Intel Ivy Bridge, nova generacija Intel desktop procesora

Miloš Stamenković Nakon više pomeranja datuma izlaska, Intel je konačno i zvanično predstavio Ivy Bridge generaciju procesora koju kompletna IT javnost već izvesno vreme očekuje. Iako je najavljeno unapređenje performansi u situaciji „klok za klok“ u rasponu od 5 do 15 procenata, što i nije impozantan pomak, od Ivy Bridge procesora se ipak očekuje dosta. Intel već nekoliko godina primenjuje dosta agresivni „Tick-Tock“ plan razvoja, koji generalno znači da se svake godine dobija nova serija procesora. „Tock“ korak označava primenu nove arhitekture sa već standardnim proizvodnim procesom, dok „Tick“ predstavlja lagana unapređenja postojeće arhitekture sa prelaskom na novi, „sitniji“ proizvodni proces. Ukoliko u proceduru dodamo i činjenicu da Intel ima dve odvojene platforme, jasno je zbog čega na gotovo svakih šest meseca imamo priliku da testiramo neke nove procesora iz Intela.
Sam Ivy Bridge, kao direktni naslednik Sandy Bridge jezgra predstavlja „Tick“ korak, ali ovoga puta su modifikacije unutar procesora nešto veće nego što bi to bilo očekivano. Ivy Bridge donosi određene modifikacije na CPU delu procesora, ali i dosta veća unapređenja po pitanju GPU jedinice. Tako se od integrisane grafike u Ivy Bridge procesorima očekuje da ponudi i do 50 procenata veće performanse  u odnosu na Sandy Bridge ekvivalent. Upravo zbog ovih unapređenja, Intel naziva Ivy Bridge „Tick+“ korak, jer su modifikacije na grafičkom jezgru daleko veće od standardnih modifikacija koje su napravljene na CPU jedinici.

Performanse integrisane grafike su za Intel uvek bile slaba tačka, a smeštanje GPU jedinice na jezgro procesora nije donelo dovoljan skok performansi da bi u tom segmentu bile dovoljno konkurentne. Sa Ivy Bridge jezgrom se očigledno želi dodatno smanjiti jaz između onoga što nudi konkurencija po pitanju integrisane grafike, pa je stoga i normalno što su GPU unapređenja mnogo veća u odnosu na centralni deo procesora. Naravno, pored GPU modifikacija, veoma značajna stavka koju donosi Ivy Bridge je prelazak na novi 22nm proizvodni proces koji treba da obezbedi manji TDP, manje troškove proizvodnje i neizbežno veću overkloking marginu, odnosno bar bi tako u teoriji trebalo da bude. Osnovni detalji Bazični detalji vezani za arhitekturu Ivy Bridge jezgra se mogu podeliti na dva dela: korekcije na CPU delu jezgra i modifikacije na GPU jedinici. Naravno, primarna stvar pri svakom „Tick“ koraku je prelazak na novi 22nm proizvodni proces. Svako „usitnjavanje“ dovodi do smanjenja TDP-a i potrošnje energije, pa bi tako Intel sa Ivy Bridge jezgrom trebao da ponudi svoj prvi „quad-core“ procesor sa TDP-om od 35W. Pored smanjena potrošnje, 22nm proizvodni proces donosi i mogućnost  podizanja maksimalne brzine procesora, uz logičan rast overkloking mogućnosti.

Intel na samom startu Ivy Bridge puta neće ići sa mnogo većim frekvencijama u odnosu na Sandy Bridge, pa tako najjači model Core i7 3770K radi na 3.5 GHz uz maksimalni turbo takt na 3.9 GHz. U poređenju sa Sandy Bridge taktovima, ovo i nije velika razlika. Očigledno da je Intel smatrao da je boljitak performansi koje donose sama unapređenja jezgra za sada dovoljan, i da nema potrebe ići sa značajno većim taktovima. Pored ovih karakteristika, novi 22nm proizvodni proces Intelu donosi i primetnu uštedu. Broj tranzistora kod Ivy Bridge jezgra je 1,4 milijardi, što je solidan rast u odnosu na 1,16 milijardi koliko ima Sandy Bridge. Međutim, zahvaljujući 22nm proizvodnom procesu, površina Ivy Bridge jezgra je skoro dupla manja u odnosu na Sandy Bridge, što automatski znači da se može proizvesti više procesora po „wafer-u“, a to opet implicira i manje ukupne troškove proizvodnje.

Ipak, samo usitnjavanje na 22nm proizvodni proces nije jedini novitet, već je Ivy Bridge prvo jezgro koje koristi Intel „Tri-Gate“ tranzistore. Sistem koji se krije iza „Tri-Gate“ oznake u stvari predstavlja novu tehnologiju „pakovanja“ tranzistora. U odnosu na standardni način, gde se tranzistori pakuju u istoj liniji i na istoj ravni (planarno), novi Tri-Gate sistem poseduje „3D peraje“ koje ima tri strane umesto samo jedne. Ovaj pristup omogućava da tranzistori na većoj površini kontrolišu protok struje, čime se dobijaju bolje performanse pri promeni stanja, uz manju potrošnju energije.  Uvođenje „Tri-Gate“ tranzistora je bilo gotovo neophodno, jer bi klasičnim 22nm proizvodnim procesom već bilo problematično spakovati veliki broj tranzistora na malom prostoru, a pri tome očuvati adekvatnu efikasnost samih tranzistora. Primena „Tri-Gate“ tehnologije omogućava Intelu da ostvari pomenute uštede u proizvodnji, ali i mogućnost daljeg razvoja 22nm proizvodnog procesa.

Ako znamo da „Tick“ korak treba da predstavlja laganu modifikaciju postojeće arhitekture, ostaje pitanje zbog čega Ivy Bridge ima za 20% veći broj tranzistora. Kada je CPU jedinica u pitanju, Ivy Bridge se drži ove formule. Unapređenja u jezgru postoje, ali ona se uglavnom odnose na doterivanje i sređivanje, dakle bez većih korekcija. Ipak, i ove modifikacije donose unapređenje performansi, pa tako Ivy Bridge procesori u odnosu na Sandy Bridge nude oko 5 do 10 procenata bolje performanse na istom radnom taktu. Logično, razlika nije alarmantna, ali je to tačno po „Tick“ planu. Ne treba zaboraviti dobitak u manjoj potrošnji i većim overkloking dometima. Ipak, ono na šta su „otišli“ tranzistori u Ivy Bridge procesorima je GPU jedinica. Upravo zbog tih većih GPU promena, Intel u svojim prezentacijama označava Ivy Bridge kako „Tick+“ korak, jer je GPU  pretrpeo mnogo veće modifikacije u odnosu na CPU deo procesora. Broj izvršnih jedinica GPU-a je povećan sa 12 kod Sandy Bridge-a na 16, što automatski znači da GPU deo sada zauzima veći deo celog Ivy Bridge procesora. 
Odnos između CPU i GPU sekcija nije još uvek isti, ali je kod Ivy Bridge-a GPU jezgro po svojim dimenzijma dosta prišlo CPU delu. GPU u Ivy Bridge procesoru donosi podršku za OpenCL 1.1, DirectX 11 i OpenGL 3.1, što konačno stavlja Intel GPU rešenja na isti nivo sa konkurencijom, bar kada je u pitanju spisak mogućnosti. Pored činjenice da GPU u Ivy Bridge-u ima više jedinica, one su dodatno optimizovane tako da sada nude za čak 50% bolje performanse u kritičnim „shader“ operacijama, što na kraju rezultuje značajno boljim ukupnim performansama GPU-a.

Kao dodatni bonus, Intel je dodao posebni L3 keš za GPU jedinicu, iako ona i dalje može da pristupa L3 kešu procesora. Ovaj mali L3 keš omogućava GPU jedinici da mnogo brže pristupa podacima koji su često u upotrebi, bez potrebe da se ide preko „Ring BUS-a“, što dodatno povećava GPU performanse. „QuickSync“ funkcija je bila jedna od zanimljivijih kod Sandy Bridge procesora, jer je omogućavala ubedljivo najbrži video enkoding. Sa Ivy Bridge-om, „QuickSync“ je još brži jer je GPU jedinica mnogo brža, tako da se i performanse video enkodinga podižu da viši nivo. Interesantno, takt GPU jedinice u Ivy Bridge procesoru je malo niži od onog u Sandy Bridge-u, ali je Intel očigledno hteo da smanji potrošnju energije (bitno kod notebook računara), jer su performanse već dosta povećane. Z77 čipset „Sedmu“ seriju Intel čipsetova predvodi Z77, kao direktni naslednik do sada aktuelnog LGA1155 rešenja u vidu Z68. Pored najjačeg Z77 čipseta, Intel u ponudi ima Z75 i H77 varijante koje se međusobno razlikuju tek po nekim, istina bitnim karakteristikama. Iako je sama razlika oko broja u oznaci dosta veća, nova generacija čipsetova u realnosti donosi tek minimum noviteta. Intel je konačno rešio da kroz čipset u potpunosti podrži USB 3.0 standard, pa tako Z77, Z75 i H77 po prvi put imaju „native“ USB 3.0 podršku za maksimalno četiri porta.

Naravno, kao i ranije, proizvođači matičnih ploča imaju izbor da broj USB 3.0 portova prošire dodavanjem dodatnih kontrolera, ali sada bar za osnovnu USB 3.0 podršku nije potrebno implementirati neki od standardnih NEC ili ASMedia USB 3.0 rešenja. Druga bitna stvar se može nazvati kao „već polu-viđena“, a radi se zvaničnoj PCI Express 3.0 podršci. Već prethodna generacija matičnih ploča je imala PCI Express 3.0 podršku, istina nezvaničnu, ali to nije bilo od neke koristi jer jednostavno nije bilo ni procesora ni grafičkih karti koje podržavaju novi standard. Istina, i sada procesor još uvek nije dostupan, ali kada bude, imaćemo sva tri dela PCI Express 3.0 slagalice. 

U realnosti se teško može očekivati neki značajniji iskorak po pitanju performansi. Stvar može biti eventualno drugačija samo kod multi GPU primena, kada se u sistemu nalazi dve ili više grafičkih karti. Od ostalih stvari treba napomenuti da je SRT tehnologija (SSD keširanje) ponovo tu, odnosno zvanično je podržana na Z77 i H77, dok Z75 neće imati aktiviranu ovu opciju. Broj podržanih SerialATA 6 Gb/s portova je ostao isti, dakle dva, i to u kompletnoj ponudi svih varijanti čipsetova. I to je generalno to kada su u pitanju noviteta koja donosi Z77, nema ih mnogo, što je i logično jer sve manje posla ostaje čip(set)u da obavlja, sve je već odavno preseljeno u samo jezgro procesora.
 
  










  





 
Rezultati integrisanih grafika:
 





 
Evo i tabelarnih pregleda za one koji žele da na taj način uporede rezultate:


 Primarno poređenje performansi Ivy Bridge arhitekture je logično sa Sandy Bridge procesorima, jer je to najbolji način da se direktno kroz rezultate vidi da li i u praksi ima deklarisanih unapređenja. Ivy Bridge procesor koji smo koristili za test nosi oznaku Core i5 3570K, što u prevodu sa oznake znači treća generacija Core procesora, bez Hyper-Threading-a i sa otključanim množiocem. Naravno, Intel u ponudi ima celu lepezu modela počevši od najjačeg Core i7 3770K na 3.5 GHz pa sve do Core i5 3450S na 2.8 GHz, i kasnije naravno Core i3 modela. Sa procesorima koji su dostupni u momentu prezentacije, razlike se svode na prisustvo HyperThreading-a, GPU-a i radnog takta (plus turbo frekvencija).
Takođe, preporučene Intel cene su na veoma sličnom nivou kao i kod Sandy Bridge procesora, pa tako kupovina Ivy Bridge modela onima koji tek treba da pređu na LGA1155 platformu ne bi trebalo da predstavlja neki dodatni trošak. Za one koji već poseduju LGA1155 procesor, situacija je nešto malo drugačija, jer je uvek pitanje da li prelazak na novu generaciju može da se opravda kroz performanse.

Ukoliko pogledamo tabele sa rezultatima, stvari su jasne. Modifikacije koje poseduje Ivy Bridge jezgro očigledno daju rezultate, pa je tako novi procesor za nijansu brži od Sandy Bridge-a. Za što direktnije poređenje dva procesora, koristili smo Core i7 2600K kojem smo isključili HyperThreading. Kako Core i7 2600K i novi Core i5 3570K radi na istom nominalnom taktu od 3.4 GHz, bilo je neophodno samo još isključiti „turbo“ opciju kako ne bi dolazilo do razlike u radnim taktovima. Prvo poređenje na koje može obratiti pažnju je brzina keš memorije, gde možemo videti da su razlike između dva procesora minimalne i generalno zanemarljive. Jedino što je malo interesantnije se odnosi na činjenicu da bi L3 keš kod Ivy Bridge procesora trebao da bude malo brži, ali to izgleda ipak nije usled dodatnog „latency“ ciklusa koji novi keš poseduje. No, iako se u ovom poređenju ne vidi neka prednost Ivy Brigde procesora, to se može primetiti u nekim drugim testovima. Na primer, x264 kompresija je sada brža, QuickSync takođe radi primetno brže, tako da se ipak određeni deo Ivy Bridge modifikacija preslikava i na realne performanse.

Sa druge strane, razlika nije ni blizu dovoljna da bi se opravdao prelazak sa Sandy Bridge procesora na novije modele. Naravno, nismo zaboravili pitanje GPU performansi, jer po ovom pitanju Ivy Bridge nudi dosta više. Skok performansi je veoma evidentan, čime se performanse integrisane grafike podižu na viši nivo, koji nije toliko daleko od najjeftinijih grafičkih karti. Tako se Intel sa Ivy Bridge jezgrom i trećom generacijom svoje integrisane grafike u dobroj meri približio nivou performansi koje nudi konkurentsko rešenje. Nije još uvek tu, ali je dosta blizu. Overkloking dometi Neizbežna komponenta pri svakom testu nove generacije procesora su overkloking domenti, a kada je u pitanju Ivy Bridge, tu se definitivno mnogo očekivalo. U teoriji, sitniji proizvodni proces, zajedno sa novim „Tri-Gate“ tranzistorima trebao bi da obezbedi Ivy Bridge procesorima dosta manji radni napon i potrošnju energije, odnosno potencijalno veće overkloking mogućnosti u odnosu na Sandy Bridge procesora. Ovo prvo, dakle manji radni naponi i potrošnja energije, je stvar koja definitivno stoji. Tako Core i5 3570K radi na nominalnom naponu od samo 1.05V, što je gotovo za četvrtinu manje od default napona za Core i7 2600K, pa se bez problema može reći da su očekivanja po ovom pitanju zadovoljena. Dotična manja potrošnja koju ostvaruje Ivy Bridge jezgro treba da bude od posebnog značaja na „mobile“ platformama, gde će prelazak na novije procesore definitivno biti značajan korak napred.

Ipak, kako nas u ovom momentu nije briga za „mobile“ karakteristike, upustili smo se pravo u overkloking, i to veoma ambiciozno. Podesili smo parametre standardne za Sandy Bridge i očekivali da ćemo tek onda krenuti dalje. Međutim, prvi izlazak iz BIOSa nije prošao baš najbolje jer sistem nije hteo ni da pusti prvi „post“ ekran. Vratili smo se na početak, jer je bilo očigledno da Ivy Bridge zahteva malo drugačiji tretman. Tako smo krenuli sa taktom od 4 GHz, i kroz prve testove i praćenje temperature stvar je postajala jasnija.

Jednostavno, Ivy Bridge se dosta greje i pored tehnoloških unapređenja koje poseduje. Pored toga, svako povećanje radno napona rezultuje značajnim povećanjem temperature, što je naravno  logično, ali je to ipak slučaj u dosta većoj meri nego što je to slučaj sa Sandy Bridge jezgrom. Jednostavno, sa Sandy Bridge procesorima se mogao dosta opušteno povećati radni napon, a frekvencije od 4.5 GHz se smatraju „za dobar dan“, dok su finalni dometi oko 5 GHz. Sa Ivy Bridge jegrom je definitivno drugačija situacija, jer treba ciljati na najminimalniju moguću voltažu. Startnih 4 GHz je bilo moguće sa nominalnim naponom, što je dobar, ali i očekivan rezultat, obzirom da su i „turbo“ frekvencije veoma blizu. Preko dotičnog takta, napredak je bio sve teži i teži.

Naravno, pokušavali smo i sa većim naponima, svim mogućim parametrima naponske jedinice, ali je bilo očigledno da prva generacija Ivy Bridge procesora nikako neće moći da izjednači overkloking mogućnosti koje ima Sandy Bridge. Uglavnom, posle dužeg period eksperimentisanja, apsolutni maksimum koji smo uspeli da dobijemo je 4.6 GHz pri radnom naponu od 1.225 V. Sve preko toga bi rezultovalo brzom pojavom nestabilnosti usled pregrevanja, jer na ovom taktu Ivy Bridge veoma brzo dolazi do temperature od 90 stepeni, što nikako nije lepo videti. Maksimalno dobar kuler se podrazumeva, ali se čini da to nije baš toliko značajno, jer je kuler tokom testa bukvalno bio hladan. Očigledno da je problem u samoj disipaciji toplote od samog jezgra preko „heatspreder-a“, jer je sada jezgro u 22nm, što znači toplota na mnogo manjem u gušćem prostoru koje se treba osloboditi, a to nije baš tako lako.
Ivy Bridge jezgro je definitivno korak napred u razvoju Intel arhitekture, jer procesor u osnovi isporučuje tačno ono što piše na kutiji. Performanse integrisane grafike su značajno poboljšane, CPU brzina je nešto veća u odnosu na prethodnu generaciju procesora, potrošnja energije je manja, i to je to, nema ništa sporno. Međutim, kada se malo realnije i detaljnije sagleda situacija, možemo videti da se, iako Ivy Bridge jeste korak napred, to neće baš tako preslikati na krajnje korisnike. Mali apsurd Ivy Bridge procesora, bar ovih jačih modela, je činjenica da su najveći dobici u domenu performansi integrisane grafike, a pitanje je ko bi kupio Core i5 ili Core i7 procesor i pri tome koristio integrisani GPU. Onim korisnicima kojima ovo može biti od koristi će biti zainteresovani za neki jeftiniji Core i3, koji će opet imati slabiju varijantu grafike, čim se opet potvrđuje navedena situacija.

Sa druge strane, oni koji su zainteresovani za opciju da svoj LGA1155 procesor zameni sa nekim Ivy Bridge modelom, od novog procesora mogu imati koristi samo ukoliko nemaju želju da overklokuju svoj procesor u nekoj većoj meri. Samo u ovoj situaciji se Ivy Bridge može pokazati kao bolje i optimalnije rešenje. Brzine oko 4.5 GHz se mogu smatrati solidnim overklokom, ali će Ivy Bridge tu već biti na svojoj granici pa treba računati i sa još nešto manjim taktom. Ukoliko ove brzine ispunjavaju vaše overkloking prohteve, onda je Ivy Bridge potpuno validna opcija. Za sve ostale, Ivy Bridge u ovom momentu ne predstavlja primaljivu varijantu, jer se od Sandy Bridge modela dobija više kada je overkloking u pitanju. Ono što je limit za Ivy Bridge, to je standardna overkloking brzina za Sandy Bridge, pa su tu stvari potpuno jasne. Ukoliko korisnik već poseduje Sandy Bridge procesor, nema dovoljno jasnih, opipljivih razloga zbog kojih bi investirao u novi procesor.

Zapravo, kada pogledamo stvari jedini sa dovoljne razdaljine, i razmotrimo kompletnu platformu i celu mašinu, najbitniji razlog za prelazak može se odnositi na PCI Express 3.0 mogućnosti koje donosi Ivy Bridge u paketu sa čipsetovima i matičnim pločama. Naravno, druga strana te medalje je što jedna grafička karta teško može iskoristiti propusnu moć koju nudi PCI Express 3.0, pa samim tim i prednost novog standarda ostaje neiskorišćena. Neka veća razlika se može pojaviti samo u multi GPU konfiguracijama. Opet, za one koji hoće maksimum performansi, zajedno sa multi GPU opcijom, najbolje rešenje je i dalje X79 platforma, dok LGA1155 u Sandy Bridge varijanti ostaje kao optimalno mainstream rešenje kada su performanse u pitanju.

Kada su “ambiciozniji korisnici” u pitanju, Ivy Bridge će očigledno morati malo da sačeka, bar do neke prve veće revizije jezgra, kada overkloking performanse možda postanu nešto bolje. Kada je reč o “običnim korisnicima”, koji se pri tome nisu preterano trudili da prate Intel u revizijama prethodnih arhitektura, i nemaju preteranih ambicija prema overklokingu, nova jezgra sa višim podrazumevanim radnim taktovima su kao stvorena za dobar apgrejd.