Intel vijf generaties IPC test: Broadwell, Haswell, Ivy Bridge, Sandy Bridge en Nehalem

79 reacties
Inhoudsopgave
  1. 1. Inleiding
  2. 2. Resultaten
  3. 3. Reacties

Inleiding

Recent publiceerden we een uitgebreide review van de Intel Core i7 5775C, de eerste los verkochte Intel processors uit de Broadwell generatie. Waar we in die review nog geen antwoord op konden geven is de klok-voor-klok prestatiewinst van Broadwell ten opzichte van de vorige generatie. Daar zijn we nu even verder ingedoken: we hebben vijf generaties Intel processors getest met identieke klokfrequentie. 


Zoals bekend maakte Intel voor de introductie van haar processors tot voor kort gebruik van de zogenaamde tick-tock strategie. Daarbij introduceerde men om en om een nieuwe processorarchitectuur en een nieuw productieprocedé. De op dit moment nog nieuwste generatie, Broadwell, is een tick en dat betekent een bestaande architectuur, maar dan met een nieuwe generatie transistors. Juist de ticks staan in de regel bekend om een toename van effiëntie ofwel de prestaties-per-watt. Het zijn over het algemeen juist de tocks, nieuwe architecturen, waarbij grotere prestatiewinsten worden geboekt. In het recente verleden: Sandy Bridge en Haswell.

Overigens lijkt het erop dat Skylake voorlopig de laatste stap in deze strategie is: Intel kondigde onlangs aan dat er na deze 'tock' niet één maar twee 'ticks' zullen volgen.

Architectuur CPU's Tick/Tock Procedé Introductie
Presler/Cedar Mill Pentium 4 / D Tick 65 nm 2006
Conroe/Merom Core 2 Duo/Quad Tock 65 nm 2006
Penryn Core 2 Duo/Quad Tick 45 nm 2007
Nehalem Core i Tock 45 nm 2008
Westmere Core i Tick 32 nm 2010
Sandy Bridge Core i 2xxx Tock 32 nm 2011
Ivy Bridge Core i 3xxx Tick 22 nm 2012
Haswell Core i 4xxx Tock 22 nm 2013
Broadwell Core i 5xxx Tick 14 nm 2014
(2015 desktops)
Skylake Core i 6xxx Tock 14 nm 2015
Kaby Lake Core i 7xxx? Refresh 14 nm 2016
Icy Lake Core i 8xxx? Tick 10 nm 2017

Het is normaal gesproken niet enkel een nieuwe architectuur die voor hogere prestaties zorgt. Zaken als ondersteuning voor nieuwe instructies, hogere klokfrequenties, verbeterde Turbo-algoritmes en andere zaken kunnen er ook voor zorgen dat nieuwe CPU's sneller zijn dan hun voorloper. Het maakt dat je uit de normale benchmarkresultaten eigenlijk niet kunt extraheren welk gedeelte van de prestatiewinst nu exact voor de verbeterde architectuur komt.

Om daar voor de laatste paar generaties een gevoel bij te krijgen, hebben we een snelle IPC-test gedaan met de laatste vijf Intel generaties. Wij pakten processors uit de laatste vijf generaties, klokten ze alle op exact 3,0 GHz met Turbo en HyperThreading uitgeschakeld en voorzagen ze van 8 GB DDR3-1600 geheugen met 8-8-8-24 1T timings. 

Van de Westmere generatie zijn helaas geen quad-core desktop processors uitgebracht. Deze generartie is puur gebruikt voor enerzijds server CPU's en anderzijds instap dual-core processors. Zodoende hebben we deze generatie niet mee kunnen nemen. We hebben dus wel de laatste vijf generatie waarvoor quad-core desktop CPU's bestaan getest.

De volgende CPU's hebben we getest, alle dus op de hierboven genoemde vaste settings:

Nemalem: Intel Core i7 875K
Sandy Bridge: Intel Core i7 2600K
Ivy Bridge: Intel Core i7 3770K
Haswell: Intel Core i7 4790K
Broadwell: Intel Core i7 5775C 

We hebben twee benchmarks gedraaid: Cinebench R15 en de Tech Arp x264 video-encoding benchmark. Beide draaiden we zowel multi-threaded (alle cores actief) als single-threaded (één core actief).

Resultaten

In onderstaande twee grafieken zie je de resultaten voor Cinebench R15, single threaded en multi-threaded. Zoals te verwachten zien we bij de tocks, specifiek Sandy Bridge en Haswell, de grootste prestatiewinsten. In het recente verleden is primair bij Sandy Bridge de grootste stap gezet. De stap bij Ivy Bridge lijkt het kleinst, de verschillen in architectuur met Sandy Bridge waren dan ook miniem. Maar ook bij Broadwell is de prestatiewinst klok-voor-klok minder dan 4%.

In de Tech Arp x264 benchmark zien we ook de grootste winst bij de twee tocks, Sandy Bridge en Haswell. Opvallend is echter dat in deze benchmark Ivy Bridge het ook duidelijk beter doet dan zijn voorloper. Broadwell blijkt hier maar zeer beperkt beter te presteren dan Haswell.

Conclusie

Toegeven, dit is een snelle test met slechts twee benchmarks, dus hele harde conclusies mogen we niet trekken. In deze twee benchmarks zien we in ieder geval niet terug dat Broadwell zoals beloofd een circa 5% hogere IPC heeft dan Haswell. Voor grote stappen moeten we duidelijk bij tocks zijn, nieuwe architecturen dus.

Zo'n nieuwe tock staat gelukkig voor de deur: op korte termijn mogen we de eerste Intel Skylake processors verwachten. En dan zullen we deze test uiteraard ook op de nieuwe architectuur uitvoeren.

0
*