Fizika, Ivy Bridge un lēnā pārslodzes nāve

Ivy tilts mirst ... ugunī!

Nedēļu laikā kopš Ivy Bridge palaišanas ir iznācis, ka Intel izmantoja termopastu starp CPU siltuma izkliedētāju un faktisko štancējumu, nevis lodveida lodmetālu, ko tas debitēja ar Prescott un izmantoja nākamajiem procesoriem. Tas kopā ar pierādījumiem, ka IVB pārkaršanas laikā ļoti ātri sakarst, ir izraisījis daudz vaimanāšanu un zobu griešanu no dažām entuziastu sabiedrības daļām, neskatoties uz to pretrunīgi pierādījumi par to, vai siltuma izkliedētāja noņemšana patiešām ietekmē.



Slēpjas aiz jautājuma par to, vai ir svarīgi noņemt siltuma izkliedētāju (un ir pilnīgi saprātīgi domāt, ka vismaz varēja kaut ko mainīt) ir nelaimīga patiesība: overclocking izzūd, nevis tāpēc, ka Intel šoreiz izvēlējās goo, nevis lodēt. Problēma ir sistēmiska; fakts, ka, lai arī Mūra likums joprojām darbojas, Dennarda mērogošana - noteikums, ka mazāki tranzistori izmantos proporcionāli mazāk enerģijas - sāka izputēt pirms gadiem.

Lai iegūtu priekšstatu par problēmas sakni, apsveriet Nehalem, Sandy Bridge un Ivy Bridge tranzistora blīvumu.



Transistora blīvums



Tas runā par Intel ražošanas meistarību, ka uzņēmumam ir izdevies samazināt tranzistora blīvumu tā, kā tas ir, vienlaikus samazinot TDP ar akciju ātrumu, bet palielināts blīvums veicina karsto punktu veidošanos visā matricā. Attiecība ir proporcionāla - jo mazāka ir forma, jo mazāku virsmas daļu aizņem katrs komponents. Mazākas virsmas nozīmē mazāku laukumu saskarē ar siltuma izkliedētāju. Nav vienkārša veida, kā 'novērst' faktu, ka karstie punkti kļūst karstāki, samazinoties matricu virsmām. Otrs faktors, kas darbojas pret Ivy Bridge, ir tas, ka, samazinoties procesa mezgliem, palielinās arī pretestība (siltums), kas rodas pie noteiktā sprieguma. Sprieguma palielināšana, lai sasniegtu lielāku pulksteņa ātrumu, tikai saasina šo tendenci. Tas strauji virza temperatūru uz augšu.

Tas ir sen pierādīts fakts, ka uz mazākiem procesiem būvētiem procesoriem ir nepieciešams mazāks spriegums un tie straujāk reaģē uz mazāku pieaugumu, taču atšķirība starp Nehalem pie 45 nm un Ivy Bridge pie 22 nm ir pārsteidzoša. Mūsu sākotnējais plāns bija salīdzināt CPU sprieguma, enerģijas patēriņa un frekvences attiecību starp Nehalem (45nm), Sandy Bridge (32nm) un Ivy Bridge (22nm). Diemžēl iejaucās neparedzētas tehniskas problēmas. Tā rezultātā mēs esam spiesti apvienot paši savus Nehalem datus ar testiem, kurus veic Anandtech (AT) un Tehniskais ziņojums (TR), un mēs salīdzinājām tikai ar Nehalem un IVB. Lai gan tas nozīmē, ka mūsu dati vairs netiek stingri kontrolēti, mēs ticam pārējo divu vietņu mērījumiem, un atšķirība starp abām nav smalka.

Mūsu Nehalem sistēma tika veidota, izmantojot MSI’s Big Bang mātesplati; entuziastu X58 dizains, kas raksturīgs ar zemāku enerģijas patēriņu un spēcīgām overclocking funkcijām. Mēs izmantojām zemas klases Radeon 5750 un tikai 2 GB RAM, lai līdz minimumam samazinātu enerģijas patēriņu un samazinātu tādu komponentu ietekmi, kas nav CPU, salīdzinot produktu paaudzes.



Saskaņā ar AT un TR datiem (Ivy Bridge) Core i7-3770K ar savu akciju ātrumu 3,5 GHz ievelk ~ 120 W. Tas ir ievērojams uzlabojums salīdzinājumā ar mūsu (Nehalem) Core i7-920, kas ar pilnu slodzi pievilka 161 W. 4,6 GHz frekvencē IVB enerģijas patēriņš ir gandrīz dubultojies līdz 204 W. Pie Tech Report augstākā līmeņa - 4,9 GHz - mikroshēmas enerģijas patēriņš ir pieaudzis līdz 236 W.

Salīdziniet Ivy Bridge ar Nehalem, kad mēs normalizējam datu kopas, lai parādītu proporcionālu pieaugumu.

Ivy Bridge pret Nehalem

Diagrammā x - ass, 40% attiecas uz IVB, 53% attiecas uz Nehalem. Tas ir mazāk precīzi, nekā mēs vēlējāmies, bet vislabāk piemērotā līnija, kuru mēs varējām izveidot, ņemot vērā atšķirīgās datu kopas. 4GHz frekvencē - virsstundas nedaudz virs 50% - mūsu i7-920 bija ~ 275W. 4,9 GHz frekvencē Tech Report Ivy Bridge uzzīmēja 236 W.

Koncentrējoties uz jaudu, nevis temperatūru, tiek parādīts skaidrāks priekšstats par to, kā Īvijas tilta paaugstinātais termiskais blīvums spēlē reālajā dzīvē. Koncentrēšanās uz mikroshēmas termisko pastu aizēno lielākās tendences. Tā kā uz autobusu balstītā overclocking lielā mērā ir gājusi tā, kā dgodo un AMD nespēj piedāvāt entuziastu izaicinājumu Intel, laiki, kad pērk zemas klases mikroshēmu un 30-50% palielina pulksteni, lai to kompensētu, ir labi un patiesi pagājuši. Intel darbvirsmas produktus tagad lielā mērā atšķir kodolu skaits, Hyper-Threading un kešatmiņas izmēri, nevis pulksteņa ātrums.

Copyright © Visas Tiesības Aizsargātas | 2007es.com