Intel Core i5 2500K e i7 2600K su chipset P67: Analisi e Prestazioni delle CPU Sandy Bridge

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Intel lancia la nuova architettura Sandy Bridge su piattaforme con il nuovo socket LGA 1155 e chipset della serie 6, rimpiazzando la fascia media del mercato con i primi quad core realizzati a 32nm. Analizzeremo nel corso di questa recensione i miglioramenti architetturali introdotti e le prestazioni raggiunte con la nuova serie di processori. Testeremo in particolare le CPU i7 2600k e i5 2500k.

 

Introduzione

Circa un anno fa Intel ha lanciato le prime CPU a 32nm. Il debutto è avvenuto sulla piattaforma LGA 1156 con le CPU Clarkdale. Queste CPU dual core hanno visto l’introduzione di una GPU direttamente nella CPU, spostando di fatto la grafica integrata dal chipset al processore. Intel ha scelto di integrare in Clarkdale il memory controller (IMC) insieme alla GPU, separando le due unità, CPU e GPU+IMC, in due chip distinti all’interno dello stesso package. Una delle principali controindicazioni nell’accorpamento dell’IMC alla GPU integrata è stato un aumento delle latenze di accesso alla memoria da parte della CPU e del sistema in generale, rispetto alla controparte Bloomfield per LGA 1366 e Lynnfield per LGA 1156, con memory controller integrato direttamente nella CPU. Nonostante ciò, grazie al processo produttivo a 32nm, Intel è riuscita a regalare alle CPU Clarkdale frequenze di lavoro piuttosto elevate, ottime capacità di overclock, e consumi molto contenuti, con un’efficienza prestazionale davvero degna di nota. Molti utenti hanno sperato in un passaggio al processo 32nm anche per le CPU quad core, che avrebbe consentito di abbassare i consumi e migliorare le frequenze di esercizio. Ad un anno di distanza Intel si appresta finalmente a lanciare il nuovo processo produttivo anche per le CPU quad core, accompagnandole come per i Clarkdale con una GPU integrata, ma migliorando sostanzialmente le prestazioni del memory controller e introducendo miglioramenti abbastanza radicali anche nella CPU, con un conseguente aumento dell’IPC (Instructions Per Cycle). Il tutto è stato realizzato su un unico chip a 32nm, introducendo importanti novità architetturali.

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(CPU Intel Clarkdale) 
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(Clarkdale e Sandy Bridge a confronto) 

La nuova architettura è stata associata ad una piattaforma rivisitata rispetto alla precedente generazione, mantenendo il concetto di Platform Controller Hub (PCH) ma con alcuni cambiamenti che hanno necessitato un cambio di socket. Intel ha quindi introdotto una nuova serie di motherboard, quindi, con socket LGA 1155 e la nuova serie di chipset P67 e H67, con controller Sata III e USB 3.0 finalmente integrati. Analizzeremo meglio nel corso della recensione tutte le novità introdotte.


Nuovi processori con architettura Sandy Bridge

La linea di processori sandy bridge riprende la nomenclatura introdotta con le cpu Nehalem, piuttosto ostica per gli utenti. Una delle maggiori lamentele formulata dal pubblico a riguardo, è 'impossibilità di distinguere dalla sigla del processore le caratteristiche tecniche del processore, non ultimo il numero di core presenti. La strategia di Intel è stata quella di utilizzare una nomenclatura trasparente rispetto all'utente per quanto riguarda le caratteristiche tecniche, fornendo all'utente soltanto la classe o la fascia di interesse del processore in questione. In particolare il modificatore rimane diviso in i7, i5 e i3, identificando le tre fasce, rispettivamente Performance, Mainstream ed Entry. Troviamo poi la sigla del processore, anticipata da un numero che individua la generazione. Con Sandy Bridge siamo alla seconda generazione di CPU Intel Core. Segue infine un suffisso che identifica alcune caratteristiche particolari di un processore.

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La distinzione tra i7, i5 ed i3 è stata effettuata ancora una volta per numero di Core/Thread. Troviamo quindi 4Core/8Thread per le CPU i7, 4Core/4Thread per i5, quindi senza la tecnologia HyperThreading, ed infine 2Core/4Thread per le cpu i3. Cambia inoltre la cache, 8MB, 6MB e 4MB rispettivamente, e le frequenze di esercizio. Tutte le cpu dispongono di grafica integrata, con frequenze più elevate per le cpu i7. Nel caso delle cpu Sandy Bridge gli utenti dovranno fare particolare attenzione al suffisso presente nella sigla. Tutti coloro che vorranno sfruttare appieno le potenzialità di queste CPU, dovranno puntare alle CPU con suffisso K, vale a dire quelle con moltiplicatore “completamente” sbloccato. Per queste cpu il massimo moltiplicatore è in realtà 57x, ma come avremo modo di approfondire nel capitolo sull'overclocking, corrisponde anche alle massime potenzialità di Sandy Bridge. Purtroppo nessun overclock sarà disponibile per le CPU i3, grossa delusione per chi puntava ad una cpu di fascia bassa.
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Altri suffissi disponibili sulle CPU Sandy Bridge sono “S”, per le cpu caratterizzate dal miglior rapporto prestazioni/consumi (grazie a cpu selezionate con VID più bassi), e “T”, per le cpu a basso consumo, ma con frequenze di esercizio più basse.

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Una differenziazione da far notare riguarda le tecnologie integrate nei vari processori, a seconda anche del suffisso e dell'utenza target. La più rilevante è sicuramente l'assenza della tecnologia VT-d nelle CPU K, quelle che ormai potremmo definire come dedicate agli overclocker. Tale tecnologia è importante per chi utilizza sistemi virtualizzati, permettendo un incremento delle prestazioni nelle operazioni di I/O dalle periferiche. Evidentemente Intel ha scelto di precludere la possibilità di effettuare overclock consistenti a chi utilizza le CPU per scopi professionali o aziendali, scelta tutto sommato condivisibile e consistente con gli interessi sia dell'utente, sia di Intel stessa.

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Prima di passare ad un approfondimento delle novità delle CPU Sandy Bridge diamo uno sguardo alle novità macroscopiche che possiamo riconoscere già dalla struttura del chip. La forma del die delle cpu Sandy Bridge, e in particolare delle CPU quad core, vede i 4 core al centro ed affiancati, mentre nella parte sottostante troviamo la cache L3 condivisa. A sinistra dei core troviamo l'area dedicata alla grafica 3D, mentre a destra la parte dedicata all'I/O, corrispondente al vecchio NorthBridge delle piattaforme Core 2, denominata ora System Agent. A differenza delle precedenti CPU Clarkdale, anch'esse realizzate a 32nm (almeno per il core) e con grafica integrata (a 45nm), ora tutte le unità sono integrate in un unico chip realizzato a 32nm e sono collegate internamente da un bus ad alta velocità. Mentre prima il chip dedicato alla grafica integrava anche il memory controller, rallentando l'accesso alla memoria da parte della cpu a causa del bus interno di comunicazione tra cpu e gpu, ora CPU, GPU e System Agent condividono tutti la stessa cache e, grazie al bus interno, possono comunicare molto più velocemente anche con la memoria.

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Nelle prossime pagine analizzeremo meglio le novità introdotte nella cpu, mentre lasceremo l'analisi tecnica e prestazionale della GPU ad una recensione che pubblicheremo nei prossimi giorni.


Novità dell'architettura Sandy Bridge - 1

Intel ha introdotto alcune novità architetturali nella CPU, nulla di radicale come avvenuto con l’Intel Core 2 o con l’architettura Nahalem ma sufficiente a garantire miglioramenti prestazionali e di efficienza consistenti. Analizziamoli brevemente, senza soffermarci troppo sui dettagli e sulle implicazioni tecniche, che esulano dallo scopo di questa recensione.

ADVANCED VECTOR EXTENSION, NUOVO SET DI ISTRUZIONI PER OPERAZIONI IN FLOATING POINT 

Intel, in collaborazione con AMD ha sviluppato un nuovo set di istruzioni per applicazioni multimediali e finanziarie estendendo il set SSE4 a 128 bit, con un set di istruzioni a 256bit più versatile e in grado di ospitare fino a 3 operandi, con il registro di destinazione dell’operazione che può essere diverso dal registro sorgente e dal registro dell’operando. Questo permette operazioni non distruttive ovvero in cui il registro sorgente rimante invariato dopo il compimento dell’operazione, il dato viene infatti salvato sul terzo registro. Per esprimerci più chiaramente invece di eseguire l’istruzione a=a+b, si potrà eseguire c=a+b, mantenendo in memoria entrambi gli operandi. Questo permetterà di minimizzare i caricamenti in cache, permettendo di riutilizzare entrambi gli operandi. Da non sottovalutare inoltre la possibilità di effettuare operazioni su vettori più grandi, grazie alle istruzioni di dimensioni doppia. Queste istruzioni ovviamente devono essere supportate via software, quindi potranno essere sfruttate soltanto nei software più recenti che le implementano. Ci auguriamo una rapida adozione, vista anche la futura compatibilità anche con le CPU Bulldozer, che AMD si appresta a lanciare nel giro di qualche mese.

Il grande vantaggio ottenuto da Intel in Sandy Bridge è stato la possibilità di aggiungere questo set di istruzioni senza dovere ampliare notevolmente l’area necessaria ad ospitare nuove unità per l’esecuzione delle stesse.

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In primo luogo, infatti, Intel ha sfruttato la struttura a matrice del cluster di esecuzione, caratterizzato da 3 porte e 3 stack a 128 bit, per eseguire anche le istruzioni AVX a 256bit, semplicemente combinando i due datapath a 128 bit delle unità SIMD per gli interi e delle unità SIMD per le istruzioni Floating Point.

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Per bilanciare la maggiore potenza computazionale in Floating Point, le CPU Sandy Bridge necessitano di un accesso alla memoria più efficiente. Anche questa volta Intel sfrutta l’architettura preesistente che prevede tre porte di tipo Load/Store: Load, Store Address e Store Data. Con un design simmetrico delle porte Load e Store Address, che sono ora in grado di compiere entrambe le operazioni, è possibile caricare il doppio di dati per ciclo di clock.

PHYSICAL REGISTER FILE

Il passaggio alle istruzioni AVX sarebbe stato impossibile senza una modifica del Cluster che si occupa dell’esecuzione Out of Order delle istruzioni, ovvero di quella unità che si occupa del riordino delle istruzioni in modo da massimizzare l’efficienza nell’esecuzione delle stesse. In particolare Intel ha introdotto i Physical Register File (PRF) che permettono di memorizzare direttamente gli operandi delle micro-operazioni in modo definitivo nel registro, senza bisogno di far viaggiare l’operando in diverse parti della CPU. Il PRF ha permesso ad Intel di risparmiare una buona area di silicio oltre che ridurre i consumi dell’unità di esecuzione out of order. Il risparmio di area è stato bilanciato con l’aumento dei Buffer di Load e Store, e della dimensione dello Scheduler e del Buffer di Reorder (ROB).

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L’adozione dei PRF è presente anche nell’architettura Bulldozer di AMD, ma in Bulldozer troviamo uno scheduler separato per operazioni in Floating Point e per operazioni su Interi.

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MICRO-OP CACHE

Un’altra interessante novità dell’architettura Sandy Bridge è una cache per le micro-operazioni decodificate dalle istruzioni complesse. Questa cache può contenere 1,5K di micro-operazioni equivalenti praticamente a una cache aggiuntiva per le istruzioni di 6KB. Questa cache permette di aumentare notevolmente l’efficienza del front-end della CPU, ovvero quella che prepara le istruzioni più semplici per essere calcolate dalle unità di esecuzione. L’incremento prestazionale è più evidente nel codice con molti salti condizionali e interruzioni, in cui le istruzioni complesse necessitano di essere ri-decodificate, rallentando tutto il front-end. Intel dichiara per molte applicazioni un hit rate nella uop-cache dell’80%, consentendo ogni volta un boost rilevante rispetto ad un accesso in cache L1.

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Novità dell'architettura Sandy Bridge - 2

TURBO BOOST DI SECONDA GENERAZIONE

L’idea di sfruttare dinamicamente il TDP a disposizione per incrementare la frequenza di clock di uno o più core è sta introdotta con l’architettura Nehalem ed ha avuto la sua massima espressione nelle CPU Lynnfield. La chiave di volta del Turbo Boost è sicuramente la capacità di queste CPU di essere stabili a frequenze di lavoro superiori a quelle nominali anche con vcore default. Grazie a questa peculiarità la CPU effettua una sorta di overclock dinamico aumentando il moltiplicatore di uno o più core in base al carico applicativo, fino a raggiungere la soglia massima di consumo determinata dal TDP.

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Il Turbo Boost introdotto nelle CPU Sandy Bridge presenta delle importanti novità che lo rendono ancora più dinamico e reattivo. Sfruttando il fatto che, al momento di entrata in funzione del turbo, la CPU non raggiunge il TDP istantaneamente ma con una curva con un coefficiente di salita a volte anche piuttosto lento, ovvero di diversi minuti, Intel ha pensato di aumentare il moltiplicatore del turbo boost nei primi istanti di attivazione, per poi calare progressivamente fino al raggiungimento dell’asintoto del TDP. L’effetto di questo boost aggiuntivo nei primi istanti è tanto più benefico quando la richiesta di potenza di calcolo è discontinua, permettendo di massimizzare le performance quando ce n’è necessità.

Un altro miglioramento è stato introdotto aggiungendo più step intermedi al turbo boost e aumentando la flessibilità del sistema di gestione, che tra le altre cose deve tenere in conto anche della presenza della GPU integrata nel chip, dovendo rientrare anch’essa nel limite del TDP.

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In caso di utilizzo della grafica integrata, quindi, il Turbo Boost bilancerà adeguatamente e dinamicamente le frequenze e i consumi tra le due parti che compongono Sandy Bridge: la CPU e la GPU. Ovviamente il trade-off sarà valutato in base al tipo di applicativo, favorendo la CPU in caso di necessità di calcoli computazionali, o favorendo la GPU in caso di grafica 3D.

RING BUS E SYSTEM-AGENT

Come rendere una piattaforma scalabile a più core senza dover aumentare a dismisura l’area necessaria per realizzarla e con costi di produzione contenuti? Il problema principale che si presenta nelle CPU multi-core è l’accesso ad una cache condivisa. In Sandy Bridge oltre ai due o quattro core presenti, devono accedere alla cache L3 anche la GPU e il System Agent, che integra le funzioni del vecchio NorthBridge, ormai integrato totalmente nella CPU.

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La soluzione è l’utilizzo di un bus ad anello che interconnette la cache condivisa alle varie unità che devono accedervi. Questa soluzione non è una novità assoluta poiché è stata già adottata nelle CPU Nehalem EX e Westmere EX per piattaforme server multi-processore. L’idea di sfruttare un bus ad anello deriva dal fatto che collegare tutti i componenti della CPU direttamente alla cache comporta l’utilizzo di connessioni punto-punto che creano grossi problemi di wiring, oltre che aumentano a dismisura l’area occupata nel die. Il ring bus viene invece sovrapposto direttamente alla cache, in un layer apposito di metallizzazione dedicato. Il bus è in realtà composto da 4 anelli indipendenti dedicati rispettivamente a:

  • Data
  • Request
  • Acknowledgement
  • Snoop

Il bus è in grado di accettare 32Byte di dati ad ogni ciclo di clock ad ogni nodo dell’anello, ottenendo una Bandwidth di accesso alla cache per ogni core di circa 96GB/s e una bandwidth aggregata per un quad-core di 384GB/s. Un altro beneficio del ring bus è la latenza di accesso alla cache L3 estremamente ridotta, rispetto anche alle precedenti architetture Nehalem.

Il ring bus utilizza sofisticati algoritmi di arbitraggio che permettono di minimizzare le latenze. L’architettura è inoltre facilmente scalabile a piattaforme multiprocessore. Dobbiamo quindi aspettarci l’utilizzo anche per le future CPU a 8 core destinate alle future piattaforme LGA 2011.

SYSTEM AGENT

Intel ha abbandonato il concetto di uncore (tutto ciò che non è core), che in Nehalem comprendeva anche la cache L3, in favore del System Agent, praticamente un NorthBridge integrato nella CPU. Il System Agent si occupa della gestione del Memory Controller, con latenze ridotte rispetto al memory controller delle CPU Clarkdale e comparabili rispetto a quelle delle CPU Lynnfield, della gestione delle 16 linee PCI-Express 2.0, generalmente separate in 2 linee x8, del controller dell’uscita a video, integrato nella CPU per risparmiare potenza nelle piattaforme notebook, e, non ultimo, dell bus DMI che interconnette la CPU con il chipset (o Platform Controller Hub) H67 o P67. Interessante notare come System Agent, Core e GPU hanno differenti alimentazioni e anche frequenze di clock, per una gestione del tutto indipendente.

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Ovviamente anche in questo caso, come è accaduto in passato con l’uncore, il System Agent avrà frequenze di clock inferiori rispetto a quelle del core.


Chipest P67 e H67

Con l'introduzione della nuova architettura Sandy Bridge, Intel ha introdotto un nuovo socket, LGA 1155, del tutto simile a LGA 1156, ma ovviamente non compatibile, e la nuova serie 6 di chipset. Per quanto riguarda il mercato consumer, troviamo i chipset P67 e H67, affiancati da altri due chipset dedicati alle aziende.

Entrambi i chipset P67 e H67 incarnano il concetto di Platform Controller HUB, ovvero elemento centrale della gestione dell'I/O, vista l'ormai totale integrazione delle funzioni del vecchio NorthBridge nella CPU e della scomparsa del SouthBridge.

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La principale differenza tra i due chipset riguarda la possibilità di gestire o meno la grafica integrata, abilitata, come nelle serie 5 ,soltanto per i chipset H. I chipset P sono invece dedicati agli utenti “Performance” che presumibilmente non faranno uso della grafica integrata, ma di schede grafiche discrete, eventualmente in SLI o CrossFireX. I chipset P67 mettono a disposizione infatti una linea PCI-Express 2.0 16x o 2 linee 8x, mentre in linea teorica su H67 troveremo solo la linea 16x. Spetterà poi ai produttori customizzare queste soluzioni con l'introduzione di maggiori potenzialità a livello grafico. Anche per le piattaforme LGA 1155 troveremo infatti schede madri top di gamma che adottano chip Nvidia NF200 per consentire l'installazione di più schede video.

Una particolare limitazione dei chipset H67 è l'assenza dell’Intel Extreme Tuning Techonology. Intel, infatti, ha scelto di impedire a tutti gli utenti che vorranno utilizzare la grafica integrata, l'overclock della propria CPU. Un’ulteriore limitazione per il chipset H67 è l’assenza di moltiplicatori sbloccati per le RAM, con conseguente restrizione alle sole frequenze DDR3-1333. La combinazione di overclock e grafica integrata non è quindi disponibile in nessuna piattaforma, anche se si parla molto di un presunto chipset Z68 che dovrebbe integrare entrambe le funzionalità. L'uscita di questo chipset è prevista intorno al mese di marzo.

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Per quanto riguarda il chipset H67 e le funzionalità grafiche abilitate, troviamo la presenza di un'uscità Display Port e HDMI 1.4, in grado di supportare gli ultimi standard per la visione di contenuti in stereoscopia (InTru 3D). e per la codifica e decodifica video (Quick Sync Video).

Caratteristiche comuni a entrambi i chipset sono il supporto a 14 USB 2.0, 6 Porte Sata per un massimo di due con lo Standard Sata 6Gbps, con possibilità di supporto alla tecnologia Intel Rapid Storage, connessione di rete Gigabit Lan e fino a 8 linee PCI Express 2.0 per una bandwidth totale di 5Gb/s, utilizzabile dai produttori di schede madri per l'integrazione di un controller USB 3.0. Assente il supporto allo standard PCI, relegato soltanto alle piattaforme aziendali.



Overclocking Sandy Bridge

L'overclock delle cpu Sandy Bridge è stato pesantemente rivoluzionato. Le voci iniziali di overclock impossibilitato a causa del base clock (BCLK) bloccato a 100 mhz sono state parzialmente confermate. Come accennato nella parte introduttiva di questa recensione, un consistente overclock sarà possibile soltanto tramite moltiplicatori e soltanto su schede madri P67, dove sarà abilitata la funzione Intel Extreme Tuning. L'overclock verrà effettuato tramite i moltiplicatori del turbo mode, e non della cpu, il quale rimarrà invece bloccato sulla frequenza di default. I moltiplicatori saranno completamente sbloccati soltanto sulle cpu K, dove avremo a disposizione moltiplicatori fino al 57x. Ciò significa una frequenza massima di 5700 Mhz, più un possibile incremento con un piccolo overclock del base clock, generalmente limitato però a soli 5 o 6 Mhz, prima di incappare in evidenti instabilità del sistema. La principale limitazione di queste instabilità è da attribuire alla mancanza di divisori per le periferiche di I/O e per la frequenza del PCI-Express, con possibili danneggiamenti anche dell'hardware collegato in caso di incrementi troppo elevati del BCLK. Tali divisori, i cosiddetti “fix”, sono stati introdotti ormai da diversi anni in tutte quelle architetture che permettevano un overclock tramite base clock o bus, come era denominato nelle architetture Core 2 e antecedenti. Con Sandy bridge abbiamo assistito a una sorta di “retromarcia”, in cui evidentemente Intel ha scelto di imporre questa limitazione in modo ben predeterminato. Non sappiamo se è stata una scelta puramente di mercato oppure se Intel è stata obbligata da vincoli architetturali. Sta di fatto che nelle CPU K, con moltiplicatore completamente sbloccato, l'overclock è estremamente semplice e gratificante. Sarà sufficiente infatti innalzare da bios o tramite utility Intel il moltiplicatore a 44x o 45x per ottenere senza grossi problemi un overclock fino a 4,4 o 4,5Ghz con un aumento del vcore non troppo consistente. Grazie ai consumi estremamente ridotti questo overclock sarà possibile anche con un dissipatore ad aria di fascia media, operazione impensabile fino ad adesso con le precedenti generazioni di cpu.

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In alcuni casi sarà possibile raggiungere anche 4,7 o 4,8 Ghz, con un aumento un po' più consistente del vcore. In questo caso, però, sarà più difficile ottenere una configurazione adatta da un uso giornaliero per via dell’aumento di tensione necessario e per l’inevitabile aumento delle temperature, in special modo sul 2600k con HT attivato. Per chi vorrà ottenere il massimo dalla propria piattaforma sarà possibile effettuare un overclock più accurato con una piccola variazione del base clock, che potrebbe garantirgli di ottenere un altro step del moltiplicatore, in caso di decremento del base clock, o un aumento diretto di frequenza in caso di incremento del base clock stesso.

Altro fattore interessante in Sandy Bridge è la presenza di moltiplicatori sbloccati anche per la memoria, con la possibilità di ottenere un incremento della frequenza delle memorie senza l'aumento del base clock (d'altra parte impossibile in modo consistente). Tale operazione permetterà di raggiungere in tutta semplicità le frequenze di 2133 mhz, introdotte recentemente nei profili XMP e nello standard JEDEC per le memorie DDR3, mentre normalmente il supporto ufficiale delle CPU Sandy Bridge è per memorie DDR3-1333. Tale operazione è possibile solo sui chipset P67.

Ricordiamo inoltre che per raggiungere frequenze delle memorie elevate sulle piattaforme LGA 1156, era necessario effettuare obbligatoriamente l'overclock del base clock, vista l'assenza di moltiplicatori così elevati per le ram. Ora sarà possibile installare moduli di frequenza elevata anche con CPU a default, grazie ai moltiplicatori fino a 21,3x.

Le CPU i7 e i5 non-K, meritano un discorso particolare, perché sarà comunque possibile un minimo di overclock, grazie alla presenza di quattro moltiplicatori extra a disposizione di chi vorrà innalzare le frequenze di esercizio della cpu. Vista però l’esigua differenza  di prezzo tra cpu K e non, consigliamo a tutti quelli che vogliono effettuare overclock di puntare su quelle con moltiplicatori completamente sbloccati. Nessuna possibilità di overclock invece per le cpu i3, vista l'assenza della tecnologia Turbo Boost.

Infine, prima di mostrarvi i risultati ottenuti, vi lasciamo con qualche piccola considerazione per l'overclock estremo. Se l'assenza di fix ha fatto storcere il naso a molti overclocker, la presenza di un massimo moltiplicatore a 57x è un'ulteriore fonte di demotivazione per l'overclocker estremo. Chi comunque non ha resistito alla tentazione di ottenere il massimo da queste cpu ha trovato, infatti, un'amara sorpresa. L'overclock delle CPU Sandy Bridge ottiene migliori risultati con temperature ambiente piuttosto che sub-zero. Se le grandi percentuali di overclock ad aria e a liquido faranno la gioia degli utenti di fascia media, Sandy Bridge sarà una grande delusione per gli overclocker estremi, salvo smentite o escamotage in grado di aggirare o cambiare questa situazione.

Allo stato attuale delle cose, gli overclocker attenderanno le piattaforme di fascia alta LGA 2011, basate anch'esse su architettura Sandy Bridge, nella speranza che Intel avrà un occhio di riguardo a anche per questa nicchia di utenti piuttosto esigente, ma allo stesso tempo disposta a spendere cifre più consistenti per ottenere il massimo dal proprio sistema.




Intel DP67BG “Burrage”, motherboard P67

La scheda madre che Intel ci ha fornito per testare le nuove CPU appena rilasciate è la DP67BG denominata “Burrage”, accompagnata da un dissipatore Intel (opzionale) XTS100H, il quale è risultato essere molto più performante dei soliti dissipatori ‘stock’ compresi nel package retail delle CPU. osserviamo Oltre ad una struttura a torre dotata di heatpipe, l’XTS100H mette a disposizione dell’utente una interessante funzionalità per cambiare regime di rotazione della ventola tramite switch. Naturalmente è possibile gestire il regime di rotazione della ventola del dissipatore anche tramite BIOS, semplicemente scegliendo la Temperatura rilevata in cui la ventola debba aumentare il proprio regime, grazie al sistema di gestione PWM.

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Passando ad analizzare la scheda madre, ne descriveremo le principali caratteristiche. Per quanto riguarda le connessioni disponibili, nel pannello I/O posteriore troviamo ben 7 porte USB 2.0 ma soltanto 2 porte gestite dal nuovo controller USB 3.0, oltre a questo possiamo osservare le uscite della porta LAN supportata dal controller Ethernet Gigabit Intel, la Firefire 1394 e i connettori Audio 7.1 con la possibilità eventuale di connettere il nostro sistema digitale, ed infine una porta eSATA.

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Proseguendo l’analisi della scheda passiamo alla zona dedicata al socket 1155. Possiamo osservare i dissipatori blu dedicati al raffreddamento dei mosfet, mentre molto vicino al socket, spostati sulla destra, possiamo vedere i 4 slot dedicati alle RAM. Ricordiamo che questa mainboard supporta sino a 16GB di RAM 1600mhz in modalità Dual Channel.

Accanto al connettore dedicato all’alimentazione (standard di 24pin) scorgiamo invece i due pulsanti dedicati al reset del software eal l’accensione on-board del sistema, cosa molto utile per effettuare test senza il case.

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Poco più sotto invece possiamo osservare il sistema di dissipazione del chipset P67, in merito a questo facciamo notare che la scheda madre non supporta chips di terze parti come il NF200. Vicino al chipset, possiamo vedere  le 6 porte SATA, 4 nere dedicate al controller Sata 3GB/s, le quali supportano il RAID 0, 1, 5, e 10,

e 2 blu per il controller Sata 6GB/s con supporto al RAID 0 e 1.

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Concludendo, analizziamo gli slots PCI: la ‘Burrage’ supporta 2 slots elettrici PCIe x16 che in modalità SLI o CrossFire divengono x8/x8 e 3 slots x1.

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Sistema di prova e metodologia di test

Come sopra specificato, Intel ha provveduto ad inviarci 2 CPU (i5-2500K e i7-2600K), che sono attualmente quelle di punta dell’architettura Sandy Bridge; a queste abbiamo affiancato ulteriori processori  in nostro possesso, su tutti questi abbiamo effettuato test comparativi alla frequenza default e per ulteriore comparazione abbiamo altresì effettuato un test ‘clock to clock’ alla frequenza di 4.0ghz in modo da avere un miglior raffronto prestazionale delle diverse architetture analizzate. L'overclock a 4GHz è stato effettuato solo tramite moltiplicatore, cercando di mantenere invariato il base clock, in modo da poter valutare meglio le potenzialità intrinseche dell'architettura. Abbiamo inoltre effettuato i test del Core i7 2600k sia con HT attivato che disattivato, per valutare l'impatto di questa tecnologia nei vari scenari.

Le CPU Intel inserite nella comparativa sono le seguenti:
  • Intel Core i7 2600k
  • Intel Core i5 2500k
  • Intel Core i7 875k
  • Intel Core i5 750
Le CPU AMD inserite nella comparativa sono le seguenti:
  • AMD Phenom II X6 1055T
  • AMD Phenom II X4 975 BE
  • AMD Phenom II X4 965 BE
  • AMD Phenom II X4 955 BE
  • AMD Phenom II X4 945

Tutti i test si sono svolti sulle seguenti piattaforme:

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Quindi, in questa recensione abbiamo focalizzato i nostri test per quantificare le potenzialità delle CPU testate sui seguenti strumenti di benchmark:

  • Futuremark 3DMark Vantage 1.02
  • Futuremark PCMark Vantage 1.02
  • 7zip 9.20
  • WinRAR 4.00
  • X264 HD Benchmark v.3
  • FinalWire AIDA64 Extreme Edition
  • Maxton Cinebench 11.5
  • Maxton Cinebench 10
  • Passmark Performance Test 7
  • Handbrake 0.9.4

 

 

 

 


Test sintetici:

3DMARK VANTAGE

Il penultimo nato della serie 3DMark (della software-house Futuremark) mette in risalto le prestazioni dei processori soprattutto in ambito gaming, in questo caso abbiamo però esclusivamente effettuato i test relativi alla CPU (2 test), per i quali possiamo vedere che per quanto concerne i test effettuati alla frequenza default, le nuovissime CPU sandy Bridge risultano essere le migliori, overclockando notiamo invece un netto recupero percentuale del i7-875K grazie alla tecnologia HT ed all’aumento della frequenza del BaseClock che porta come conseguenza un aumento della frequenza dell’Unocore che in overclok con un bclk di 200 MHz arriva a ben 3600 MHz.

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PCMARK VANTAGE

Il test Suite che abbiamo effettuato sulle CPU in nostro possesso, comprensivo di tutti gli applicativi più comunemente adoperati, rileva che le nuovissime CPU Sandy Bridge sorpassano piuttosto nettamente tutti gli altri processori comparati; ci piace osservare però che a frequenza di base il più piccolo della serie Sandy Bridge risulta essere addirittura più performante del fratello maggiore sia con HT abilitato che senza.

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AIDA64 EXTREME ENGINEERING

AIDA64 è l’ultima release dello strumento di test e controllo prodotto dalla FinalWire, il test effettuato in questo caso concerne il Memory Controller, le Memorie RAM e la cache della CPU; Nei test di lettura possiamo immediatamente vedere che i processori Sandy Bridge risultano essere i più performanti (con un netto ‘predominio’ del i5-2500K). Il nuovo controller di memoria distacca in maniera evidente la precedente soluzione i7 socket 1156 in tutti i test, segno del grande lavoro svolto da intel in questo senso. Anche le soluzioni AMD sono distaccate in quasi tutti i test tranne per L1 cache dove risultano esser più veloci. Nei test  scrittura e copia invece i risultati dei test risultano essere sostanzialmente meno marcati per le nuove cpu Sandy Bridge, dove il distacco la soluzione i7 socket 1156 non è elevato. Le soluzioni AMD sono nettamente distanziate ed anche in questo caso l’unico ambito dove rimangono più veloci rispetto ad Intel è nella L1cache. Per la latenza delle memorie vediamo che le nuove cpu Intel riescono ad avere un acces time più aggressivo, in particolare la L3 cache risulta questa volta esser decisamente più veloce che in passato andando ad esser persino più veloce rispetto alle soluzioni AMD che in passata avevano il primato. Inoltre notiamo ancora una volta che tra le due nuove soluzioni Sandy Bridge  il Memory Controller del i5-2500K risulta essere  più performante, sia analizzando le latenze della cache L1, L2 e soprattutto L3 possiamo notare un sostanziale vantaggio per la CPU 2500k. Possiamo ipotizzare che la presenza dell’HT a livello hardware, e il maggior quantitativo di cache L3, possano penalizzare il processore i7 2600k rispetto all’i5 2500k.

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PASSMARK PERFORMANCE TEST 7

Ottimo tool dedicato al testing di stabilità e affidabilità delle CPU sottoposte a test; in questo caso, per facilitarne la visualizzazione, abbiamo provveduto a suddividere i test effettuati in 4 grafici distinti da di loro.

Nel suddetto benchmark possiamo immediatamente notare che il processore i7-2600K con Hyper Threading abilitato risulta essere sempre e nettamente il migliore. Le soluzioni AMD sono nettamente distanziate come punteggio globale ed  in quasi tutti i test, le vediamo avanti rispetto alle soluzioni Intel nel test Cpu Floating Point Test.

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passmark4

 

 

 




Test compressione dati & multimedia:

7zip 9.20

7zip è un ottimo tool che consente la compressione e la decompressione di files, in questo benchmark balza immediatamente all’occhio il risultato del processore i7-875K il quale a frequenza default risulta essere migliore dei processori Sandy Bridge con HT disabilitato, addirittura il migliore quando abbiamo effettuato il test overclockando tutti i processori. Ma con il processore i7-2600k che è dotato di default di tecnologia Hyper Threading il distacco arriva in maniera evidente. Sia la cpu i7-2500k ma soprattutto la cpu i7-875k riescono a sopravanzare tutte le cpu quadcore AMD, rimanendo però indietro rispetto alle cpu AMD dotate di 6 core fisici che riesce ad esser più veloce. La cpu aMD Phenom II x6 1055T non riesce però a superare la cpu Intel Sandy Bridge quando quest’ultima ha attivo l’HT.

7zip

7zip

 


WINRAR 4 beta 3

Classico tool anch’esso dedicato alla compressione e decompressione dei files, anche qui è interessante notare lo score ottenuto overclockando il i7-875K il quale non solo oltrepassa il nuovo i5-2500K ma prestazionalmente si avvicina parecchio all’ i7-2600K. A default invece abbiamo una netta predominanza di tutte le nuove cpu Intel anche del i5-750. Segnaliamo però che in passato con le precedenti versioni del software WinRar questo  non succedeva, probabilmente la nuova versione 4 risulta avere delle particolari ottimizzazioni per le cpu Intel.

winrar

winrar

 


CINEBENCH 11.5

Grazie al software Maxton dedicato alla produzione di filmati Cinema 4D possiamo in questo caso rilevare l’ottimo comportamento del più anziano Core i7-875K che overclockato a 4000mhz risulta essere addirittura più performante del nuovissimo Core i5-2500K sprovvisto di Hyper Threading; in linea generale, anche a frequenza default possiamo comunque notare che i processori dotati di questa tecnologia sono in possesso di un notevole boost prestazionale che viene puntualmente rilevato da questo benchmark. Le cpu AMD quadcore rispetto alle cpu Intel i7 sia socket 1156 sia 1155 risultano essere un pò indietro specialmente nei confronti del i7-2600k che grazie alla sua tecnologia HT guadagna tantissimo, soltanto le cpu dotate di 6 core risultano allineate o in leggero vantaggio rispetto alla cpu i7-875k.

cinebench11

cinebench11


 


CINEBENCH 10

Versione più vecchia del sopra citato Cinebench, in questo test possiamo notare il risultato concernente il ‘Processor Speed-up’,

cinebench10

cinebench10

 


X264 BENCHMARK HD

Strumento che misura quanto rapidamente il nostro sistema riesce a codificare un piccolo filmato in qualità HD, questo benchmark ci riporta quanto accurato ed efficiente (in Frames Per Second) può essere la codifica; interessante notare che invece in questo caso la tecnologia Hyper Threading risulta essere inefficiente o comunque non ottimizzata, notiamo anche che la cpu AMD dotata di 6core non si avvantaggia molto rispetto alle altre cpu AMD quadcore. Le nuove architetture Sandy Brdige risultano esser più efficienti, rispetto alle cpu Intel sia i5 (quadcore) sia i7, Il distacco rispetto a tutte le altre cpu è molto marcato.

x264_HDx264_HD


 


HANDBRAKE

Abbiamo effettuato questo test di conversione di un filmato DIVX (.avi), di 714MB, trasformandolo in formato Media Player (.mp4) adoperando questo ottimo software ‘libero’. Possiamo vedere che alla frequenza default il tempo di ‘ripping’ è lineare ed omogeneo, premiando il più potente processore della famiglia Sandy Bridge (i7-2600K), mentre alla frequenza di 4000mhz curiosamente osserviamo che il nuovo i5-2500K risulta essere meno performante addirittura dell’ i7-875K.

handbrake

handbrake

 


Considerazioni finali test:

 

Una volta conclusi tutti I test da noi effettuati la prima cosa che possiamo dire è che oggettivamente le CPU testate dotate di tecnologia Hyper Threading (4 core fisici e altrettanti logici) tendenzialmente risultano essere le migliori anche rispetto alle cpu AMD che specialmente con le proprie cpu quadcore risultano esser indietro. Questa considerazione è sostanzialmente confortata dagli ottimi risultati raggiunti dal processori i7-875K, il quale in taluni benchmark non sfigura assolutamente confrontato ai più nuovi Sandy Bridge; sebbene questo incremento prestazionale dovuto al HT non risulti essere così visibile nei test effettuati a frequenza default, in taluni test effettuati overclockando i processori in nostro possesso, risulta essere assolutamente qualificabile.

 

Richiamiamo ancora una volta l’attenzione del lettore menzionando i vari risultati ottenuti dall’ i7-875K nei test a 4000mhz soprattutto se confrontati con il processore i5-2500K, mentre per quanto concerne l’ i7-2600K risulta  essere la migliore delle cpu provate. Anche se il confronto clock to clock mette un evidenza solo un leggero guadagno prestazionale sulle precedenti soluzioni i7, ci sono da valutare numerosi altri fattori. Come il supporto alle nuove istruzioni, i consumi estremamente bassi grazie alla tecnologia produttiva a 32nm, le grandi capacità di overclock che erano impensabili per le cpu con silico a 45nm, e tutte una serie di innovazioni che abbiamo già elencato.


Test Overclock

Una volta conclusi tutti i test comparativi tra tutte le varie CPU a nostra disposizione, ci siamo dedicati a overclockare i nuovissimi processori Sandy Bridge, riguardo a questo dobbiamo necessariamente far notare al lettore alcune cose essenziali:  l’overclock su questa nuova piattaforma Intel viene praticato semplicemente alzando tutti i moltiplicatori dedicati all’ Intel Turbo Technology (quindi nel nostro caso 4 valori), facendo questo, necessariamente abbiamo dovuto lasciar abilitato nel BIOS della nostra ‘Burrage’ anche l’Intel SpeedStep,  altresì facciamo notare che Intel ha inserito un nuovissimo sistema di ‘protezione’ termica sui processori Sandy Bridge (Intel Thermal Monitoring), il quale una volta raggiunta la temperatura di 60/65° provvede automaticamente ad abbassare il moltiplicatore settato nel BIOS assieme al voltaggio della CPU.

Durante i primi test effettuati, abbiamo proprio notato l’operare positivamente di questa nuova protezione, in ogni caso abbiamo ovviato semplicemente cambiando la modalità di erogazione della corrente al processore da STATIC a DYNAMIC, facendo questo la CPU una volta sottoposta allo stress test di prime95, non viene influenzata dal nuovissimo sistema di protezione denominato Intel Thermal Monitoring.

SB_dynamic

 

Quindi abbiamo iniziato i test di stabilità veri e propri adoperando l’ottimo strumento prime95 per un totale di 20 minuti a singolo test.

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Dagli screen-shots allegati sopra, possiamo rapidamente vedere la diversità di voltaggio richiesto tra i due processori per rimaner stabili alla frequenza prevista di 4.5ghz, ciò è dovuto sostanzialmente ad una problematica relativa alla Scheda Madre, la quale ha manifestato un comportamento non lineare tra i due test, tanto è vero che nel caso del test della CPU i7-2600K, il vDROOP (differenza di settaggio tra BIOS e Sistema Operativo) rilevato era di .13v, mentre nel secondo test (i5-2500K), tale vDROOP è addirittura aumentato a .25v, questo ci ha oggettivamente impedito di ottimizzare ulteriormente i voltaggi relativi al più piccolo dei due processori.

Continuando con le considerazioni, vogliamo sottolineare il fatto che è consigliabile lasciar attivate le opzioni relative i risparmi energetici. Da quello che abbiamo potuto notare nei vari test effettuati (e non pubblicati), infatti, ci è risultato più facile ottenere risultati migliori con queste opzioni attivate.

Infine, soprattutto nel caso del i7-2600K, notiamo un netto miglioramento delle temperature quando overclockiamo questo genere di processori dotati di HT rispetto la precedente serie Lynnfield (i7-875K), considerando il fatto che tutti i test da noi effettuati sono stati fatti adoperando il dissipatore stock Intel XTS100H questo ci pare un netto miglioramento dovuto alla novità architetturale e all’adozione del processo produttivo a 32nm.


Conclusioni

Con la nuova generazione di processori per LGA 1155 siamo di fronte a delle innovazioni architetturali importanti, che Intel riproporrà sicuramente anche per le future piattaforme top di gamma LGA 2011. A consuntivo dei test effettuati, possiamo sicuramente dire che le premesse sono davvero buone. L'efficienza di Sandy Bridge non è da attribuire soltanto al passaggio al processo produttivo a 32nm, ma anche a miglioramenti architetturali consistenti, sia per quanto riguarda l'efficienza computazionale dei core, sia per i miglioramenti introdotti nella gestione della cache condivisa e del memory controller. Ciò che è stato permesso dal processo a 32nm è stato un innalzamento delle frequenze di lavoro delle cpu, con ampi margini di miglioramento per il futuro. Dai test effettuati abbiamo infatti notato che le due cpu hanno un ottimo comportamento in overclock, nonostante le frequenze di base siano già tra le più alte nelle CPU con architettura Core. Nei test siamo riusciti ad ottenere senza grosse difficoltà e con voltaggi tutto sommato contenuti una frequenza di 4,5GHz, segno evidente che questa architettura non ha ancora dato tutti i suoi frutti. Sicuramente saranno contenti di ciò tutti gli utenti che effettuano abitualmente l'overclock per incrementare le prestazioni nell'uso giornaliero. Per chi acquista una CPU "K" l'overclock non è mai stato così facile. Basterà innalzare i moltiplicatori e potrete effettuare un consistente overclock di circa 1GHz, con un piccolo ritocco alle tensioni operative! L'incremento di prezzo rispetto alle CPU con moltiplicatori non sbloccati è davvero irrisorio, chi vorrà quindi effettuare un po' di overclock dovrà assolutamente scegliere tra queste due cpu.
A fronte della comparativa tra le due cpu i7 2600k e i5 2500k, possiamo dire che la CPU che ci ha maggiormente sorpreso è la più piccola delle due, con un'efficienza e un rapporto qualità prezzo eccezionale. Sicuramente un Best Buy tra le cpu Intel. Per chi vuole qualche briciolo di prestazioni in più dovrà puntare al 2600k, che probabilmente sarà necessaria solo per quegli applicativi che usano intensivamente la cpu, un po' meno invece per chi usa il pc soltanto per giocare. 
Ciò che ci ha più delusi in Sandy Bridge è la scelta di separare nettamente le performance dall'utilizzo della grafica integrata, limitando palesemente ogni possibilità di overclock e di innalzamento della frequenza delle ram sulle piattaforme H67, le uniche in grado di sfruttare la grafica integrata di queste CPU. Valuteremo le prestazioni della grafica integrata su piattaforme H67 in una ulteriore recensione che verrà pubblicata nei prossimi giorni.
Tiriamo in ballo infine i prezzi di queste cpu, ancora piuttosto indicativi, per via anche del cambio con l'euro che non sempre viene effettuato al tasso di cambio, specialmente in Italia. I prezzi dovrebbero essere di poco inferiori alle 300 €  per l'i7 2600k e poco sotto i  200 € per l'i5 2500k. Il prezzo è tutto sommato allineato per le prestazioni offerte dall'i7 2600k, mentre risulta davvero invitante per l'i5 2500k, costituendo un best buy nella fascia media delle CPU.

Pro

  • Ottime prestazioni
  • Efficienza
  • Consumi contenuti
  • Ottime potenzialità in overclock
Contro 
  • Impossibilità di overclock su H67 
  • Impossibilità di utilizzare la grafica integrata su P67
  • Scarsa flessibilità in overclock, causata dall'impossibilità di aumentare il Base clock
 
Core i7 2600k
oro

prestazioni 5
rapporto qualità prezzo 4
complessivo 4,5

 

Prestazioni : 5 stelle
Rapporto qualità/prezzo: 4 stelle
Complessivo : 4,5 stelle

 

Core i5 2500k
oro BestBuy

 

Prestazioni : 4 stelle
Rapporto qualità/prezzo: 5 stelle
Complessivo : 5 stelle


 

C.B.
Leonardo Angelini
Gianni Marotta

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