Premiera architektury Intel Core była przełomem na rynku procesorów i poprzedziła ona debiut Intel Core pierwszej generacji (Nehalem). Jak wyglądała droga desktopowych CPU do serii Intel Raptor Lake-S Refresh? Zapraszam do sentymentalnej podróży, podczas której przeniosę się ze wspomnieniami do okresu panowania procesorów Intel Core od 1. do 14. generacji.
Rok 2006 był dla Intela i całego rynku CPU przełomowy. Z prostego powodu: nadeszła nowa era: architektura Intel Core, która była też pożegnaniem marki Pentium w wydajniejszych jednostkach CPU. Ale kilka lat – wypełnionych Core 2 Duo i Core 2 Quad – minęło, zanim „niebiescy” założyli nową rodzinę: Intel Core. Nehalem, bo niej mowa, zadebiutowało w 2008 roku, choć najpierw trafiło do układów Bloomfield (LGA 1366) przeznaczonych dla platformy HEDT (ang. High-End Desktop).
Pierwsze konsumenckie procesory Intel Core (Lynnfield), wykonane w 45-nanometrowym procesie technologicznym, pojawiły się niecały rok później (i5-750 i topowe Core i7-860 i i7-870). W 2010 roku średnią (Core i5) i wysoką półkę (Core i7) uzupełniły procesory z niskiej półki (Core i3). W ten sposób Intel jasno określił segmenty swoich CPU, które funkcjonują do dziś.
Procesory o nazwie kodowej Lynnfield oferowały wyraźnie lepszą wydajność niż legendarne CPU z serii AMD Phenom. Mimo to w pierwszej generacji Intel nie powiedział ostatniego słowa. Na początku 2010 roku przygotował bardziej energooszczędne procesory w niższej, 32-nanometrowej litografii (Westmere), po raz pierwszy wprowadzając CPU o nazwie kodowej Clarkdale ze wspomnianej wcześniej serii Intel Core i3. Odświeżone modele wyróżniały się również tym, że zostały wyposażone w iGPU Intel HD Graphics.
Nehalem były pierwszymi konsumenckimi CPU Intela, które obsługiwały pamięci DDR3 i technologię Turbo Boost (podbija taktowania np. w grach i tym samym zwiększa wydajność). Jest ona dalej rozwijana w procesorach Intel Core. W wybranych jednostkach powróciła technologia Hyper-Threading (HT). Wisienką na torcie była pamięć podręczna cache L3, która weszła do mainstreamu właśnie za sprawą Nehalem.
Możliwości procesorów Sandy Bridge spełniły albo nawet przerosły oczekiwania. Pod względem wydajności wyraźnie przeskoczyły pierwszą generację Intel Core i jeszcze bardziej dobiły konkurencję. Intel wykorzystał w nich znany z procesorów Westmere 32-nanometrowy proces technologiczny, ale nowe CPU to nowa podstawka, a więc i płyta główna.
Procesory Intel Core 2. generacji miały zintegrowany układ graficzny, tym razem wdrożony na większą skalę. Cechowały się monolityczną budową, a więc iGPU – w przeciwieństwie do Westmere – było umieszczone w obrębie jednej matrycy. Układ graficzny obsługiwał DirectX 10.1, OpenGL 3.1 i Shader Model 4.1.
Seria wprowadziła też po raz pierwszy w procesorach obsługę instrukcji wektorowych AVX (ang. Advanced Vector Extensions) i sprzętowe przyspieszenie przetwarzania multimediów (dla kodeków H.264, VC-1 i MPEG-2), co jest zasługą technologii Intel Quick Sync Video. Co więcej, podsystemy procesora zostały wewnętrznie połączone za pomocą magistrali pierścieniowej o bardzo wysokiej przepustowości, która odpowiadała za komunikację pomiędzy rdzeniami a pozostałymi elementami CPU.
Ponadto Intel Sandy Bridge zaoferowały nową wersję Turbo Boost (2.0). Same częstotliwości zegarów w nowej serii również wzrosły względem poprzedniej generacji. Procesory Intel Sandy Bridge okazały się wielkim hitem, a pozostawiły jeszcze lepsze wrażenie, gdy wzięło się pod uwagę wyraźnie niższy pobór mocy i jeszcze lepsze możliwości OC niż w Intel Core 1. generacji. Odblokowany mnożnik miały tylko wersje K, co Intel uskutecznia do tej pory.
Na trzecią generację Intel Core musieliśmy czekać niespełna półtora roku. Wraz z ulepszoną architekturą udało się „niebieskim” zejść na niższy proces technologiczny (22 nm zamiast 32 nm). Ivy Bridge były też pierwszymi CPU, w których porzucono dwuwymiarową architekturę tranzystora (niewielkiego przełącznika elektrycznego) na rzecz tranzystorów 3D Tri-Gate. Zmiany te pozwoliły skutecznie obniżyć pobór mocy przy zwiększonej wydajności lub uzyskać o ok. 50% niższe zapotrzebowanie na energię przy takiej samej wydajności.
Co więcej, procesory nie wymagały nowej podstawki – Intel pozostał przy LGA 1155, co było dobrą nowiną. W końcu użytkownicy chcieli – i nadal chcą – jak najrzadziej zmieniać płyty główne (na starszych układach wymagana była aktualizacja BIOS-u). Ze smutkiem muszę dodać, że to też ta generacja, w której Intel na długi czas zrezygnował z lutowanego odpromiennika ciepła (IHS), który zapewniał lepsze właściwości termiczne.
Ostatecznie w procesorach Intel Core 3. generacji nie wprowadzono wiele drastycznych zmian. To nie znaczy, że nie było ich wcale. Poza niższą litografią i technologią Tri-Gate Ivy Bridge przyniosły obsługę PCI-Express 3.0 i szybszych pamięci DDR3 oraz mocniejsze iGPU. Procesory w gruncie rzeczy okazały się jedynie drobną ewolucją bardzo udanych Sandy Bridge.
Kolejna generacja, Haswell, nie przyniosła zmiany litografii i wciąż pozostaliśmy w erze 22-nanometrowych procesorów. Mimo to wymagała ona nowej podstawki. W samej architekturze Intel wprowadził mniejsze zmiany. Usprawnił mechanizmy oszczędzania energii oraz rozszerzył obsługę instrukcji o 256-bitowe AVX2, FMA (ang. Fused Multiply-Add), które przyspieszyły przetwarzanie danych, czy odpowiadające za skalowanie wydajności w przetwarzaniu wielowątkowym TSX (ang. Transactional Synchronization Extensions). Te ostatnie Intel później wyłączył, by poprawić bezpieczeństwo.
CPU obsługiwały również sprzętowe wspomaganie (de)szyfrowania AES-NI (w końcu!). Układy graficzne w Haswell wspierały jako pierwsze w jednostkach „niebieskich” API DirectX 12.0 (pierwotnie była mowa o DX 11.1).
Rok później Intel odświeżył procesory. Haswell Refresh, inaczej Devil’s Canyon, były (bardzo) delikatnym usprawnieniem, niekoniecznie wartym przesiadki (i5-4690K i i7-4790K). Intel dołożył kondensatory i wykorzystał nowy materiał termoprzewodzący (NGPTIM – ang. Next-Generation Polymer Thermal Interface Material). Wyższe taktowania i nieco większy potencjał OC, który był odpowiedzią na nieco ograniczone możliwości podkręcania w Haswellach, to jednak było za mało. Procesory nie rozpaliły umysłów komputerowych entuzjastów, mimo że były wówczas najszybszymi na rynku.
Intel Broadwell to specyficzne i zapomniane procesory, które nie gościły w wielu PC przeciętnych użytkowników. Trudno jednak się dziwić, skoro nawet nie zastąpiły całej oferty procesorów wcześniejszej generacji. Intel kompletnie pominął desktopowe modele z niskiej półki wydajnościowej, skupiając się przede wszystkim na rynku mobilnym. W zasadzie do sprzedaży trafiły tylko dwa konsumenckie modele: Intel Core i5-5675C i Core i7-5775C. Tak, tylko dwa o ograniczonej dostępności. Niezbyt huczna premiera, co?
Desktopowe procesory Intel Broadwell powstały w niższym procesie technologicznym niż seria Haswell i były zarezerwowane dla płyt głównych o tym samym gnieździe. Zapamiętaj, że to nie Skylake, ale właśnie Broadwell były pierwszymi 14-nanometrowymi desktopowymi procesorami Intela.
Tylko czas ich wprowadzenia był nieodpowiedni, bo lada chwila mieliśmy spodziewać się debiutu nowocześniejszej platformy – Intel Skylake. 5 i 6. generację Intel Core dzielą raptem… dwa miesiące! Równie dobrze więc CPU z serii Intel Broadwell mogły być nie wyjść i niewielu by zauważyło. Ukazały się zwyczajnie zbyt późno. Intel później żałował i przyznał się do błędu po tym, jak po macoszemu potraktował desktopowe procesory z 5. generacji Intel Core.
Nie można jednak określić serii Broadwell niewypałem. Procesory nie są wyłącznie ciekawostką. Wprowadziły one pamięć podręczną L4 o dużej pojemności (128 MB eDRAM), która szczególnie zwiększa wydajność w grach. Widać to w testach w wymagających i stosunkowo świeżych tytułów, takich jak RDR 2. Intel Core i7-5775C, mimo przestarzałej architektury, radzi sobie w nich zaskakująco dobrze, oferując niekiedy nawet wyższą wydajność niż znacznie nowszy Ryzen 5 3600.
Procesory Intel Broadwell zaoferowały także mocne zintegrowane układy graficzne Intel Iris Pro (6200). Miały one wyraźnie zwiększoną liczbą jednostek wykonawczych względem znanej z Haswell serii Intel Graphics HD 4000 (48 zamiast 20).
Intel Skylake to architektura, która szybko zastąpiła niezbyt popularne procesory Broadwell. Była wytwarzana w tym samym, 14-nanometrowym wymiarze technologicznym. Największą nowością było wprowadzenie po raz pierwszy obsługi w konsumenckich CPU pamięci DDR4, której brakowało w Broadwell. Zastosowano tutaj dwukanałowy kontroler pamięci. Wsparcie dla RAM-u obejmowało nie tylko pracujące z wyższymi częstotliwościami DDR4, ale także niskonapięciowe DDR3L.
Co ciekawe, w Intel Skylake producent pozbył się pojemnej pamięci cache L4, która dawała sporego kopa procesorom Broadwell w grach. Moduł eDRAM ze 128 MB mógłby dodać niczym Redbull skrzydeł CPU Intel Core 6. generacji, a tak trzeba było pogodzić się ze stratą czegoś, co było czymś więcej niż ciekawostką w 5. generacji.
W serii Skylake zabrakło również wprowadzonego w seriach Haswell i Broadwell systemu zasilania bazującego na zintegrowanym regulatorze napięć (FIVR). Zwiększał on temperatury CPU i ograniczał możliwości OC.
Koniec końców premiera procesorów Intel Skylake była okresem znaczących zmian – nie tylko nowa architektura, ale też nowe pamięci RAM, podstawka oraz iGPU. Mimo to nie przyniosły drastycznej poprawy wydajności – zarówno w aplikacjach, jak i grach. W tych drugich nawet potrafiły przegrywać z Intel Broadwell przez brak modułu eDRAM. Co byłoby, gdyby jednak go posiadały? Mogłyby siać postrach i zniszczenie. Ach, rozmarzyłem się.
Seria Intel Kaby Lake umocniła mocną pozycję Intela na rynku CPU. Jako że procesory te nie miały wielkiej konkurencji, Intel nieco osiadł na laurach. Okazały się one stosunkowo nieznacznym ulepszeniem architektury Skylake. Niekoniecznie wartym zmiany, chyba że z procesora pierwszych generacji Intel Core. W innym przypadku CPU – choć wydajniejsze od swojego starszego brata – nie wzbudzały ekscytacji i tak naprawdę nie zelektryzowały użytkowników, bo… nie miały czym.
Wyższe taktowania czy sprzętowe wspomaganie (de)kodowania wideo H.265/HEVC-10-bit i VP9 w iGPU to jednak było trochę mało jak nową generację. Z kolei ulepszenia w architekturze przełożyły się na średnio ok. 10% wzrost wydajności względem Intel Skylake. Po półtora roku oczekiwania można było mieć wyższe oczekiwania.
Intel Coffee Lake to kolejne procesory oparte na usprawnionej 14-nanometrowej architekturze (ot, kolejne odświeżenie wiecznie żywego Skylake’a), ale przyniosły niewielką liczbę, ale dość kluczowych zmian. W grach coraz bardziej zaczynała się liczyć nie tylko moc, ale też liczba rdzeni. 8. generacji Intel Core były odpowiedzią na rosnące zapotrzebowanie graczy. Oprócz tego zwiększona porcja pamięci cache pozytywnie przełożyła się na wyniki wydajności.
Seria wreszcie porzuciła alternatywną obsługę pamięci DDR3L. Mimo braku zmiany podstawki Intel Coffee Lake wymagały – przynajmniej oficjalnie – płyt głównych opartych na nowym chipsecie (seria 300).
Szczególnie procesor Intel Core i7-8700(K) z 6 rdzeniami i 12 wątkami do dziś nieźle sobie radzi w nowoczesnych grach klasy AAA. Jest to bowiem dawka rdzeni, która jeszcze wystarcza w 2021 roku, zwłaszcza w porównaniu do Intel Core i7-7700K (Kaby Lake) z ledwie 4 rdzeniami i 8 wątkami.
O ile seria Intel Coffee Lake-S wniosła trochę powiewu świeżości w nieco zatęchłej architekturze, o tyle modele Refresh z 9. generacji wprowadziły znowu niewielkie zmiany. Pod niektórymi względami wręcz cofnęły się w rozwoju. Być może Intel uznał, że czasem trzeba zrobić jeden krok w tył, by zrobić dwa kroki do przodu. I tak też seria Intel Coffee Lake Refresh była w oczach niektórych krokiem wstecz.
Z jakiego powodu i czy zasłużenie? Technologię Hyper-Threading obsługiwały wyłącznie topowe jednostki (Intel Core i9-9900), ale zaraz, zaraz, podobnie też było w przypadku Intel Core 8. generacji. Różnica tkwi w tym, że w przypadku Coffee Lake-S nie pojawiły się modele z serii Intel Core i9. Ta weszła do konsumenckich CPU dopiero w Coffee Lake Refresh.
Intel dodał po prostu jedną, (naj)wyższą półkę. W związku z tym dla porównania Intel Core i7-8700, choć ma o 2 mniej rdzeni fizycznych niż jego następca, Intel Core i7-9700, to oferował więcej wątków (12 zamiast 8). W praktyce potwierdziło się to, co niekoniecznie wszystkim musi wydawać się oczywiste, że lepiej mieć więcej (mocniejszych) rdzeni fizycznych niż logicznych. Trudno więc tu mówić o regresie sensu stricto.
Są to ostatnie desktopowe procesory dla podstawki LGA 1151. Warto też dodać, że w wybranych modelach z serii Intel Core 9. generacji udało się przywrócić lutowany odpromiennik ciepła. Jest to (częściowy) powrót po latach nieobecności w „niebieskich” CPU (vide Sandy Bridge).
Procesory Intel Comet Lake pokazały, że architektura znana ze Skylake jest nie do zdarcia, mimo że była to już czwarta iteracja. Mimo upływu lat i utrzymywania ciągle usprawnianego 14-nanometrowego procesu technologicznego procesory „niebieskich” wciąż królowały na wykresach wydajności. Intel Comet Lake-S po kilku latach egzystencji gniazda LGA 1151 wymagały nowej podstawki – LGA 1200.
Procesory z serii Comet Lake-S przyniosły większą liczbą rdzeni i/lub wątków oraz pojemniejszą pamięć podręczną L3. „Niebiescy” wprowadzili technologię HT w całej serii, a nie tylko w wydajniejszych jednostkach, a w wybranych modelach – Turbo Boost Max 3.0 i obsługę szybszego RAM-u (Core i7 i i9) oraz Thermal Velocity Boost (tylko Core i9). CPU nie zrobiły spektakularnej różnicy względem poprzedniej generacji – mowa o kilku(nastu)procentowej przewadze nad Intel Coffee Lake Refresh.
Seria Rocket Lake-S to ostatnie podrygi Intela w erze 14-nanometrowych procesorów. Wreszcie! – chciałoby się wykrzyczeć. Wielu użytkowników, do których zaliczam się również ja, czekało cierpliwie, że nadejdzie koniec tej litografii w desktopowych CPU. Nie okazały się one warte przejścia z Intel Comet Lake-S. Większość zapewne ze mną się zgodzi, że nadzieje na większe zmiany rozbudzały plotki i ploteczki o Intel Alder Lake-S.
Seria Rocket Lake wydawała się niechcianym dzieckiem, choć nie są to słabe procesory. Przeszły na nową architekturę – Cypress Cove, czyli wariant Sunny Cove znanych z mobilnych CPU Ice Lake. Stawały w szranki AMD Ryzen 5000 i wychodziły z tego starcia może nie bez szwanku, ale niejednokrotnie zwycięsko. Nie odbyła się żadna walka pomiędzy modelami z niskiego segmentu. Intel pominął zupełnie Core i3, tak jak „czerwoni” Ryzeny 3 w ostatniej serii.
Choć Intel Core i9 miało obciętą liczbę rdzeni, a więc i cache L3, względem odpowiednika z serii Comet Lake-S (konfiguracja 8/16 zamiast 10/20), to nadrabiało czym innym. Intel Core 11. generacji to 19% wzrost IPC (instrukcje na cykl zegara) i szybszy kontroler pamięci (DDR4-3200), w którym Intel zmienił mechanizm działania. Skomplikował życie, wprowadzając dwa tryby: synchroniczny (Gear 1) i asynchroniczny (Gear 2 cechujący się spadkiem wydajności).
Co nowego jeszcze wniosło Rocket Lake? Obsługę PCIe 4.0 (z 20 liniami zamiast 16) i instrukcji AVX-512, a prócz tego układ graficzny zaoferował lepsze osiągi i wsparcie HDMI 2.0 (HBR3) i kodowania 10-bitowego AV1 i 12-bitowego HEVC. Wisienką na torcie była obsługa techniki Resizable BAR (CPU ma pełny dostęp do pamięci VRAM) i Intel Deep Learning Boost, która przyspiesza obliczenia związane z AI. Ta druga funkcja znana jest z (pół)profesjonalnych procesorów Intela.
Mimo zmian w architekturze wybrani użytkownicy starszych płyt głównych LGA 1200 (tylko z chipsetem Z490 i H470!) mogli bez problemu przejść na Rocket Lake-S (wymagana była aktualizacja BIOS-u). Ta seria CPU miała być ostatnią, która wspiera tę platformę Intela. Ogólnie tę generację można potraktować jako przejściową. Ot, szybka (lub spóźniona) odpowiedź na niezwykle udane Ryzeny 5000. Najwięksi entuzjaści czekali zapewne jednak na Intel Alder Lake-S, obgryzając paznokcie ze zniecierpliwienia…
27 października 2021 ruszyła przedsprzedaż procesorów Intel Alder Lake-S. Na 4 listopada Intel wyznaczył długo oczekiwaną premierę 10-nanometrowego CPU dla komputerów osobistych. Debiut na rynku Intel Alder Lake-S to wielkie wydarzenie nie tylko dla zespołu „niebieskich”, ale też dla całego rynku desktopowych procesorów, mimo że wychodzą raptem pół roku po wydaniu serii Rocket Lake-S.
Co wnosi Intel Core 12. generacji, oprócz niższego procesu technologicznego i heterogenicznej architektury (hybrydowa budowa rdzeni opartych na dwóch różnych architekturach)? Intel Alder Lake-S wymaga płyt głównych z nowym gniazdem (LGA 1700) oraz jest pierwszą serią desktopowych CPU z obsługą pamięci DDR5 i interfejsu PCI-Express 5.0.
Chcesz wiedzieć więcej? Zainteresowanym tematem procesorów Intel Alder Lake-S odsyłam do publikacji, dzięki którym poznasz najważniejsze informacje o wręcz rewolucyjnej serii Intel Core 12. generacji.
Seria Intel Raptor Lake była dla Alder Lake tym, czym Coffee Lake dla Kaby Lake – ot, więcej tego samego. Procesory Intel Core 13. generacji przyniosły wyższe taktowania, przekraczając kolejne granice (wraz Intel Core i9-13900KS sięgając niebio… 6 GHz znaczy się!), więcej rdzeni (maksymalnie 24 rdzenie i 32 wątki, a także E-Core dla niższych modeli pokroju Core i5-13400) oraz pojemniejszą pamięć cache.
Te wszystkie zmiany – wraz z dodatkowymi usprawnieniami w architekturze (nowe rdzenie P i jeszcze bardziej dopieszczone E) i obsługą szybszych pamięci DDR5 – przełożyły się na zauważalny, wręcz większy niż można było zakładać, wzrost wydajności. Niby tylko retusz tu, korekta tam, a moc 13. generacji Intel Core – zwłaszcza topowych jednostek w połączeniu z flagowymi GPU – potrafiła mile zaskoczyć.
O żadnej rewolucji ani nawet o potężnej ewolucji nie było mowy. Intel wycisnął, co się da z tej platformy, co niestety nie przełożyło się pozytywnie na pobór mocy, który doskwierał jeszcze bardziej niż w Intel Core 12. generacji. Może następnym razem, a czy to będzie Intel Raptor Lake Refresh czy Intel Meteor Lake, to się jeszcze okaże…
Dowiedz się więcej o 13. generacji Intel Core:
Nie jest to wymarzone pożegnanie rodziny Intel Core (dotychczasowego nazewnictwa CPU z tej serii) ani nawet platformy LGA 1700. Intel Raptor Lake Refresh, jak zresztą wskazuje sama nazwa, to odświeżenie 13. generacji, ale niestety w dość skromnym stylu. W dużej mierze procesory zyskały jedynie na taktowaniach, a pod wieloma względami to praktycznie 1:1 względem poprzedniej, względnie udanej serii.
Najciekawszym modelem z tej generacji jest Intel Core i7-14700K(F), który oprócz wyższych zegarów cechuje się większą liczbą rdzeni i wątków oraz ilością pamięci cache. 14. generacja nie przyniosła też obsługi szybszych pamięci DDR5, więc jak na koniec rodziny Intel Core, jaką znaliśmy od lat, duże rozczarowanie. Od kolejnej serii procesorów Intela koniec z i5, i7, i9, a początek Intel Core 5, 7 lub 9 oraz Intel Core Ultra.
Poznaj więcej informacji o 14. generacji Intel Core:
Źródło: Intel, AnandTech, Tom’s Hardware, PC World, Overclock3D, opracowanie własne
Fajne zestawienie, dzięki!
Cała przyjemność po mojej stronie! Cieszę się, że zestawienie przypadło do gustu. 🙂
Bardzo ciekawy artykuł. Chętnie przeczytałbym coś takiego o Ryzenach.
Dziękuję! Mamy w dalszych planach podobny artykuł. Będzie ku temu dobra okazja: https://geex.x-kom.pl/wiadomosci/amd-ryzen-7000-zen-4-premiera-specyfikacja/
Zdążymy na pewno przed premierą. 😉
Tak jak w tytule – przypomnienie historii. Szkoda że nikt nie chce się podjąć rzetelnego porównania procesorów. Wszystkie procesory powinny mieć ustawione te same parametry: Ta sama ilość rdzeni i takie samo taktowanie z wyłączonym HT oraz turbo, pamięci ram ustawić na te samo taktowanie i opóźnienia. Wszystko to można łatwo i szybko ustawić w biosie. Czym to wszystko przetestować? A wiele jest programów. Np Y-cruncher świetnie się do tego nadaje, ponieważ ma możliwość uruchomienia go z tymi samymi instrukcjami dla wszystkich procesorów. Posiadam Q6600, i5-4460, i5-4690, E5-2620 v4 x2 oraz i5-1135G7 które testowałem a także porównywałem wiele innych procesorów moich znajomych i bez zwiększenia instrukcji na cykl zegara nie ma mowy o wzroście wydajności. Dodanie HT, turbo jest przydatne ale to nie postęp. Jeśli ktoś chciałby taki test zrobić chętnie podzielę się wynikami. Często tu zaglądam.
PS. Zapomniałem dodać że artykuł bardzo ciekawy. Na pewno lektura wciągnie niejednego młodego pasjonata komputerów a także tych którzy tę historię znają. Pozdrawiam.