Revisión de Haswell: el Core i7-4770K de Intel toma la pole position

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Hoy, Intel lanza su línea tan discutida de procesadores Haswell. Al final del día, debería poder comprar un Core i7-4770K por $ 339 en su distribuidor de componentes favorito. A diferencia de Sandy Bridge, que se lanzó en el primer trimestre de 2011 en un mercado relativamente tranquilo, Haswell está debutando en un momento en que Intel está girando para desafiar a ARM en el futuro de la computación de mano. Hay mucho en juego en esta microarquitectura: ¿está a la altura el hardware de escritorio?

Core, rediseñado

Intel puede llamar a cada “tock” del modelo tic-tac una nueva arquitectura, pero no todas las iteraciones arquitectónicas son iguales. Con Haswell, Intel hizo algo bastante peligroso. Específicamente, Chipzilla decidió aumentar drásticamente el ancho de banda de la caché L1 / L2, agregar recursos de ejecución, reforzar las capacidades de ejecución fuera de orden del chip e integrar un nuevo regulador de voltaje directamente en la matriz.

Construir un núcleo x86 de alto rendimiento y bajo consumo de energía que utilice menos energía que su predecesor es un desafío. Seguir modificando un diseño altamente evolucionado para mejorar la eficiencia de ejecución y el rendimiento por vatio es un desafío. Hacerlos ambos al mismo tiempo es un orden de magnitud más difícil, pero esa es la tarea que Intel se propuso. ¿Ha tenido éxito? Vamos a averiguarlo.



La CPU que estamos revisando hoy es el Intel Core i7-4770K, un procesador Hyper-Threaded de cuatro núcleos con un reloj base de 3.5GHz y un modo Turbo de 3.9GHz. El 4770K tiene un TDP de 84W (un 10% más que los 77W del Core i7-3770K basado en Ivy Bridge). A primera vista, esa es la mayor diferencia entre los dos procesadores. Pero las especificaciones de los procesadores, en este caso, ni siquiera comienzo para contar la historia. En un nivel alto, Ivy Bridge y Haswell se ven casi idénticos. No lo son.

Comparación de ancho de banda de caché

Este gráfico captura la brecha de ancho de banda de la caché entre Ivy Bridge y Haswell. Si compara las tres generaciones, verá que el ancho de banda interno de Sandy Bridge también era mayor que el del Core i7 de primera generación en varios lugares. Haswell se basa en Sandy Bridge, pero agrega ancho de banda en más áreas. El ancho de banda de la caché L2 (que se muestra a continuación) también se duplica, hasta 64 bytes por reloj, desde 32.

Mejoras de la microarquitectura

Más ancho de banda es inútil sin más recursos de ejecución, razón por la cual Intel ha agregado dos nuevos puertos de ejecución a Haswell. La forma más sencilla de pensar en estos nuevos puertos es que añaden flexibilidad de ejecución. Haswell tiene búferes de reorden más grandes para un control detallado sobre el proceso de ejecución fuera de orden, y tiene 168 registros enteros y 168 registros AVX, frente a 160 y 144 respectivamente en Ivy Bridge. Los registros enteros AVX también se han ampliado y son capaces de manejar estructuras de datos de 256 bits en lugar de limitarse a 128 bits.

La primera versión de AVX se introdujo en 2011, con el lanzamiento de Sandy Bridge. AVX tiene varias ventajas sobre las extensiones SIMD más antiguas de Intel, pero no puede manejar código entero. Dado que la gran mayoría de las cargas de trabajo informáticas utilizar matemática entera, el valor de AVX ha sido algo limitado. AVX2 elimina esas restricciones al agregar soporte para instrucciones enteras y expandir los registros enteros a 256 bits. Haswell es el primer chip de Intel capaz de utilizar el conjunto de instrucciones FMA3. Chip y Chimpzilla han estado intercambiando dos estándares diferentes (AMD fue el primero en comercializar ambos). Ahora que ambas empresas se han decidido por FMA3, la adopción debería comenzar a mejorar.

Centrándose en AVX2, IPC, diferencias de bajo nivel
Probamos el Core i7-4770K utilizando la placa base DZ87KLT-75K de Intel y 8 GB de RAM DDR3-2133 en dos ranuras DIMM. El Core i7-3770K se probó utilizando la placa base Intel DZ77GA-70K con la misma RAM, a la misma velocidad de reloj. En ambos casos se utilizó un SSD OCZ Vector de 256 GB, al igual que una tarjeta gráfica Nvidia GTX 680. Todas las pruebas se realizaron con una versión completamente parcheada de Windows 7 de 64 bits. La energía fue proporcionada por una PSU Thermaltake Toughpower 80 Plus Platinum de 1275W. Usamos el mismo enfriador Intel estándar en ambos chips para comparar térmicas en un ambiente de manzanas con manzanas.

Fueron necesarias diferentes placas base porque Haswell usa el nuevo diseño LGA1150 de Intel, mientras que Ivy Bridge y Sandy Bridge usaron el mismo diseño LGA1156. Refrigeradores LGA1156 será se ajustan a los zócalos LGA1150: si se actualizó a Sandy Bridge hace varios años y desea mudarse a Haswell, no necesitará un nuevo enfriador de CPU para hacerlo.

Si lo que más le interesa es el rendimiento de las aplicaciones de alto nivel en programas comunes, es probable que la revisión de PC Magazine tenga más datos estas buscando. Aquí, nos centraremos en el impacto de bajo nivel de AVX2, FMA3 y la ganancia general en la eficiencia de la CPU entre Ivy Bridge y Haswell en las cargas de trabajo actuales. Desafortunadamente, los problemas con la placa base que Intel nos envió para su revisión nos impidieron probar la nueva solución de gráficos integrados de Haswell. Este examen, por lo tanto, es solo de CPU.

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