Haswell 역설 : 세계 최고의 CPU… PC 애호가가 아닌 경우

Haswell 쿼드 코어 다이 샷 (일부)

Intel의 Haswell은 약간의 퍼즐입니다. 한편으로 이것은 세계에서 가장 빠른 단일 스레드 칩이지만 다른 한편으로는 이전 제품보다 몇 퍼센트 더 빠르며 더 많은 전력을 소비하며 오버 클럭킹 가능성이 약한 칩에 대해 흥분하기가 어렵습니다. 마스터 칩 제조업체에게 모든 것이 잘못 되었습니까?



기본

Haswell이 그토록 부진한 이유를 이해하려면 몇 년 전 Haswell의 시작으로 돌아 가야합니다. 처음부터 Haswell 마이크로 아키텍처는 처음부터 모바일 중심 칩으로 설계되었습니다. 기본 성능에 몇 가지 본질적인 향상이 있지만 사실은 Haswell이 단순히 고부하 및 오버 클럭킹 시나리오를 위해 설계되지 않았다는 것입니다.



Haswell의 가장 큰 추가 기능 중 하나는 전압 조정기가 CPU 다이에 완전히 통합 된 것입니다. 칩의 다른 부분 (메모리 컨트롤러, PCIe 컨트롤러, GPU)에 대해 다양한 전원 레일을 생성하기 위해 마더 보드에 의존하는 대신 Haswell에는 단일 입력 (~ 1.8V)을 사용하는 완전 통합 전압 조정기 (FIVR)가 있습니다. 필요한 모든 레일로 분할합니다. 그 결과 전체 시스템 전력 (~ 20 %)이 감소하고 유휴 CPU / GPU 전력이 비슷하지만 부하 전력 소비가 상당히 증가합니다 (~ 10 %).

Haswell 유휴 전력 소비 (이미지 출처 : Anandtech)

Haswell 유휴 전력 소비 (이미지 출처 : Anandtech)

이것은 분명히 Haswell을 모바일 컴퓨팅에 이상적이며, 웹 사이에 많은 유휴 및 퍼터 링이있는 곳입니다. 이러한 전력 절감은 매우 광범위하여 Ivy Bridge에 비해 배터리 수명이 25 % 향상 될 수 있습니다. 하지만 데스크탑에서 게임을하거나 사진을 편집하거나 비디오를 인코딩 할 수있는 곳에서는 Haswell이 Ivy Bridge에서 승리를 거두었습니다.

오버 클러킹

완전히 통합 된 전압 조정기와 부하시 더 높은 전력 소비는 Haswell이 실제로 오버 클러킹에서 Ivy Bridge보다 나쁘다는 것을 의미합니다. 하드웨어 분석가가 언급했듯이 그의 Haswell 리뷰 , Intel의 새로운 부품은 방송에서 4.5GHz를 넘기 위해 고군분투하는 반면 Ivy Bridge는 4.7GHz에 도달 할 수 있으며 일부 부품은 4.9GHz에 도달 할 수 있습니다. 실제로 그 그림은 그보다 훨씬 더 어둡습니다. 초기 보고서에 따르면 일부 Haswell 칩은 4.3GHz에 도달 할 수 있고 다른 칩은 4.7GHz 이상 (다시 온에어)에 도달 할 수 있습니다.

하지만 더 큰 그림을 보면 오버 클럭킹은 10 년 동안 서서히 죽어 가고 있습니다. . 대부분의 경우 모든 프로세스 노드가 축소되고 이에 수반되는 다이 축소로 인해 오버 클럭 가능성이 감소합니다. 이것은 물리학의 근본적인 제한 일뿐입니다. 구성 요소가 작아 질수록 트랜지스터 밀도가 증가 할뿐만 아니라 (더 많은 전력 소모) 열을 방출 할 표면적이 줄어 듭니다. 이론적 인 3.5GHz 칩 두 개를 사용하면 다이 크기가 더 큰 칩이 더 쉽게 냉각되므로 더 높은 오버 클럭에 도달 할 수 있습니다.

트랜지스터 밀도

Nehalem에서 Ivy Bridge까지의 트랜지스터 밀도. 이것이 Ivy Bridge와 Haswell을 식히고 오버 클럭하기가 어려운 이유입니다.

아이비 브릿지 vs. 네 할렘

Ivy Bridge vs. Nehalem 전력 소비, 재고 속도 vs. 오버 클럭

Ivy Bridge와 Haswell은 모두 Intel의 22nm FinFET 프로세스를 기반으로하지만 통합 전압 조정기가 문제를 악화시킵니다. 또한 Haswell의 내장 열 스로틀 링은 Ivy Bridge보다 훨씬 더 공격적인 것으로 보입니다. Core i7-3770K가 90C에서 최대 부하 상태에서 3.7GHz로 설정되어있는 경우 Core i7-4770K는 몇 분 내에 3.5GHz로 다시 스로틀 링됩니다. Prime95를 시작합니다.

보고 된 오버 클럭의 범위가 넓다는 점을 감안할 때 수율 문제도있는 것 같습니다. 기본적으로 Haswell을 오버 클러킹하려면 좋은 칩을 위해기도하십시오. 그리고 20 % 더 높은 성능을 제공하는 전력 프리미엄 (100 와트 이상)은 인텔 칩 중 가장 큰 것입니다.

현실로 돌아 가기

오버 클러킹은 제쳐두고 Haswell이 인텔이 생산 한 프로세서 중 가장 빠른 프로세서라는 점을 기억하는 것이 중요합니다. Ivy Bridge 칩과 동일한 가격으로 약 10 % 더 많은 성능을 얻을 수 있습니다. 오버 클러킹 제안은 그다지 매력적이지 않을 수 있지만 실제로 Haswell의 Ivy Bridge에 비해 10 % 클럭 대 클럭 이점은 4.5GHz의 Haswell 기반 시스템이 여전히 4.9GHz에서 IVB를 능가해야 함을 의미합니다.

Haswell을 보여주는 SiSoft 벤치 마크

Ivy Bridge를 통한 Haswell의 AVX2 / FMA3 속도 향상을 보여주는 SiSoft 벤치 마크

Haswell이 Ivy Bridge보다 훨씬 더 진보 된 칩이라는 것을 기억하는 것도 매우 중요합니다. 트랜지스터 수 측면에서 GPU의 변경 사항에 관계없이 쿼드 코어 Haswell CPU는 쿼드 코어 Ivy Bridge CPU (14 억 대 12 억)보다 약 2 억 개의 트랜지스터를 더 많이 가지고 있습니다. 이러한 트랜지스터의 대부분은 더 많은 실행 리소스를 추가하고 OoOE (Out-of-Order Execution) 기능을 강화하여 칩의 IPC (instructions-per-clock)를 높이는 데 사용되었지만 대부분은 AVX2, FMA3와 같은 새로운 기능 , 및 TSX . 이러한 기능은 매우 강력한 기능이지만 대부분의 경우 소프트웨어를 활용하기 위해 특별히 작성 / 컴파일 된 경우에만 성능이 향상됩니다. 오늘날 우리는 Haswell의 재 작업 된 실행 코어가 제공하는 속도가 ~ 10 % 향상되는 것만보고 있습니다. 내일 소프트웨어가 AVX2, FMA3 및 TSX를 사용하면 속도가 25 % 이상 향상 될 수 있습니다.

이 점에서 Haswell은 칩의 괴물입니다. 인텔은 저가형에서 전력 사용량을 줄이는 칩을 생산했습니다. 솔직히 말해서 인텔이 정말로 관심을 갖고있는 시장입니다. 소프트웨어와 컴파일러가 업데이트되면 파워 유저에게 엄청난 속도 향상을 제공 할 것입니다. Haswell의 종이 성능에 실망하기 쉽지만 기억하십시오. 특히 AMD의 다른 칩은 거의 없습니다. 하지만 오버 클러킹의 종말 사이에 인텔은 모바일에 집중하고 납땜 칩으로의 전환 , 데스크탑 PC 고급 사용자를위한 글이 벽에 걸려 있음이 분명합니다.