La paradoja de Haswell: la mejor CPU del mundo ... a menos que seas un entusiasta de las PC

Disparo de matriz de cuatro núcleos Haswell (parcial)

Haswell de Intel es un poco complicado. Por un lado, este es el chip de un solo subproceso más rápido del mundo, pero por el otro, es difícil emocionarse con un chip que es solo un pequeño porcentaje más rápido, consume más energía y tiene un potencial de overclocking más débil que su predecesor. ¿Dónde le salió mal al maestro fabricante de chips?

Los basicos

Para entender por qué Haswell es tan mediocre, tenemos que volver al principio, a los inicios de Haswell hace unos años. Desde el principio, la microarquitectura Haswell se diseñó desde cero para ser un chip centrado en dispositivos móviles. Si bien existen algunos aumentos intrínsecos al rendimiento de referencia, el hecho es que Haswell simplemente no fue diseñado para escenarios de alta carga y overclocking.

Una de las mayores adiciones de Haswell es la integración completa del regulador de voltaje en el chip de la CPU. En lugar de depender de la placa base para producir una variedad de rieles de alimentación para diferentes partes del chip (controlador de memoria, controlador PCIe, GPU), Haswell tiene un regulador de voltaje totalmente integrado (FIVR) que toma una sola entrada (~ 1.8V) y lo divide en todos los rieles necesarios. El resultado final es una reducción general de la potencia del sistema (~ 20%), potencia de CPU / GPU inactiva comparable, pero un aumento considerable en el consumo de energía de carga (~ 10%).

Consumo de energía inactivo de Haswell (Crédito de la imagen: Anandtech)

Consumo de energía inactivo de Haswell (Crédito de la imagen: Anandtech)

Obviamente, esto hace que Haswell sea ideal para la informática móvil, donde hay mucho inactivo y dando vueltas en las redes. Estos ahorros de energía son tan amplios que podrían equivaler a una mejora del 25% en la vida útil de la batería en comparación con Ivy Bridge. Sin embargo, en el escritorio, donde podría estar jugando, editando fotos o codificando videos, Haswell solo obtiene una victoria de Ivy Bridge.

Overclocking

El regulador de voltaje totalmente integrado y el mayor consumo de energía bajo carga significan que Haswell es en realidad peor que Ivy Bridge en overclocking. Como mencionó nuestro analista de hardware en su revisión de Haswell, Las nuevas partes de Intel luchan por superar los 4.5GHz en el aire, mientras que Ivy Bridge podría alcanzar de manera confiable los 4.7GHz, y algunas partes alcanzan los 4.9GHz. En realidad, el panorama es aún más confuso que eso: los primeros informes sugieren que algunos chips Haswell solo pueden alcanzar los 4,3 GHz, mientras que otros pueden llegar a los 4,7 GHz o más (nuevamente, al aire).

Sin embargo, si miramos el panorama general, el overclocking ha estado muriendo lentamente durante una década. En su mayor parte, la contracción de cada nodo de proceso y la contracción de la matriz que lo acompaña reduce la capacidad de overclock. Esta es solo una restricción fundamental de la física: a medida que los componentes se vuelven más pequeños, no solo aumenta la densidad del transistor (consumiendo más energía) sino que también hay menos área de superficie para irradiar calor. Si toma dos chips teóricos de 3.5GHz, el que tenga el tamaño de matriz más grande será más fácil de enfriar y, por lo tanto, podrá alcanzar overclocks más altos.

Densidad del transistor

Densidad de transistores, desde Nehalem hasta Ivy Bridge. Por eso es difícil enfriar (y overclockear) Ivy Bridge y Haswell.

Puente de hiedra contra Nehalem

Consumo de energía de Ivy Bridge frente a Nehalem, a velocidad de stock frente a overclockeado

Ivy Bridge y Haswell se basan en el proceso FinFET de 22 nm de Intel, pero el regulador de voltaje integrado agrava el problema. También parece que la regulación térmica incorporada de Haswell es mucho más agresiva que Ivy Bridge: donde el Core i7-3770K está feliz de sentarse a 3.7GHz a plena carga a 90C, el Core i7-4770K vuelve a acelerar a 3.5GHz en unos momentos iniciando Prime95.

Dada la amplia gama de overclocks informados, parece que también hay algunos problemas de rendimiento en juego. Básicamente, si desea overclockear Haswell, ore por un buen chip, y recuerde, la prima de potencia (100 vatios o más), para quizás un 20% más de rendimiento, es la más grande hasta ahora para cualquiera de los chips de Intel.

De vuelta a la realidad

Sin embargo, aparte del overclocking, es importante recordar que Haswell sigue siendo el procesador más rápido que Intel haya producido. Por el mismo precio que un chip Ivy Bridge, obtiene un 10% más de rendimiento. La propuesta de overclocking puede no ser tan tentadora, pero en realidad la ventaja del 10% de reloj por reloj de Haswell sobre Ivy Bridge significa que un sistema basado en Haswell a 4.5GHz debería superar a IVB a 4.9GHz.

Puntos de referencia de SiSoft, mostrando Haswell

Puntos de referencia de SiSoft, que muestran la aceleración de AVX2 / FMA3 de Haswell sobre Ivy Bridge

También es muy importante recordar que Haswell es un chip mucho más avanzado que Ivy Bridge. En términos de recuento de transistores, sin tener en cuenta cualquier cambio en la GPU, una CPU Haswell de cuatro núcleos tiene aproximadamente 200 millones más de transistores que una CPU Ivy Bridge de cuatro núcleos (1.400 millones frente a 1.200 millones). Muchos de estos transistores se gastaron en aumentar el IPC (instrucciones por reloj) del chip agregando más recursos de ejecución y reforzando las capacidades de ejecución fuera de orden (OoOE), pero la mayoría de ellos están dedicados a características completamente nuevas como AVX2, FMA3y TSX. Estas son funciones muy poderosas, pero en su mayor parte solo mejoran el rendimiento cuando el software se ha escrito / compilado específicamente para aprovecharlas. Hoy, solo estamos viendo la aceleración de ~ 10% proporcionada por el núcleo de ejecución reelaborado de Haswell; mañana, cuando el software utilice AVX2, FMA3 y TSX, la aceleración podría ser del 25% o más.

En este sentido, Haswell es un monstruo de chip. Intel ha producido un chip que diezma el uso de energía en el extremo inferior, que, seamos honestos, es el mercado en el que Intel está realmente interesado, y sin embargo, también proporcionará una gran aceleración para los usuarios avanzados una vez que se actualicen el software y los compiladores. Es fácil sentirse decepcionado por el rendimiento de Haswell en el papel, pero recuerde: realmente no existe ningún otro chip, especialmente de AMD, que se le acerque. Aún así, entre la muerte del overclocking, el enfoque de Intel en los dispositivos móviles y el cambio a chips soldados, está claro que la escritura está en la pared para los usuarios avanzados de PC de escritorio.

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