Haswell

Allikas: Vikipeedia
Haswell
Toote kood 80646 (desktop)
L1 cache 64 KB tuuma kohta
L2 cache 256 KB tuuma kohta
L3 cache 2 MB kuni 8 MB (jagatud)
GPU HD Graphics 4200, 4400,4600, 5000, Iris 5100 või Iris Pro 5200; 200 MHz kuni 1.3 GHz
Sokkel LGA 1150, rPGA 947, BGA-1364



Intel Haswell "wafer" nõelaga.

Haswell on koodnimetus Inteli 4. põlvkonna Intel® Core™ protsessori perekonna mikroarhitektuurile[1]. Haswell on Sandy Bridge ja Ivy Bridge mikroarhitektuuride järeltulija. Nagu Ivy Bidge, kasutab ka Haswell 22-nanomeetrilist tehnoloogiat ning töötab Inteli uute protsessori perekondade väljalaskmise „tick-tock“ mudel järgi kui „tock“[2]. Protsessorite ametlik väljalaskekuupäev oli 4. juuni 2013. Haswellile järgnevad mikroarhitektuurid nimetustega Broadwell, Skylake ja Skymount, mis kasutavad 14 nm ja 10 nm tehnoloogiat[2].

Haswelli mikroarhitektuuriga on tegemist siis, kui protsessorile on märgitud Core i3, i5 või i7, millele järgneb number "4"-ga algav kombinatsioon [3].

Intel tutvustas Haswelliga madala energiatarvidusega protsessorit, mis on disainitud mõeldes eelkõige Ultrabook arvutitele [4], tahvelarvutitele, sülearvutite ja tahvelarvutite hübriididele ning mobiilidele. Olulisteks omadusteks on parem jõudlus ja samaaegselt paranenud aku kestvus võrreldes eelmiste mikroarhitektuuridega [3]. Üksikud protsessorisisesed tuumad võivad kanda informatsiooni 25 protsenti kiiremini võrreldes Ivy Bridge protsessoritega [3].

Energiat säästvateks täiendusteks on kiibistiku üleviimine samale paketile protsessoriga, mille tõttu protsessor kulutab vähem soojust ja saavutab parema võimsusekontrolli, ning tri-gate transistorid (kasutatakse ka Ivy Bridge mikroarhitektuuris). Need täienduste mõju on tugevam eelkõige madala võimsusega seadmete puhul.

Haswelli tegeliku jõudluse paremuse kohta on erinevaid arvamusi, eelkõige lauaarvutite osas.

Disain[muuda | redigeeri lähteteksti]

Haswell on loodud nii serveritele, lauaarvutitele, sülearvutitele, tahvelarvutitele ja mobiiltelefonidele [5].

Intel soovis luua kompaktset lahendust, mis on piisavalt paindlik, et see leiaks kasutust mobiilsetes seadmetes nagu tahvelarvutites, samas sobiks rohkem nõudvatele workstation -arvutitele ja serveritele. Haswell loodi spetsiaalselt selleks, et kasutada optimaalselt energiat ning samal ajal hoida kõrget jõudlust [6]. Säilitatud on enamik Sandy Bridge ja Ivy Bridge arhitektuuri disainist [7].

Teisendid[muuda | redigeeri lähteteksti]

  1. Haswell-DT: LGA 1150 sokkel, lauaarvutitele (Desktop version)
  2. Haswell-MB: PGA tüüpi sokkel, tahvelarvutitele ja Netbook arvutitele (Mobile version)
  3. BGA tüüpi sokkel:
    1. 47 W ja 57 W nõutava jahutusvõimsuse (TDP) klass: Haswell-H - sülearvutitele, 'All-in-One' süsteemidele, Mini-ITX tüüpi emaplaadid (Mobile version)
    2. 13.5 W ja 15 W nõutava jahutusvõimsuse klass (MCP): Haswell-ULT - Notebook arvutitele (Ultra Low TDP)
    3. 10 W TDP klass (SoC): Haswell-ULX - Ultrabook seadmed (Ultra Extremely Low TDP)[8]

Märkused[muuda | redigeeri lähteteksti]

Ainult teatud neljatuumalistel ja BGA R-seeria SKU-del on GT3 (Intel HD 5000, Intel Iris 5100) või GT3e (Intel Iris Pro 5200) integreeritud graafikaprotsessor. Ülejäänud mudelitel on GT2 integreeritud graafikaprotsessor (Intel HD 4X00) [9].

Tahvelarvutite ja Ultrabook platvormide väiksema võimsuse tõttu on Haswell-ULT ja Haswell-ULX saadaval ainult kahetuumalistena. Teised mudelid on saadaval kahe- ja neljatuumaliste variantidena [9].

Jõudlus[muuda | redigeeri lähteteksti]

Võrreldes Ivy Bridge mikroarhitektuuriga:

  1. 6% kiirem jõudlus „single-threading“ protsessis[10].
  2. Kiirem jõudlus „multi-threading“ protsessis [10].
  3. Kehvem hinna ja jõudluse suhe [10].
  4. Lauaarvuti Haswelli teisendid vajavad koormuse all kuni 23% rohkem energiat [11].
  5. 6% tõus järjestikustes protsessori jõudlusprotsessides (kaheksa "teostus"porti tuuma kohta vs. kuus)[10].
  6. Kuni 20% suurem jõudlus Haswell HD 4600 graafikaprotsessoril võrreldes Ivy Bridge'i sisseehitatud Intel HD 4000-ga graafikaprotsessoriga [10].
  7. Umbes 15°C kõrgem protsessori temperatuur[12].
  8. 4.2 GHz taktsageduse ületamine on vaevaline [12].

Suuremad arengud on toimunud aku kestvuse parandamisel ja graafikaprotsessori tuumade muutmisel [3].

Tehnoloogia[muuda | redigeeri lähteteksti]

Vaata ka: Intel HD Graphics

Graafika[muuda | redigeeri lähteteksti]

Enamikul Haswelli protsessoritest on integreeritud HD 4600 kiip [3], vähemal määral HD ja HD 5000. Graafikaprotsessori uuendusteks on integreeritud "on-package" (paketi peal asuv) EDRAM mälu [13]. Võimsamad kiibid pärinevad Intel Iris Graphics kaubamärgi alt. Iris 5100 graafikaprotsessor leidub Inteli 4. generatsiooni Core i7-4000U protsessoriga õhukestes ja kergetes UltraBook arvutites, ning Iris Pro 5200 graafikaprotsessori leiab H ja R seeriate kiipidelt, mis asuvad suuremaid energiakulutusi tegevates sülearvutites ja lauaarvutites (võrreldes eelkäijatega 50% suurem jõudlus 3D graafikatöötluses) [14][15]. Iris graafikaprotsessorid vajavad vähemalt 28 W nõutavat jahutusvõimsust, et oma eeliseid maksma panna. 4. generatsiooni 65W TDPga kiibid on peaaegu kaks korda efektiivsema jõudlusega võrreldes 3. generatsiooni 77 W kiipidega. Kasutades 4. generatsiooni 84 W TDP-ga protsessorit, tõuseb jõudlus 3 korda [15]. Haswelli graafikaprotsessoritel on olemas OpenGL 4, DirectX 11.1 ja OpenCL 1.2, koos suurendatud 4Kx2K [13] resolutsiooniga, toetus ja DisplayPort 1.2 kaks korda suurenenud ülekandekiirus[13] [15].

Ivy Bridge'ilt üle kantud omadused[muuda | redigeeri lähteteksti]

  • 22 nm tootmisprotsess
  • kaks või neli tuuma; graafikakaart, mis jagab viimase taseme vahemälu (LLC) protsessori tuumadega ja töötab mälukontrolleriga (läbi süsteemi "agendi") [16]
  • 3D Tri-gate transistorid
  • 14- kuni 19-etapiline töökäik (instruction pipeline), sõltuvalt kas "tööjuhend" on leitav "mikrooperatsiooni" vahemälust või mitte.
  • L1/L2 vahemälu latentsus [17].
  • Intel Core mikroarhitektuurid toetavad kahe "lõimejuhendi" ühe tuuma kohta täideviimist, et parandada täideviimisel riistvara kasutust [17].
  • Toetus Hyper-Threading tehnoloogiale [16][17].
  • Mikro-operatsiooni (Inglise keeles: Micro-operation) vahemälu on võimeline hoidma 1.5 K "mikro-operatsioone" (µop). (See on spetsiaalne vahemälu , mis hoiab dekodeeritud instruktsioonide mikrooperatsioone [17].)
  • Mobiiltelefoni kiibid on saadaval kahe või neljatuumaliste konfiguratsioonidega, kuid mälu kontrollerid toetavad ainult DDR3L DIMM mälu (võimsam Intel GT3 protsessor) [18].
  • Kahekanalise DDR3 mälu toetus, kuni 32 GB RAM mäluga LG 1150 sokliga variantidel [19].
  • 63 KB (32 KB juhendile + 32 KB andmetele) L1 protsessori vahemälu ja 245 KB L2 protsessori vahemälu ühe tuuma kohta [20].
  • DDR3 ja DDR4 mälu toetus

Uued omadused[muuda | redigeeri lähteteksti]

  • Uus LGA 1150 sokkel lauaarvutitele [21] ja rPGA947 & BGA1364 soklid teistele mobiilsetele (arvuti)seadmetele [22].
  • Integreeritud pingeregulaator (FIVR). Mõned komponendid on viidud emaplaadilt protsessorile [23] ja mitmed pingeregulaatorid on kombineeritud üheks. Sellest tulenevalt on seadmete suurus väiksem. Tulemuseks on üleüldine süsteemi energiavajaduse langus (~20%), võrreldavad protsessori ja graafikaprotsessori võimsused, kuid suurem "käivitumisenergia" vajadus (~10%) [24]. See muudab Haswelli sobivaks mobiilsetele arvutiseadmetele, kus seade on tihti jõudeolekus ja toimub tihe veebilehtede vahetus. FIVR on implementeeritud kui eraldi 13x8 mm "pakendatud" alus, mida toodetakse 90 nm protsessis [25].
  • 25% suurenenud aku kestvus võrreldes Ivy Bridge'iga. Lauaarvutite puhul, kui tegeletakse mängimise, pildi- ja videotöötlusega, on Haswelli kasu väike [24].
  • Madala võimsusega vooluringete kasutus [24].
  • Standby oleku vähenenud energiakasutus: 20 korda väiksem võrreldes eelmise generatsiooniga [24].
  • Madalam minimaalne opereerimispinge (vähendab aktiivset energiakasutust) [24].
  • Uus tehete täideviimisport (integer dispatch port) ja uus mäluport, täideviimisajaks 8 uops tsükli kohta. Täideviimisüksused, mis on kinnitatud vastavatele portidele, on tasakaalustatud ja suurendatud üksiku tsükli 245-bitise SIMD täideviimisega [26].
  • Haswelli uued käsutäitmisjuhised (HNI, sisaldab "Advanced Vector Extensions 2" (AVX2); "vector addressing", BMI1+BMI2, LZCNT ja FMA3 toetus)[27].
  • Olemas on dekodeerimise järjekorra juhis, mis hoiab instruktsioone, kui need on dekodeeritud; ei ole staatiliselt osadeks jaotatud kahe lõimuva tegevuse vahel [28].
  • Z97 (jõudlus) ja H97 (tava) kiibistikud Haswell Refresh ja Broadwell mikroarhitektuurile [29].
  • Uus LGA 2011-3 sokkel X99 kiibistikuga (Haswell-E Halo Platform Enthusiast-Class - turul 2014. teises pooles) [30].
  • Inteli ülekande-sünkronisatsiooni laiendused teatud mudelitel (Inglise keeles: Intel Transactional Synchronization Extensions (TSX)) [31].
  • Graafikaga seotud toetused: Direct3D 11.1, OpenGL 3.2+ [16][32].
  • DDR4 mälu enterprise/server teisenditele (Haswell-EX)[33] ja Enthusiast-Class Desktop Platform Haswell-E teisenditele [34].
  • Varieeruv protsessori sisemine baassagedus, näiteks LGA 2011 puhul [35].
  • Neli versiooni integreeritud graafikaprotsessorist: GT1, GT2, GT3, 40 "täideviimisüksust" ja GT3e. Ivy Bridge'il on maksimaalselt 16 "täideviimisüksust". GT3e versioon 40 "täideviimisüksusega" ja 128 MB DRAM-ga (eDRAM), nimega Crystal Well, on ainult saadaval mobiilsetes H-SKU-des ja lauaarvuti (ainult BGA) R-SKU-des. eDRAM on Level 4 vahemälu, mida jagatakse dünaamiliselt alusel graafikaprotsessoriga ja protsessoriga, ning tegutseb kui "ohver" vahemäluna protsessori L3 vahemälule [36][37][38][39]
  • Toetus Thunderbolt ja Thunderbolt 2.0 tehnoloogiale [40][41].
  • Uus voolusäästev süsteem.
  • 37, 47, 57 W nõutava jahutusvõimsusega (TDP) mobiili protsessoritele [18].
  • 35, 45, 65, 84, 95 ja 130–140 W (Inteli High-end Desktop, Haswell-E) jahutusvõimsusega lauaarvuti protsessorid[18].
  • 15 W jahutusvõimsusega protsessor Ultrabook platvormi jaoks, kus on vähendatud soojustase, kuid jõudlustase on madalam kui 17 W versioon puhul [15][42].
  • x86 protsessori tuumad [16].

Arvamused[muuda | redigeeri lähteteksti]

Väidetakse, et kuigi madala pingega Haswelli protsessorid on väga ökonoomsed mobiilsete seadmete puhul, on lauaarvutite puhul vastupidine efekt. Intel on optimiseerinud uue mikroarhitektuuri mobiilsete arvutiseadmete jaoks, kuid lauaarvutitele see ei sobi[11].

Võrreldes Inteli HD 4600 graafikaprotsessorit HD 4000 ja HD 2500-ga näitavad jõudlustestid (ka võimsamate arvutimängude jooksutamisel) 1366 x 768 ekraani resolutsiooniga tavalistes sülearvutites, et uuem protsessor on 40-50 % suurema jõudlusega, kuid lauaarvutites jõudlus langeb [43].

Testides UltraBooke ja teisi tavalisi ning kergeid sülearvuteid (näiteks MaBook Air, Sony VAIO Pro 13, Schenker Notebooks XMG A523) leitakse, et aku kestvus on suurenenud ning energiakasutuse ja jõudluse suhe on tõusnud märgatavalt [44].

Vaata ka[muuda | redigeeri lähteteksti]

Viited[muuda | redigeeri lähteteksti]

  1. An Introduction to the 4th Generation Intel® Core™ Processor Intel.com http://software.intel.com/en-us/articles/an-introduction-to-the-intel-4th-generation-core-processor Vaadatud: 8.12.2013
  2. 2,0 2,1 Intel Haswell, webopedia.com http://www.webopedia.com/TERM/I/intel_haswell.html Vaadatud: 8.12.2013
  3. 3,0 3,1 3,2 3,3 3,4 Everything You Need to Understand About Haswell, Intel's Fourth-Generation Processor, ibtimes.com http://au.ibtimes.com/articles/513016/20131011/intel-haswell.htm#.UqeVLieNfZc Kasutatud: 11.12.2013 (inglisekeelne)
  4. Intel formally announces 'Haswell' processor family, electronista.com Vaadatud:8.12.2013
  5. IDF 2012: Intel Haswell Architecture Revealed, pcper.com http://www.pcper.com/reviews/Processors/IDF-2012-Intel-Haswell-Architecture-Revealed Vaadatud: 8.12.2012
  6. Intel’s Haswell : The Main Attraction in Computex Trade Show, hitechtrends.com http://www.hitechtrends.com/2013/05/intel-haswell.html Vaadatud:8.12.2013
  7. IDF 2012: Intel Haswell Architecture Revealed, pcper.com http://www.pcper.com/reviews/Processors/IDF-2012-Intel-Haswell-Architecture-Revealed Vaadatud 8.12.2013
  8. Intel Haswell and Broadwell Microprocessor Variants Detailed – Broadwell Compatible with Socket LGA1150, wccftech.com http://wccftech.com/intel-haswell-broadwell-microprocessor-variants-detailed-broadwell-compatible-socket-lga1150/ Vaadatud 8.12.2013
  9. 9,0 9,1 Intel Iris & Intel Iris ProGraphics: Haswell GT3 and GT3e Gets A Brand, anandtech.com http://www.anandtech.com/show/6926/intel-iris-iris-pro-graphics-haswell-gt3gt3e-gets-a-brand Vaadatud: 8.12.2013
  10. 10,0 10,1 10,2 10,3 10,4 CPU world: Intel Core i5-3570K vs i5-4670K, cpu-world http://www.cpu-world.com/Compare/579/Intel_Core_i5_i5-3570K_vs_Intel_Core_i5_i5-4670K.html Vaadatud: 8.12.2013
  11. 11,0 11,1 Intel Core i7-4770K CPU Review. Intel Haswell for Desktops: Ruin of Our Hopes?, xbitlabs.com http://www.xbitlabs.com/articles/cpu/display/core-i7-4770k_11.html Vaadatud:8.12.2013
  12. 12,0 12,1 http://www.bit-tech.net/news/hardware/2013/06/06/haswell-heat/ Vaadatud: 8.12.2013
  13. 13,0 13,1 13,2 http://www.digitaltrends.com/computing/haswells-hd-4600-graphics-tested/ Kasutatud: 11.12.2013 (inglisekeelne)
  14. http://gizmodo.com/intel-iris-integrated-graphics-are-finally-awesome-486483980 Kasutatud: 11.12.2013 (inglisekeelne)
  15. 15,0 15,1 15,2 15,3 http://www.slashgear.com/intel-iris-graphics-detailed-for-4th-gen-core-haswell-chips-02280244/ Kasutatud: 11.12.2013 (inglisekeelne)
  16. 16,0 16,1 16,2 16,3 http://www.xbitlabs.com/news/cpu/display/20111109230549_First_Details_About_Intel_Haswell_Emerge_2_4_Cores_Graphics_DDR3_Low_Power.html Kasutatud: 11.12.2013 (inglisekeelne)
  17. 17,0 17,1 17,2 17,3 http://www.anandtech.com/show/6355/intels-haswell-architecture/6 Vaadatud: 8.12.2013
  18. 18,0 18,1 18,2 http://news.softpedia.com/news/Intel-2013-Haswell-CPUs-Get-Detailed-in-Series-of-Leaked-Slides-233364.shtml Vaadatud: 8.12.2013
  19. http://media.bestofmicro.com/Intel-CPU-Haswell-LGA1150-iGPU,R-J-326287-13.jpg Vaadatud: 8.12.2013
  20. http://www.anandtech.com/show/6263/intel-haswell-architecture-disclosure-live-blog Vaadatud: 8.12.2013
  21. http://www.pcmag.com/article2/0,2817,2421019,00.asp Vaadatud: 8.12.2013
  22. http://vr-zone.com/articles/mainstream-desktop-cpus-future-evolution--more-performance-or-just-more-integration-/13880.html Vaadatud: 8.12.2013
  23. http://news.cnet.com/8301-1001_3-57586165-92/haswell-chip-primer-how-intel-pinches-power/ Vaadatud: 8.12.2013
  24. 24,0 24,1 24,2 24,3 24,4 http://www.extremetech.com/computing/157337-the-haswell-paradox-the-best-cpu-in-the-world-unless-youre-a-pc-enthusiast Vaadatud: 8.12.2013
  25. http://techreport.com/news/24802/leaked-slides-expose-haswell-integrated-voltage-regulator Vaadatud: 8.12.2013
  26. http://www.realworldtech.com/haswell-cpu/4/ Vaadatud: 8.12.2013
  27. http://software.intel.com/en-us/blogs/2011/06/13/haswell-new-instruction-descriptions-now-available/ Vaadatud: 8.12.2013
  28. http://www.anandtech.com/show/6355/intels-haswell-architecture/6 Vaadatud: 8.12.2013
  29. http://www.legitreviews.com/intel-desktop-processor-and-chipset-roadmap-leaked-for-2013-and-2014_15684 Vaadatud: 8.12.2013
  30. http://www.legitreviews.com/intel-haswell-e-halo-platform-will-have-8-cores-ddr4-x99-chipset-and-more_15686 Vaadatud: 8.12.2013
  31. http://software.intel.com/en-us/blogs/2012/02/07/transactional-synchronization-in-haswell Vaadatud: 8.12.2013
  32. http://www.anandtech.com/Gallery/Album/2291#18 Vaadatud: 8.12.2013
  33. http://www.fudzilla.com/home/item/26647-intel-to-introduce-ddr4-memory-with-haswell-ex-server-platform Vaadatud: 8.12.2013
  34. http://www.guru3d.com/news_story/intel_roadmap_shows_haswell_ehaswell_refresh_and_skylake.html Vaadatud: 8.12.2013
  35. http://news.softpedia.com/news/Intel-to-Officially-Enable-Better-Overclocking-in-Haswell-293719.shtml Vaadatud: 8.12.2013
  36. http://www.anandtech.com/show/6993/intel-iris-pro-5200-graphics-review-core-i74950hq-tested/3 Vaadatud: 8.12.2013
  37. http://ark.intel.com/products/codename/51802/Crystal-Well Vaadatud: 8.12.2013
  38. http://www.anandtech.com/show/5771/the-intel-ivy-bridge-core-i7-3770k-review Vaadatud: 8.12.2013
  39. http://www.anandtech.com/show/6355/intels-haswell-architecture/12 Vaadatud: 8.12.2013
  40. http://www.eteknix.com/asrock-get-first-thunderbolt-certified-haswell-motherboard-bragging-rights/ Vaadatud: 8.12.2013
  41. http://www.anandtech.com/show/7049/intel-thunderbolt-2-everything-you-need-to-know Vaadatud: 8.12.2013
  42. http://www.theverge.com/2012/9/5/3293617/intel-haswell-10-watt-tdp-idf-2012 Vaadatud: 8.12.2013
  43. http://www.digitaltrends.com/computing/haswells-hd-4600-graphics-tested/ Kasutatud: 11.12.2013 (ingliskeelne)
  44. http://www.pcadvisor.co.uk/buying-advice/laptop/3463734/best-haswell-laptops-group-test/ Kasutatud: 11.12.2013 (inglisekeelne)