.

Powerplay

Hvad har Intel gjort fra at nå dertil, og hvad betyder det for enheder såsom laptops og tablets? Processen begyndte, da Intel ændrede mål for strømforbrug. Hidtil havde man for mobile processorer sigtet på 35-45 watt. I dag er målet 10-20 watt. Og glem ikke, at vi her taler om relativt almindelige mainstreamchips, ikke om dem med det laveste strømforbrug.

Det har Intel opnået ved at samle de enkelte dele i løbet af de seneste år. En stor del af denne proces har bestået i at integrere sta-dig flere funk-
tioner i selv cpu’en. Nu om dage har vi alt muligt fra hukommelsescontroller og i/o til grafik samlet på én praktisk chip.

Med Haswell går Intel skridtet videre med den kommende Mobile-U-underfamilie, der i høj grad bygger på ‘system-on-a-chip’-design (SoC) med PCH-funktioner som usb på cpu’ens kredsløb. Det er faktisk ikke tilfældet for de desktop- og Mobile-M-dele, der indtil nu er blevet lovet, men det kommer afgjort snart.

Mobile-U-delene lover en omfattende reduktion af strømforbrug på 20 gange i nogle sammenhænge, mens Mobile-M-delene leverer en mere beskeden, om end stadig anselig reduktion af strømforbru-get på 20 procent. Oven i det forbedrede strømforbrug kommer en total ændring af, hvad det vil sige at være en Ultrabook på basis af Intel-teknologi.

Eksisterende Ivy Bridge-Ultrabooks skal for eksempel levere mere end fem timers batteritid. Med Haswell springer det til ni timers inaktivitet i Windows 8 og seks timers hd-videoafspilning. Hvis man ikke kan leve op til det, er man ikke nogen Ultrabook.

Endnu mere imponerende er kravet om syv dages standby, herunder det, der bliver kaldt ‘fresh data’. Det vil sige, at en Haswell-notebook kan sidde i syv dage, mens den af og til henter e-mail, opdaterer sociale medier og så videre uden at gå i stå. Det svarer til (men er ikke det samme som) scenariet med en smartphone, når man slukker den – den er faktisk ikke slukket – den modtager stadig opringninger, sms’er og opdaterer e-mail.

Denne tilstand indebærer nye slumretilstande for chippen. Disse slumretilstande leverer samme batteriydelse som den gamle ram-dvale med de slumretilstande, som eksisterende pc-processorer går ind i, når cpu-kernerne er inaktive. For brugeren ser pc’en tændt ud, skærmen viser stadig skrivebordet, men kernerne og andre dele af cpu’en sover. Meningen er så, at en Haswell-notebook kan sidde i en uge på en enkelt opladning, og den er altid rede med de nyeste e-mails og opdateringer, det øjeblik man tænder for den. Fikst, ikke?

Mindre strømforbrug betyder naturligvis også, at man kan have en helt ny klasse af mobile enheder. Vi taler selvfølgelig om tablets. Man kan hæv-de, at den proces allerede begyndte med Ivy Bridge-chips. Man kan faktisk have en Ivy Bridge Intel Core i5-proces i Microsofts Surface Pro-tablet.

Men med Haswell kan de hardware-relaterede småproblemer, der forhindrer Surface Pro i at være et killer-produkt – den ekstra tykkelse, den middelmådige batteritid – meget vel høre fortiden til. Tænk på en tablet på tyk-kelse med en iPad, med tilsvarende batteritid og med tilstrækkelig ydelse til at køre alle dine foretrukne desktop-applikationer.

Vi taler i bund og grund om en tablet, der kan erstatte din laptop, ikke om en tablet, der bliver endnu en af de enheder, du slæber rundt på. Det er en meget tiltrækkende tanke. Lavere strømforbrug eller forbedret ydelse ved det nuværende forbrug vil også være en gevinst for en nye generation af maskiner og systemer i hjemmet.

Når man ser på, hvad Intel har stuvet ind i sine stærkeste Haswell chips, for eksempel, bliver tanken om en Haswell-drevet NUC (In-tels lillebitte Next Unit of Computing) ekstremt spændende. Den kan endda danne grundlag for en billig spilboks i stil med Valves Steam Box. Hertil kommer alt i en-enheder med touchskærme og batterier. Enheder, der udvisker grænsen mellem desktopmaskiner og mobile enheder. Kort sagt baner lavt strømforbrug vejen for alle mulige funktioner og muligheder.

Cpu Gpu

En nøglefaktor i denne sammenhæng er den anden større opgradering, der følger med Haswell, nemlig grafik. Grafikydelse er på mange måder den yderste grænse indenfor computerarbejde. Det er også den sidste større forskelsmarkør mellem mobile enheder og desktop-pc’er. Med Haswell gør Intel sit første virkelige forsøg på at slå bro over denne kløft.

Indsatsen kommer til udtryk i Intels hidtil stærkeste grafikkerne. Der er masser af forskellige versioner af den nye grafikkerne, men den underliggende teknologi har ikke ændret sig meget. Det, der er ændret, er den mængde af silicium, som Intel er parat til at bruge på grafik. Den er steget markant.

Den hurtigste eksisterende Sandy Bridge-version af Intel HD Graphics topper ved 16 eksekveringsenheder og 1.150 Mhz. Med indførel-sen af Haswell eksploderer det til 40 enheder og 1.300 MHz. Det er et pænt stykke over det dobbelte af den rå computerydelse.

Men der er mere endnu. Intel har også tilføjet en valgfri 128 MB blok edram til Haswell. Det er en separat skive silicium, der er knyttet til den samme pakke som resten af processoren, og den fungerer som en delt L4-cache for både grafikken og cpu-kernerne. Men en af den vigtigste roller er at omgå den måske største flaskehals for integreret grafikydelse: båndbredde.

Vi må vente os se, nøjagtig hvor stor forskel det faktisk gør for ydelsen. Vi har endnu ikke haft fingre i en fungerende Haswell-processor med edram-chippen, men selv på papiret halter den lidt bagefter en diskret mellemklasse-grafikchip, når det gælder rå hu-kommelsesbåndbredde.

Imidlertid findes der et væld af lidt forskellige grafikkerner med Haswell. Udgaven med edram og 40 eksekveringsenheder er en af to nye kerner fra det nye mærke Intel Iris. Det vil sige Intel Iris Pro 5200. Fjern edram, men behold alle 40 enheder, så har man Intel Iris 5100. Behold stadig de 40 kerner, men skru frekvensen lidt ned fra 1.300MHz til 1.100 MHz, og Iris-navnet bliver droppet til fordel for gode, gamle Intel HD Graphics 5000.

Gå ned til 20 kerner, men skru frekvensen op til 1.350 MHz, og vi har Intel HD Graphics 4600, der er i alle de tre chips, vi foreløbig har testet.

Der findes andre variationer, men vi frygter, at det blik begynder at flakke. Nej, vi ved ikke, hvem der finder på dette nonsens, men vi kan kun formode, at deres primære formål er at gøre brandingen så forvirrende som muligt. Det mindste, de kunne gøre, var da at kalde alle enheder med 40 kerner for Iris, ikke?

Selve kernerne

Fred med det. Det er en temmelig vigtig del af Haswell, som vi endnu har til gode at tage op. Selve cpu-kernerne. Det er et vidnesbyrd om Intels prioriteringer, at kernerne kommer sidst i denne artikel, og at der faktisk ikke er ret meget at sige om dem.

Bevares, der findes en liste over justeringer, som vi kunne gennemgå med en tættekam. Vi kunne for eksempel forklare, hvordan Intel har masseret Haswells forside for at opnå bedre branch prediction. Intel har også forbedret Haswells instruction level parallelism (ILP) ved at øge størrelsen for forskellige dataniveau-strukturer, herunder out-of-order-vinduet og in-flight-belastning og lagring. Intel har også tilføjet et par eksekveringsporte, hvilket bringer det samlede antal op på otte og tilføjet de obligatoriske ekstra flydende kom-ma-instruktioner, kendt som AVX2.

Men det er stadig stort set den samme eksekverings-engine som før med den samme 14 til 19-trins pipeline som Ivy Bridge. Og det betyder, at i langt hovedparten af tiden yder den en tilsvarende mængde arbejde pr. clockcyklus.
Det fører os til, at clockfrekvenser og kerner er den bedste vej til forbedring af ydelsen – bortset fra, at Intel ikke har gjort det. Topmodel-len, Intel Core i7-4770K, har den samme 3,5-standardfrekvens som forgængeren, Core i7-3770K. Og som forgængerens forgænger, Core i7-2700K.

Antallet af kerner er heller ikke ændret synderligt. Vi taler stadig om et maksimum på fire kerner for Intels mainstream-sokkel (der i øvrigt er blevet ændret igen). Det betyder alt sammen, at man skal gå helt tilbage til for eksempel Intel Core i7-875K for at finde en sammenlignelig chip fra Intel, der leverer mærkbart ringere ydelse.

På den ene side afspejler det blot, hvor gode Intels cpu-kerner er blevet. På den anden viser det, at Intel ikke længere er rede til at bruge sine transistorer på cpu-baseret ydelse. Haswell Core i7-4770K har cirka dobbelt så mange transistorer som Core i7-875K, men de er begge quad core. Intel har lagt hovedparten af den ekstra kompleksitet i en grafikkerne, og dens ydelse vil gå let hen over de fleste pc-ejere. I øvrigt er 4770K meget mindre end 875K (177mm2 versus 296mm2).

Intel bruger altså blot færre penge på desktopchips, samtidig med at de samme høje priser stadig gælder. Intel vil selvfølgelig indvende, at der findes en LGA2011-sokkel til seriøs desktopydelse, men selv den er ved at stagnere.
Den sidste del af Haswell-pusle-spillet omfatter den supporterende platform.

Med Haswell følger endnu en ny sokkel. Således avlede LGA1156 LGA1155, og nu har vi LGA1150. Igen må det uundgåeligt ødelægge enhver chance for bagudkompatibilitet. Man kan ikke blot opgradere en eksiste-rende pc med et sæt Haswell-chips; nu skal man i det mindste bruge et nyt bundkort.

Sådan ligger landet. Intels nye Haswell-processorer klædt af til skindet. Aldrig før har vi i den grad været i syv sind, når det gælder en Intel-cpu. Til mobile systemer er den virkelig spændende. Vi elsker tanken om tablets med desktop-processorkraft. Når det gælder desktopmaskiner: Du kan selv læse vores individuelle chipvurderinger på de næste sider. Men vær beredt: Det er ikke smuk læsning.

Hvis Haswell som chip ikke duer tildesktoppen, kan de nye chipsæt så redde den?

Intels nye Haswell-processorer gør ikke meget ud af at vise vejen fremad for desktopprocessorer, men de bliver ledsaget af en række nye 8 Series-chipsæt. Kan disse chipsæt virkelig genoprette balancen?

Blandt de vigtige chipsæt finder vi Z87 (der erstatter den nuværende favorit, Z77), H87 og H81. Vi fokuserer især på Z77, og der er en del gode nyheder. Det omfatter en lidt mindre kompleks chip end den gamle Z77. Det skyldes, at Intel har flyttet endnu mere funktionalitet over på Haswell-processoren.

Interfacene for den integrerede grafik er nu i høj grad flyttet over på kredsløbet. Displayport-interfacet understøtter nu opløsninger op til 3840 X 2160. Det gør det for eksempel kompatibelt med Asus’ nye 4K 32”-skærm. Interessant.
Z87 PCH er faktisk fysisk mindre end Z77, men det har ikke forhindret en stigning i visse specifikationer. Alle seks SATA-porte er nu på fuld 6 Gbps. Hurra for det.

Der er også support af seks USB 3.0/porte. Labert. Bortset fra det er der enten intet nyt eller justeringer og ændringer af eksisterende funktioner. Hukommelsen understøtter blokke af ddr3 op til 1.600 MHz, der er support af ét 16-lane-pci-e-grafikkort eller to 8-lane-kort, og der findes en mængde ændret Intel-teknologi, herunder Rapid Storage, Rapid Start og Smart Connect.

Er det nok til at gøre Haswell spændende på den trofaste gamle desktop? Ærlig talt, nej. Der kan f.eks. være seks 6 Gbps SATA-porte. Men selv 6 Gbps SATA kan ikke hamle op med med de hurtigste ssd’er på markedet. Det er også værd at bemærke, at tidlige C1-ændringer af Z87-PCH har en bug, der giver problemer med enheder, der er forbundet via USB 3.0, når maskinen vækkes fra slumretilstand.

Det har man gjort et stort nummer ud af, men det er ikke noget nyt problem – enheder, der skal afkobles fysisk og tilsluttes igen, er temmelig almindelige. Under alle omstændigheder er det løst med med den nye C2, der flytter fra chipsættet. Hvis der er et problem, venter man et par måneder, til C1-bundkortene er blevet udrenset fra forhandleren, hvorefter man trykker på aftrækkeren.

Kan AMDs nye Steamroller-cpu’er knuse Haswell?

Ønsker om forbedret mobilitet kan i vid udstrækning forklare, hvorfor Intels Haswell-chips skuffer som desktopprocessorer, men det er ikke det hele.

En større bidragyder er AMDs manglende evne til at sikre, at Intel er ærlig. Det er umuligt at vide, nøjagtig hvordan verden ville se ud, hvis AMD havde mere konkurrencedygtige cpu’er, men vi er ret sikre på, at Intel kan levere meget mere, end man gør i øjeblikket, når det gælder ren cpu-kraft. Intels mainstream-chips har trods alt hængt fast på fire kerner i adskil-
lige år, og disse mainstream-cpu’ers fysiske størrrelse (og deraf følg-
ende produktionspriser) er blevet reduceret. Det betyder, at Intel kan tjene flere penge pr. chip.

Uden AMD til at tvinge Intel til at give os alle noget bedre kan man vanskeligt bebrejde Intel for at spinde guld på forspringet. Det er et foretagende med aktionærer, og det har kun en eksistensberet-tigelse: at generere overskud til disse aktionærer. Derfor har vi et desperat behov for, at AMD giver Intel et spark bagi i form af nogle hurtigere cpu’er. Den gode nyhed er naturligvis, at

Intels nuværende taktik med fortrinsvis at stå stille giver AMD en bedre chance for at komme med. Der er stadig langt endnu, men vi har grund til at håbe, at AMDs kommende Steamroller-arkitekturændring kan løse opgaven. AMD arbejder i hvert fald målrettet på at ændre den værste svaghed i de aktuelle FX-desktop-processorer: single-threaded ydelse.

Problemet er AMDs udspekule-rede modulære arkitektur. Hvert modul deler måske for megen hardware på tværs af et par eksekveringskerner. Steamroller skal ordne det ved hjælp af et skifte til uafhængige kode-engines til hver heltal-engine i et Bulldozer-modul.

Afhentning af instruktioner er stadig delt over et par heltal-enheder, og det samme gælder flydende komma-enheden, men Steamroller er et markant skridt i den rigtige retning. Den skulle komme i begyndelsen af næste år til desktoppen. Og der er et stort behov for den, både for AMD og for pc-markedet som helhed.

… opregne de nye cpu’er?

Haswell er kommet. Det er ikke særlig spændende for desktoppen, men hvis du alligevel er ude efter en ny cpu, bør den stå på din ønskeseddel.

Hvilke modeller findes der? På den mobile side er der en bunke dual- og quad core-modeller. Quad’erne hører til H- og M-familierne, med førstnævnte udstyret med den højtbesungne Iris Pro grafik til maksimal 3D-ydelse. Intel Core i7-4800MQ, 4900MQ og 4930MX har høje clockfrekvenser, men de har kun den langsommere Intel HD Graphics 4600 3D-kerne. 4950HQ og 4850HQ har lavere frekvenser, fire kerner og Iris Pro 5200-grafik. Som om det ikke er forvirrende nok, overlapper priserne lidt. Man vil typisk købe dem som del af en laptop, og de nøjagtige tal er derfor ikke synderlig relevante.

På desktopside er der en anselig bunke quad core i7- og i5-chips til rådighed, men kun den ene dual core-model. På nær én har de alle Intel HD Graphics 4600, så det er nemt nok at huske. Lige nu, i hvert fald. I bunken finder vi en del strømsvage chips, men dem springer vi over, for de er kun pengene værd i meget specifikke scenarioer.

Vi begynder nedefra: Intel Core i5-4750T med to kerner, fire threads, 2,9 GHz baseclock og 3,6 GHz Turbo. Så er der 4570: fire kerner, fire threads, 3,2 Ghz/3,6 GHz. Endelig er der 4670K, igen med fire kerner og fire threads, 3,4 GHz/3,8 GHz og en ulåst multiplikator til overclocking.

Næste nummer er den første Core i7-chip, 4770. Ligesom i7 har den fire kerner, men otte threads og 3,4 GHz/3,8 GHz Så er der topmodellen, 4770K med fire kerner, otte threads og 3,5 GHz/3,9 GHz.

Vi har testet tre af de nye Haswell-processorer:

Intel Core i7-4770K
Intel Core i5-4670K
Intel Core i5-4570

Læs testene her: