В рамках мероприятия Intel On, которое пришло на смену IDF, Intel представила новое поколение настольных процессоров под названием Alder Lake. Оно будет защищать позиции чипового гиганта до перехода на поколение Meteor Lake с 7-нм техпроцессом. В статье мы предоставим всю имеющуюся информацию, а через несколько дней опубликуем тесты.

Процессоры Alder Lake-S в настольной версии являются лишь частью нового поколения CPU, причем сегодня мы можем рассматривать их лишь частично, только в вариантах K для high-end сегмента. Позднее выйдут другие варианты настольных процессоров Alder Lake, а ближе к концу года можно ожидать мобильные CPU.

Alder Lake для Intel является весьма значимым шагом на рынке CPU, поскольку здесь впервые используется производительный гибридный дизайн. Процессор оснащен разными ядрами, предназначенными для своих задач. Первый гибридный дизайн Intel Lakefield оказался не самым удачным, он таки и не снискал популярности из-за своих ограничений. Но с его помощью Intel смогла отладить взаимодействие аппаратных и программных компонентов, что немаловажно.

Помимо платформы Alder Lake, чиповый гигант представляет несколько новых стандартов для настольного рынка, причем не единолично, а в составе экосистемы вместе с другими участниками. Например, процессоры Alder Lake содержат контроллер памяти DDR5, соответствующие планки станут доступны на рынке в ближайшем будущем. Кроме того, процессоры поддерживают PCI Express 5.0.

Intel с процессорами Alder Lake желает вернуть себе звание лидера. Будь то по однопоточной или многопоточной производительности, возможностям ввода/вывода или платформы в целом. Причем новая парадигма Intel будет работать не только в настольном, но и в мобильном сегменте.

Подписывайтесь на группы Hardwareluxx ВКонтакте и Facebook, а также на наш канал в Telegram (@hardwareluxxrussia).

Пока что Intel представила только процессоры K и KF. Перед тем, как мы перейдем к детальному их рассмотрению, позвольте привести сравнительную таблицу.

Все процессоры поддерживают DDR4-3200 и DDR5-4800. Как и раньше, Intel официально придерживается спецификации JEDEC по DDR4 или DDR5, но встроенный контроллер памяти IMC (Integrated Memory Controller) может работать и с более высокими тактовыми частотами. Подробности мы приведем в тесте, где рассмотрим разные частоты памяти. С планками DDR4 контроллер работает в двухканальном режиме, в случае же DDR5 активен 4-канальный режим. Максимальный объем памяти составляет 128 Гбайт. Кроме того, все процессоры имеют 16 линий последнего стандарта PCI Express 5.0 плюс четыре PCIe 4.0.

У процессоров KF интегрированной графики нет. Последняя впервые на настольном сегменте опирается на архитектуру Xe-LP и содержит 32 исполнительных блока EU. Интересно будет посмотреть, как более высокая пропускная способность DDR5 скажется на производительности встроенной графики.

Флагманский процессор Core i9-12900K(F) оснащен восемью производительными и восемью эффективными ядрами, которые работают на тактовых частотах до 5,1 и 3,9 ГГц, соответственно. Кэши L3 и L2 зависят от числа активных ядер, в данном случае они максимальные. Базовый TDP составляет 125 Вт, но процессоры могут работать и с постоянным уровнем до 241 Вт. Процессоры Core i7-12700K(F) отличаются от "старшей" модели не только выборкой менее качественных кристаллов, как было в случае Rocket Lake. Intel здесь выключила кластер ядер E, поэтому мы получаем конфигурацию 8+4. Соответственно, кэши L3 и L2 несколько меньше. Тактовые частоты были снижены на несколько сотен мегагерц. А Turbo Power - с уровня 241 Вт до 190 Вт.

Наконец, есть процессор Core i5-12600K(F), у которого отсутствуют два производительных ядра. Емкость кэшей L3 и L2 уменьшена до 20 и 9,5 Мбайт, соответственно. Процессор Core i5-12600K больше не имеет поддержки Turbo 3.0, но частота Boost и базовая довольно близки к Core i7-12700K(F). Планка Turbo снижена до 150 Вт.

Большим сюрпризом стало энергопотребление процессора. Между PL1 и PL2 уже нет различий. Напомним, что PL1 ранее означал уровень продолжительной нагрузки процессора. А PL2 срабатывал на протяжении 28 или 56 с. В случае Alder Lake уровни PL1 и PL2 идентичны. Процессор Core i9-12900K может потреблять 241 Вт на постоянной основе, если позволяет система питания материнской платы и охлаждение. Процессор откатывается на TDP 125 Вт в том случае, если не хватает питания или охлаждение недостаточное. Периода Tau для PL2 уже не предусмотрено.

В свежих версиях UEFI материнских плат Z690 это уже отражено. Пока сложно сказать, сможет ли Core i9-12900K потреблять на постоянной основе 241 Вт от сокета, здесь все же стоит дождаться результатов тестов. Intel может пойти на подобный уровень в настольном сегменте, но в случае ноутбуков уже вряд ли.

Доступность со следующей недели

Все шесть процессоров Alder Lake будут доступны в продаже с 4 ноября. Если верить Intel, в этом году планируется произвести многие тысячи процессоров. А к концу первого квартала 2022 - уже два миллиона. Здесь Intel подчеркивает текущие глобальные проблемы полупроводникового производства, компания будет им противодействовать.

Цена Alder Lake-S начинается с $264 (18.800 ₽) за Core i5-12600KF. Цен в рублях пока нет, причем долларовые цены Intel традиционно указывает для партии в 1.000 штук. Вариант с интегрированной графикой стоит $289 (20.600 ₽). Процессор Core i7-12700KF можно будет приобрести за $384 (27.300 ₽), с iGPU - $409 (29.100 ₽). Флагманская модель Core i9-12900K будет стоить $589 (41.800 ₽), а версия KF - $564 (40.100 ₽). Так что по официальным ценам Intel позиционирует новые процессоры чуть выше предшественников. 16-ядерные процессоры Intel стоят дешевле 16-ядерных AMD (Ryzen 9 5950X). То же самое касается и других процессоров при сравнении с конкурентами. Однако здесь стоит дождаться результатов тестов.

Кроме шести моделей Alder Lake, Intel также представила чипсет Z690. Конечно, последуют и другие модели чипсетов, но Intel пока их не объявила.

Поскольку новые процессоры Alder Lake относятся к производительному гибридному дизайну, Intel выбрала две архитектуры, которые работают совместно. Крупные ядра x86 опираются на дизайн Golden Cove, преемника Willow Cove в процессорах Tiger Lake с техпроцессом Enhanced 10 нм, а также Cypress Cove у предшественника Rocket Lake. Младшие эффективные ядра под названием Gracemont являются преемниками ядер Tremont, которые использовались в процессорах Atom и Lakefield.

Производительные ядра Golden Cove

Ядра Golden Cove используются не только в дизайне Alder Lake для настольных и мобильных CPU, но также в процессорах Xeon Sapphire Rapids, которые будут объявлены до конца 2021 года.

Intel сделала переднюю часть конвейера Golden Cove более широкой. Кэш микроопераций содержит намного больше записей, причем обрабатываются они быстрее. Отметим улучшения предсказаний ветвлений и более крупные буферы TLB. Все это позволяет обрабатывать больше инструкций за такт.

Фронтальная часть конвейера содержит 12 исполнительных портов. По сравнению с Willow Cove здесь есть дополнительный целочисленный порт, который не ориентирован на какие-либо специальные задачи, в отличие от остальных портов, а предназначен для стандартных наборов инструкций. Векторные блоки поддерживают инструкции AVX 512 и ускоряют матричные вычисления через AMX в дополнение к вычислениям FP16. Но для AMX требуется программная поддержка, но при этом Intel обещает в идеальных условиях ускорение до восьми раз.

Однако инструкции AVX-512 в потребительских Alder Lake поддерживаться не будут. Производительные ядра их поддерживают, имеются соответствующие вычислительные блоки. Проблема в том, что разные ядра должны поддерживать одинаковый набор инструкций, а эффективные ядра не могут выполнять команды AVX-512. Поэтому все сводится к наименьшему общему знаменателю. Поскольку AVX-512 отвечают за ускорение еще и Vector Neural Network Instructions (AVX512 VNNI), Intel перенесла последние на AVX2. Инструкции AVX2 поддерживаются ядрами P и E, поэтому они и являются наименьшим общим знаменателем. Процессоры Sapphire Rapids Xeon, которые тоже используют ядра Golden Cove, уже будут поддерживать AVX-512.

Intel разделила потребительский и серверный рынок еще и емкостями кэша. В случае Alder Lake каждое P-ядро оснащается 1,25 Мбайт кэша L2, у Sapphire Rapids емкость увеличена до 2 Мбайт. Кэш L2 является эксклюзивным для каждого ядра. С восемью ядрами мы получаем 8x 1,25 Мбайт = 10 Мбайт кэша L2, с шестью - 7,5 Мбайт.

Производительные и эффективные ядра используют общий кэш L3. Емкость у него может составлять до 30 Мбайт. Но это верно только для конфигурации 8+8. Core i7-12700K (8+4 ядра) оснащен уже 25 Мбайт кэша L3. У Core i5-12600K емкость составляет 20 Мбайт.

В таблице выше приведено сравнение потребительских CPU на последних архитектурах Intel Core. То есть спецификации емкостей кэша здесь приведены для процессоров Core, а не Xeon. Поддержка памяти LPDDR уже имелась в ядрах Sunny Cove и Willow Cove. Поскольку ядра Alder Lake будут использоваться и для ноутбуков, здесь тоже имеется поддержка LPDDR4/5.

Intel говорит о приросте IPC для ядер Golden Cove 19% при равных частотах 3,3 ГГц по сравнению с Cypress Cove. Так что здесь Intel смогла существенно продвинуться вперед, но есть сферы, в которых прирост будет более ощутим, а в других он будет не таким заметным. 19% здесь следует рассматривать как средний результат.

Улучшения связаны не только с архитектурой, но также с производством и управлением ядрами. Например, Intel указывает новый микроконтроллер управления питанием, который может изменять напряжение за считанные микросекунды, а не миллисекунды, как раньше. AMD тоже любит подчеркивать подобную оптимизацию в процессорах Ryzen, что позволяет ядрам менять частоты быстрее. В итоге они работают более эффективно, да и задержки уменьшаются.

Эффективные ядра Gracemont

Второй компонент гибридного дизайна - эффективные ядра Gracemont. Они изначально разработаны с учетом максимальной эффективности, поэтому использовались в процессорах Atom. Ядра Gracemont являются преемниками Tremont. Как утверждает Intel, ядра Gracemont - самые эффективные в истории x86. По производительности IPC они находятся на одном уровне с архитектурой Skylake.

Много небольших ядер позволят Intel хорошо показать себя и по многопоточной производительности. Четыре эффективных ядра по площади примерно соответствуют одному производительному ядру, причем, как отмечает Intel, кластер из четырех экономичных ядер дает примерно такой же уровень многопоточной производительности при 1/4 энергопотребления.

С точки зрения архитектуры у Gracemont тоже есть улучшения, они связаны, по большей части, с фронтальной частью конвейера и предсказанием ветвлений. В современных дизайнах ядер эффективность во многом определяется точностью предсказания ветвлений. Чем они точнее, тем более эффективно работает ядро, поскольку ошибочные предсказания дорого обходятся по задержкам и энергии. В соответствующем регистре почти 5.000 записей, история переходов позволяет учитывать предыдущие предсказания, чтобы повысить точность.

Если у ядер Golden Cove 12 исполнительных портов, то у Gracemont их уже 17, хотя у предшественника Tremont было десять. Причем будь то целочисленные порты, векторные или с плавающей запятой, в каждом классе получается почти удвоение. Что касается набора инструкций, то Gracemont поддерживают только AVX2, но мы уже обсуждали это в контексте ядер Golden Cove.

Чтобы младшие ядра тоже довольно быстро работали с памятью, Intel удвоила число блоков чтения/записи до уровня Golden Cove. Обновления коснулись и кэша. У предшественника Tremont использовалось по 32 кбайт кэша данных и инструкций L1. В случае Gracemont кэш инструкций составляет 64 кбайт, кэш данных все еще 32 кбайт. Кэш L2 является общим для четырех ядер Gracemont, емкость составляет 4 Мбайт.

Как мы уже отметили выше, все упомянутые меры позволили сделать ядра Gracemont быстрыми и эффективными. Как указывает Intel, эффективные ядра дают такую же производительность, что и ядра Skylake, но при этом потребляют на 40% меньше энергии. Кластер из четырех ядер Gracemont дает на 80% больше производительности, чем два ядра Skylake. Либо четырем ядрам Gracemont требуется в пять раз меньше энергии, чтобы дать производительность на уровне двух ядер Skylake. Здесь Intel опирается еще и на преимущество 10-нм техпроцесса Intel 7.

Кэш L3, известный как LLC (Last Level Cache), у ядер Alder Lake имеет емкость 30 Мбайт. Но если не все производительные или эффективные ядра активны, то и кэш L3 будет меньше. Кэш L2 является эксклюзивным для производительных ядер. Но в случае эффективных ядер четыре ядра используют общие 4 Мбайт кэша L2.

Процессоры Rocket Lake появились только по причине того, что Intel не удалось справиться с 10-нм техпроцессом. Проблемы впервые были преодолены с мобильными процессорами Tiger Lake, теперь Intel удалось наладить производство настольных CPU.

Новые процессоры изготавливаются по улучшенному 10-нм техпроцессу "Enhanced SuperFin", который летом был переименован в Intel 7..

Площадь кристалла Alder Lake-S, по информации Intel, составляет 209 мм². То есть чип на 29% меньше Rocket Lake-S. Причем кроме восьми крупных ядер следует учитывать более крупные кэши и дополнительные эффективные ядра. Как мы отметили выше, четыре эффективных ядра по площади примерно соответствуют одному производительному.

К сожалению, Intel не дает информации о числе транзисторов. У Ryzen 5800X с восемью ядрами, то есть одним кристаллом CCD и одним IOD, их число составляет 6,24 млрд. Конфигурация с двумя CCD увеличивает число транзисторов до 10,4 млрд. на площади 286,4 мм². В случае Rocket Lake-S число транзисторов составляло порядка 6 млрд.

Сделать выводы насчет плотности транзисторов процессоров Alder Lake проблематично, поскольку число транзисторов мы не знаем. Цель 10-нм техпроцесса была заявлена на 100 MT/мм². Но здесь очень многое зависит от дизайна. Нейропроцессор Intel Loihi 2, например, производится по техпроцессу Intel 4 (7 nm) и на площади 31 мм² содержит 2,3 млрд. транзисторов, что соответствует плотности 71,2 MT/мм². Но техпроцесс Intel 4 пока находится на очень раннем этапе, да и дизайн здесь играет важную роль.

Xe-LP 32 EU на Intel 7

Встроенная графика процессоров Alder Lake предлагает 32 исполнительных блока (EU). Она производится по 10-нм техпроцессу, архитектура Xe-LP уже известна по CPU Tiger Lake. Однако там Intel оснащает чипы до 96 EU. Конечно, в тестах мы оценим производительность встроенной графики.

iGPU процессоров Tiger Lake работает на частотах до 1,35 ГГц. В случае Alder Lake частоты будут составлять до 1,45-1,55 ГГц, в зависимости от модели (Core i5, Core i7 и Core i9). В случае самих EU изменения не такие существенные, но по сравнению с предшественником Rocket Lake функциональных блоков на 50% больше. Кроме того, произошли улучшения с кэшем L1, кэш L3 составляет до 3,8 Мбайт.

Настольные Alder Lake могут работать с памятью DDR5, в данном случае встроенная графика будет выигрывать от более высокой пропускной способности. Но об этом мы поговорим в тестах через несколько дней.

Платформа Alder Lake

Intel представит не меньше четырех вариантов процессоров Alder Lake. Настольная корпусировка для сокета LGA1700 имеет размер 37,5 x 45 мм, также планируется BGA Type 3 с размерами 50 x 25 мм, конфигурация 6+8 со встроенной графикой 96 EU, плюс BGA Type4 HDI 28,5 x 19 мм с двумя производительными и восемью эффективными ядрами и iGPU 96 EU. Планируется выпустить процессоры Alder Lake только с производительными ядрами. Но неизвестно, будет ли Intel выпускать еще один вариант кристалла, либо просто отключит эффективные ядра.

Вместе с процессорами Alder Lake представлена и платформа. Впервые Intel поддерживает память DDR5 и интерфейс PCI Express 5.0. Встроенный контроллер памяти IMC процессоров Alder Lake официально поддерживает DDR4-3200 и DDR5-4800, а также LPDDR4x-4266 и LPDDR5-5200. Память DDR4, LPDDR4x и LPDDR5 поддерживалась и на Ice Lake, но не LPDDR5. В случае Alder Lake Intel расширила возможности поддержки памяти IMC. Память LPDDR более важна для мобильного сегмента. Через несколько дней мы опубликуем тесты, в которых рассмотрим преимущества DDR5. Важно понимать, что при переходе на платформу Alder Lake следует определиться с памятью DDR4 или DDR5 до покупки материнской платы. В слоты DIMM для DDR5 планки DDR4 не установить. И наоборот.

Настольная версия Alder Lake предлагает в сумме 16 линий PCI Express 5.0, которые можно разделить на пару по восемь. На видеокарту можно выделить как 16 линий, так и ограничиться восемью, поскольку слот PCIe 5.0 x8 по пропускной способности идентичен PCIe 4.0 x16. Поэтому здесь ограничений не будет. Кроме того, CPU предлагает четыре линии PCI Express 4.0 для NVMe SSD.

Остальные интерфейсы обеспечивает чипсет. Он вновь подключается к процессору через x8 DMI 4.0. Процессоры Rocket Lake-S поддерживали интерфейс x8 DMI 3.0 для чипсетов Z590 и H570. В случае x8 DMI 3.0 Intel увеличила пропускную способность до 8 GT/s (7,86 Гбайт/с), а с x8 DMI 4.0 вновь удвоила до 16 GT/s (15,72 Гбайт/с).

Упомянутый чипсет Z690 предлагает еще 12 линий PCIe 4.0 и 16 PCIe 3.0. Кроме того, есть 6x портов SATA 6 Гбит/с, 4x USB 3.2 Gen 2x2, 10x USB 3.2 Gen 2x1, 10x USB 3.2 Gen 1x1 и 16x USB 2.0. Присутствует контроллер Gigabit Ethernet и физический интерфейс PHY для поддержки LAN на 5 Гбит/с. Для беспроводного подключения доступен модуль Intel AX211 с поддержкой Wi-Fi 6E. Для мобильных версий Alder Lake будет полезна поддержка Thunderbolt 4.

Ядра CPU (до восьми производительных ядер и два кластера по четыре эффективных ядра) соединяются с подсистемой памяти кольцевой шиной. Compute Fabric дает пропускную способность до 1.000 Гбайт/с. I/O Fabric - до 64 Гбайт/с. Память подключается с пропускной способностью до 204 Гбайт/с.

Мы рассмотрели аппаратные компоненты в теории, но процессоры Alder Lake не могут раскрыть свой потенциал без подходящей программной обвязки. Intel Thread Director Technology отвечает за распределение процессов между производительными и эффективными ядрами. Но Thread Director в полной мере работает только под Windows 11.

Intel уже неоднократно упоминала значимость Thread Director в разных анонсах, касающихся Alder Lake, поскольку в гибридном дизайне очень важно правильное распределение потоков. Иначе ресурсы останутся незадействованными, а приложения будут работать не на тех ядрах, на которых должны. Могут быть "провалы" производительности, а мобильные дизайны Alder Lake могут потреблять слишком много энергии.

Для эффективной работы Thread Director требуется точная телеметрия. Работающие приложения разделяются на четыре класса приоритетов. Каждые 30 мс Thread Director анализирует нагрузку вместе с диспетчером операционной системы. Решение о распределении потока на ядра P или E, а также о переключении потока между ядрами, зависит от производительности IPC ядер. В некоторых ситуациях имеет смысл оставлять поток на ядре P, а не переносить на ядра E. И наоборот.

Впрочем, нам еще предстоит увидеть, как процессоры Alder Lake и диспетчер Thread Director будут работать в реальных условиях. Intel проводит внутренние тесты уже довольно длительное время, заявляя о проверке множества приложений. Первым гибридным дизайном Intel можно назвать Lakefield (тест), однако у него как раз наблюдались проблемы с распределением потоков. Для Alder Lake будет очень важно тесное сотрудничество между Thread Director и диспетчером операционной системы.

Windows 11 стала первой операционной системой, оптимизированной под Thread Director. Также весьма интересно оценить работу Alder Lake под Windows 10. Конечно, мы протестируем новые процессоры, тогда мы и вынесем вердикт насчет гибридного дизайна Alder Lake.

AMD Ryzen и Windows 11

После выхода Windows 11 были выявлены проблемы взаимодействия процессора Ryzen и новой операционной системы. Суть заключалась в неправильном выделении кэша L3 в процессорах Ryzen, Windows не могла полностью использовать 32 и 64 Мбайт у последних моделей CPU с одним и двумя CCD. В результате наблюдались высокие задержки кэша L3, а также низкая пропускная способность чтения и записи. Падение производительности в играх до 15% было заметно, то же самое касается и замедления приложений до 5%. Между тем Microsoft выпустила патч KB5006746, который решает проблему.

Еще одна ошибка касается выделения приоритетных ядер через Collaborative Power and Performance Control 2 (CPPC2). AMD указывает самые быстрые ядра в каждом CCD для программной обвязки, чтобы потоки с высоким приоритетом выполнялись на этих ядрах. Диспетчер Windows 11 не знает о существовании самых быстрых ядер, поэтому он не будет привязывать активное приложение к данным ядрам, чтобы они выполнялись быстрее. Разница между самыми быстрыми и самыми медленными ядрами может достигать нескольких сотен мегагерц.

На скриншоте выше показан тест кэша и памяти AIDA64 на процессоре Ryzen 9 5950X под Windows 11.

Наиболее тяжелые проблемы наблюдаются с процессорами Ryzen, содержащими больше одного CCD, то есть Ryzen 9 5900X и Ryzen 9 5950X, а также Ryzen Threadripper. Между тем AMD выпустила новый драйвер чипсета, который восстанавливает должное поведение приоритетных ядер (CPPC2). Новый драйвер с версией 3.10.08.506 рекомендуется установить для всех процессоров Ryzen, его мы использовали и для наших тестов.

Таким образом, неравенство будет устранено, и у Intel не будет искусственных преимуществ под Windows 11 из-за некорректной работы конкурента. Впрочем, в тестах мы еще поговорим о корректной работе процессоров под Windows 10 и Windows 11.

Переход с DDR4 на DDR5 станет самой большой проблемой для многих пользователей, и вопросов здесь накопилось немало. Сегодня мы ответим лишь на некоторые из них, поскольку пока не можем показать сравнительные результаты с памятью DDR4 и DDR5.

Память DDR5 знаменует фундаментальные изменения по многим характеристикам, поскольку DDR4 достигла тупика своего развития. Новая память стартует с режима DDR5-4800, но в ближайшие месяцы емкость и частоты существенно увеличатся. Спецификации указывают на частоту DDR5-8400 и емкость модуля до 2 Тбайт, но подобные характеристики вряд ли будут доступны на старте.

Если вы решите приобрести процессор Alder Lake, то следует выбрать материнскую плату с поддержкой DDR4 или DDR5. Встроенный контроллер памяти CPU поддерживает оба стандарта DDR4 и DDR5. Но на выпущенных материнских платах используется только один стандарт. Раньше мы встречали материнские платы, на которые были припаяны слоты DIMM разных типов памяти. DDR1 и DDR2, DDR2 и DDR3, а также DDR3 и DDR4 на одной материнской плате. Но на данный момент мы ничего не знаем о подобных моделях с DDR4 и DDR5 одновременно.

Оба стандарта предусматривают планки памяти с 288 контактами, но они не совместимы друг с другом. Что видно по расположению выреза. Конечно, его можно было бы сдвинуть чуть дальше, чтобы разница между планками была визуально более заметна. Но, возможно, есть технические ограничения.

Прирост пропускной способности и увеличение задержек

Память DDR5 перешла с одного канала на модуль на два канала. Кроме того, пропускную способность удалось увеличить, даже удвоить. Память DDR5-6400 на 6.400 MT/s работает в два раза быстрее DDR4-3200 на 3.200 MT/s. Но Intel почему-то говорит о двухканальном интерфейсе памяти. Впрочем, каждый канал контроллера разделен на два подканала, которые связываются с планкой памяти.

Один модуль DDR5-4800 имеет пропускную способность 37,8 Гбайт/с. То есть в режиме с двумя модулями она составляет 75,6 Гбайт/с. Планки на частотах 5.200, 6.000 или даже 6.600 MT/s получат более высокую пропускную способность. Соответственно, выиграют приложения, которые к ней чувствительны. Но значимого прироста во всех сценариях ждать не стоит.

Все производители памяти говорят о существенном увеличении емкости UDIMM в потребительском сегменте. Причем максимальная емкость планок DDR5 увеличится с 32 Гбайт для DDR4 до 128 Гбайт. Но это отнюдь не означает, что мы увидим подобные модули с самого начала. Память DDR5 можно приобрести в комплектах 2x 16 и 2x 32 Гбайт. Но Samsung уже запустила массовое производство памяти DDR5 с емкостью кристаллов 16 Гбит (2 Гбайт) и пропускной способностью 7,2 Гбит/с (DDR5-7200). Теоретически на них можно собирать планки до 512 Гбайт.

Еще одно изменение касается банков памяти DDR5. Модули DDR5 будут поддерживать до 32 банков - в восьми группах банков (8x4). Что означает удвоение по сравнению с DDR4, где поддерживались только 16 банков в группах 4x4 или 2x8. Кроме того, длина пакетной передачи Burst Length (BL) была удвоена с 8 до 16, что существенно ускоряет скорость передачи данных. Память DDR4 не выполняла других операций во время обновления ячеек, но в случае DDR5 поддерживается Same Bank Refresh, то есть один банк может обновлять ячейки, а остальные банки - выполнять любые другие операции. Что тоже позволило памяти DDR5 работать с пропускной способностью 6.000 MT/s и выше.

Но у DDR5 имеются не только преимущества. Производство DDR4 отлажено настолько хорошо, что позволило добиться очень низких таймингов. В первую очередь прирост производительности от них получают игры. DDR5 с самого старта может давать задержки 36-36-36-76, но напряжение требуется выше номинального 1,1 В. Самые быстрые комплекты DDR4 работают с таймингами CL12/14. В нашем тесте мы более подробно рассмотрим работу DDR4 и DDR5.

Тайминги CAS увеличилась, но из-за более высоких частот и других улучшений фактические задержки должны быть на уровне DDR4.

Еще один аспект касается определения ошибок (ECC) на самих чипах памяти DDR5 (On-Die ECC). Однако это не означает, что все системы с DDR5 будут полностью поддерживать ECC между контроллером памяти и планками. Поддержка On-Die ECC уже присутствовала у быстрых чипов GDDR6(X). В итоге разница между не регистровыми модулями и ECC для серверных сценариев останется.

Последний аспект касается питания памяти. У планок DDR5 используется встроенная система питания Power Management Integrated Circuit (PMIC), на снимке выше она расположена по центру. Подобный шаг не только увеличивает эффективность, но и позволяет каждому модулю самостоятельно выставлять нужное напряжение. Рабочее напряжение планок DDR5 снижено с 1,2 до 1,1 В. PMIC получает от материнской платы 5 В, которые он затем преобразует в 1,1 В. Если быть более точным, задаются три уровня напряжения: VDD, VDDQ и VPP. Для разгона DDR5 можно выставлять напряжение 1,35 В, хотя при этом на преимущества по эффективности рассчитывать не стоит. Максимальный уровень для большинства планок составляет 1,435 В, но рано или поздно появятся модули для оверклокеров, где PMIC позволит выжать и больше 1,435 В.

XMP 3.0 и режимы Gear

Вместе с DDR5 объявлены новые профили XMP 3.0, которые расширяют спектр функций по сравнению с XMP 2.0. Число профилей XMP 3.0 увеличено с двух до пяти. Три заданы производителем, два пользователь может конфигурировать по своему желанию. Совершенно верно, пользователь может сохранять настройки в собственные профили. Причем можно выбирать и собственные названия.

Мы получили следующие комплекты памяти DDR5 для тестов Alder Lake-S:

• Corsair Dominator Platinum RGB: DDR5-5200 38-38-38-84 (CMT32GX5M2B5200C38-PK1) 
• G.Skill Jipjaws S5: DDR5-5200 40-40-40-76 (F5-5200U4040A16GX2-RS5W)
• Kingston Fury Beast: DDR5-5200 (KF552C40BBK2-32)

Как можно видеть, с самого старта будет довольно много комплектов на 5.200 MT/s, что позволяет рассчитывать на небольшой разгон памяти. DDR5-4800 останется начальной спецификацией JEDEC, хотя наверняка будут планки, заявленные на данной частоте. Но G.Skill, например, уже объявила комплекты Trident Z5 на DDR5-6600 CL36. Хотя они будут стоит весьма немало. Планки 2x 16 Гбайт DDR5 на 4.800 или 5.200 MT/s можно будет приобрести примерно за €300 (24.600 ₽). Как видим, цены памяти DDR5 начального уровня сравнимы со скоростными комплектами DDR4.

С процессорами Alder Lake вновь работают режимы Gear, знакомые по настольным Rocket Lake. По сути, речь идет о делителе между частотами памяти и контроллера. Для Rocket Lake верно следующее: Gear 1 поддерживается всеми процессорами до частоты памяти DDR4-2933. При выборе более высоких частот контроллер памяти переключается в Gear 2. Только Core i9-11900K официально поддерживает Gear 1 до режима DDR-3200. Впрочем, в зависимости от процессора и памяти, можно разогнать Gear 1 вплоть до DDR4-3733, например.

Для Alder Lake спецификации были обновлены. Все представленные процессоры поддерживают DDR4-3200 в режиме Gear 1. Режим Gear 2 стартует с DDR4-3733, но ничто не мешает попытаться выставить память и IMC в Gear 1 вручную.

Режимы Gear доступны и для DDR5, но здесь Gear 2 стартует уже с DDR5-4800. Через несколько ступеней придется переключаться на Gear 4. В тестах памяти мы рассмотрим режимы более подробно.

Intel внесла несколько оптимизаций при производстве кристалла и корпусировке, чтобы улучшить производительность и упростить разгон. Процессоры Coffee Lake-S уже получили кристалл меньшей толщины, чтобы тепло на распределитель передавалось быстрее. Начиная с моделей Comet Lake-S, процессоры K использовали припой, который Intel называет STIM (Soldered Thermal Interface Material).

Толщина кремниевого слоя у 9-го поколения Core (Coffee Lake-S) составляла 800 мкм. В случае 10-го и 11-го поколения Core (Comet Lake-S и Rocket Lake-S) она была уменьшена до всего 500 мкм.

С процессорами Alder Lake-S Intel уменьшает слой еще на 25% до 375 мкм. Толщина STIM тоже уменьшена. Но распределитель тепла в итоге стал толще.

Открытый потенциал разгона

Поскольку сегодня мы не можем опубликовать подробности производительности, тему разгона тоже придется затронуть лишь вскользь. Но все представленные Intel процессоры имеют открытый множитель, поскольку относятся к семейству K(F). Вместе с материнской платой на чипсете Z690 процессор может раскрыть полный потенциал разгона, если верить Intel. Но разгон памяти поддерживается и на других чипсетах 500.

В Alder Lake-S BIOS доступны следующие настройки множителей или частот:

• Performance Cores
• Efficiency Cores
• Частота Ring/Cache
• Частота встроенной графики
• Частота памяти
• Base Clock BCLK

Конечно, можно вновь отключить AVX/AVX2 или выставить смещение. SMT на производительных ядрах тоже можно отключить.

Пока сложно сказать, какой потенциал разгона имеется у процессоров Alder Lake-S. AMD и Intel уже раскрывают потенциал своих процессоров по максимуму, поэтому вряд ли стоит рассчитывать на серьезный разгон. При экстремальном охлаждении можно выжать еще больше, особенно с процессорами Core i9, но в разумных пределах.

Intel представила новую версию Extreme Tuning Utility. Среди прочего, версия 7.5 имеет уникальные для Alder Lake функции, в том числе управление эффективными ядрами с телеметрией и памятью DDR5. Если в BIOS заходить желания нет, Extreme Tuning Utility обеспечит доступ к ряду настроек.

Предыдущие функции, такие как настройка частоты памяти и таймингов, тоже сохранились. Имеющиеся профили XMP можно использовать для автоматического или ручного разгона, например. В зависимости от нагрузки, система может переключаться между стандартами JEDEC (DDR4-3200 или DDR5-4800), а также выбранным профилем XMP.

Вне всякого сомнения, процессоры Alder Lake стали гигантским шагом для Intel. Гибридный дизайн будет использоваться на всех сегментах (за исключением процессоров Xeon). Эффективные ядра на дизайне Atom показывают производительность на уровне предыдущих ядер Skylake, но занимают лишь четверть площади производительных ядер, а также работают с намного меньшим энергопотреблением. Крупные производительные ядра в настольном сегменте впервые перешли на 10-нм техпроцесс, а также на новую микроархитектуру Golden Cove.

В тестах мы оценим, насколько хорошо гибридный дизайн Alder Lake показывает себя по сравнению с конкурентами. 8+8 ядрам (24 потокам) процессора Core i9-12900K предстоит сразиться с 16 ядрами Zen 3 у Ryzen 9 5950X, причем там число потоков составляет до 32. Конфигурацию 8+4 с 20 потоками процессора Core i7-12700K лучше сравнивать с 12-ядерным (24 потока) Ryzen 9 5900X. Младшая модель (на данный момент) Core i5-12600K имеет конфигурацию 6+4 с 16 потоками, ей предстоит состязаться с остальными процессорами AMD.

Остается вопрос и в корректном взаимодействии аппаратных и программных компонентов. Смогут ли эффективные ядра существенно увеличить многопоточную производительность? Насколько успешно операционная система будет использовать их для фоновых задач? Насколько быстро работают производительные ядра, будет ли диспетчер Windows корректно запускать на них наиболее требовательные приложения? Здесь свою роль сыграет Intel Thread Director, но многое зависит и от корректной работы операционной системы Microsoft. Все это мы рассмотрим в наших тестах.

Для настольного сегмента важна производительность, особенно если требуется как можно быстрее выполнять те или иные задачи. Но энергопотребление тоже играет свою роль. В случае Alder Lake есть несколько новостей. Номинальный TDP 125 Вт выставляется в случае слабой системы питания или недостаточного охлаждения. Но если ресурсы достаточные, процессор будет работать на более высоких уровнях энергопотребления (PL1 = PL2) 241, 190 и 150 Вт. Такое впечатление, что Intel решила действовать методом "грубой силы", по крайней мере, для топовых моделей. Но об этом мы еще поговорим в тестах.

Платформа Alder Lake получила новые интересные функции. Впервые на настольный сегмент выходит память DDR5, которая демонстрирует как сильные, так и слабые стороны. Стоит ли переходить на DDR5 с новой материнской платой или процессором, либо можно остаться с DDR4? Тему PCI Express 5.0 пока можно игнорировать из-за отсутствия совместимых видеокарт и SSD. Хотя в 2022 году она может стать актуальной.

Вопросов остается много, и мы ответим на них в тесте, который опубликуем через несколько дней.

Пока что мы можем поделиться результатами производительности, предоставленными Intel. Сама Intel видит преимущество новых процессоров в играх, и раньше CPU Intel действительно показывали здесь отличные результаты. Многопоточная производительность тоже весьма важна, здесь Intel сможет дать до 16 ядер. Следует отметить, что Intel проводила тесты до того, как Microsoft и AMD опубликовали соответствующие патчи драйверов/операционной системы.

Подписывайтесь на группы Hardwareluxx ВКонтакте и Facebook, а также на наш канал в Telegram (@hardwareluxxrussia).