Ivy Bridge-E，新六核電力大躍進：原生核心搭22nm製程，耗電量低30％

又是個2年，Intel再次翻新旗艦產品線，推出高階玩家睽違多時的Ivy Bridge-E平台。新世代並未帶來衝突，除了維持和Sandy Bridge-E相容的LGA 2011腳位設計，亦沿用既有X79晶片組。玩家得以降低荷包失血程度，升級既有如Core i7-3820低階處理器，挑選出滿意的款式來組裝電腦。高階個人平台市場，已經不再瀰漫戰火硝煙，而是Intel自己唱獨角戲。AMD自稍早前Bulldozer核心架構計畫，乃至於Piledriver後繼救援失利後，逐漸失去向Intel全面開戰的能力。即便Piledriver架構產品仍為高階主力，所謂模組化八核心看來頗為犀利，但是比拚效能或每瓦效率下來，都很難彰顯出高明之處。從FX 8000系列不到6,000元，FX 9000系列萬元起跳至最高約26,800元，漫長的價格守備範圍不難看出玄機。廠商都相當精明，特別是處理器這耗費鉅資的行業，任誰都希望能獲得合理，甚至是豐厚的利潤。AMD這價格策略除了讓Piledriver失去獨特性，也透露出自信心（抗衡力）不足的殘酷事實，只能降低身段拉高規格打混戰。Ivy Bridge-E說來沒有太多新鮮事，前代Sandy Bridge-E採用32nm製程生產，這次是換上結合3D電晶體技術的22nm製程。其餘功能改進與強化，都只是小幅進化而已，例如正式全面支援PCI-E 3.0，新增支援DDR3-1866記憶體等。過去從Sandy Bridge跨入Ivy Bridge世代，可看到3D Tri-Gate Transistor改善了電力效率比，是該次進化的重要環結。然而內部電晶體密集疊疊樂影響到熱傳導，以致處理器工作溫度反而較以往高出些微，著實讓人感到傷腦筋。這段歷史會在Ivy Bridge-E上重演嗎？也許不會。Sandy Bridge-E世代六核心產品Core i7-3960X/3930K，和Sandy Bridge-EP伺服器、工作站產品線為共生關係，是八核心處理器遮蔽其中2個核心而來，連帶關閉的還有2組各2.5MB容量的L3快取記憶體。現在進化到Ivy Bridge-E世代，Intel進而改成貨真價實的原生六核心設計，可預期電力效率比乃至於溫度，都會出現正向變化。參考下方規格簡表可發現，Sandy Bridge-E上市一段時日後，Intel加碼推出Core i7-3970X。和Core i7-3960X相較下，預設時脈從3.3GHz拉高到3.5GHz，Turbo Boost更達到4GHz之高。這小幅時脈調整讓TDP由130W攀升到150W，依據官方對於TDP的定義來看，即便消耗功率沒有加重，肯定也要強化散熱處理才行。有了22nm製程加上3D電晶體技術加持，Ivy Bridge-E時脈得以再拉高，卻不用向上修正TDP。Core i7-4960X預設時脈即3.6GHz，較前代任一產品來得高，Turbo Boost設定維持在4GHz，但是TDP控制在130W規格。意味理論上更為省電，超頻潛力也會變得寬廣些，不用疲於奔命的和功率與溫度等問題奮戰。除了製程轉變，其他規格與功能性等部分，如同我們先前給予Ivy Bridge的評價，Ivy Bridge-E也是「微」進化。記憶體支援性的更新聊勝於無，除了既有DDR3-1600/1333時脈支援，額外新加入DDR3-1866規格。得留意這不同於X.M.P.超頻，是指支援符合JEDEC規範的「原生」時脈模組，目前應該很難買到這規格模組產品。Sandy Bridge-E世代撲朔迷離的PCI-E 3.0支援性問題，這次白紙黑字寫明了正式支援，毋須動用暗黑技法改造。內建通道仍然維持40條，並未因版本更新而擴增或閹割，得以配置成2組x16加1組x8、1組x16加3組x8、1組x16、2組x8、2組x4等模式。加上X79晶片組所內建8條PCI-E 2.0，為數48條之多的通道，讓主流效能平台望塵莫及。處理器腳位維持LGA 2011設計，得以相容於既有X79晶片組主機板，並且共用散熱器等周邊。雖然多數外貌一致，隨著半導體製程轉變，Ivy Bridge-E底部還是有些許不同。單位：GOPS 越大越好→Core i7-4960X較Core i7-3960X高4.6％，Core i7-4820K較Core i7-3820高4.1％。 單位：GOPS 越大越好→Core i7-4960X較Core i7-3960X高6.0％，Core i7-4820K較Core i7-3820高4.8％。單位：MPixel/s 越大越好→Core i7-4960X較Core i7-3960X高3.4％，Core i7-4820K較Core i7-3820高2.9％。單位：MPixel/s 越大越好→Core i7-4960X較Core i7-3960X高4.4％，Core i7-4820K較Core i7-3820高3.6％。單位：MPixel/s 越大越好→Core i7-4960X較Core i7-3960X高3.2％，Core i7-4820K較Core i7-3820高3.0％。單位：MPixel/s 越大越好→Core i7-4960X較Core i7-3960X高3.8％，Core i7-4820K較Core i7-3820高3.3％。高階平台玩家往往不甘寂寞，超頻使用是稀鬆平常的習慣，這也是Intel最近幾年強調的項目之一。Ivy Bridge-E倍頻調整空間，從先前57倍放寬到63倍（基頻為100MHz），理論上是能夠輕易挑戰6.3GHz。官方另外宣稱，新加入核心即時超頻，以及功率限制、電壓控制等功能，用以增加超頻彈性與成功率。對於一般使用者來說，Core i7-4820K更有亮點，從型號可看出改為不鎖倍頻設計。先前Core i7-3820片面上沒有不鎖倍頻功能，但是得以有限度調整倍頻，而且無需動BCLK設定。視主機板韌體設計而定，能將Turbo Boost或4個核心時脈，小幅度拉高到4.4GHz（即44倍頻）。對於Intel這舉動，筆者猜想是不想讓它再被Core i7-4770K/3770K閃大燈，乾脆解放以提升其性價比。除了以上零零總總，Ivy Bridge-E和Sandy Bridge-E之間，就沒有太多實質可見相異處。這次Intel提供給媒體的測試樣品為Core i7-4960X，我們另外找來Core i7-4820K，以及各相對應舊產品。Core i7-4960X如雲朵高高在上，基本上是沒有對手可言，但Core i7-4820K定位有些尷尬，故加入Core i7-4770與Xeon E3-1230V3來互尬。得留意Sandra測試數據，該軟體對於新指令集的支援步伐很快，因此Ivy Bridge-E和Haswell測試條件不同，部分數據恐怕是無法直接類比。就LGA 2011腳位處理器自行比較下來，Core i7-4960X理論面運算效能較Core i7-3960X增進將近5％，而Core i7-4820K對比Core i7-3820則是不到4％。基於微進化因素，再加上有過Ivy Bridge經驗，這結果算符合預期。其中唯一比較大的差異，是在加密解密性能的散列頻寬項目中，Core i7-4960X超前34％，Core i7-4820K亦有提升30.6％之多。Ivy Bridge推出當時，和Sandy Bridge世代產品群測下來，即出現過這樣大幅度進步的情景。除了說也許是軟體測試模式影響外，可能有些不在片面規格之中的小變動，默默提升了效能表現。處理器閒置時脈仍設定為1200MHz（12倍頻），介於以往的主流桌上型產品1600MHz（16倍頻），以及Haswell世代8倍頻（800MHz）設定之間。單位：GB/s 越大越好→Core i7-4960X較Core i7-3960X高34.1％，Core i7-4820K高Core i7-3820快30.6％。單位：GB/s 越大越好→Core i7-4960X較Core i7-3960X高7.5％，Core i7-4820K高Core i7-3820快10.0％。單位：分數 越大越好→Core i7-4960X較Core i7-3960X高6.6％，Core i7-4820K較Core i7-3820高6.9％。單位：分數 越大越好→Core i7-4960X較Core i7-3960X高6.2％，Core i7-4820K高Core i7-3820快7.0％。單位：GB/s 越大越好→LGA 2011腳位處理器占四通道設計優勢，記憶體頻寬較雙通道平台高出70％以上。單位：GB/s 越大越好→MaxxMEM似乎和四通道平台水土不服，或說受測試模式差異影響，看不出四通道效用。單位：分數 越大越好→Geekbench記憶體效能測試結果相仿，LGA 2011腳位處理器並未因四通道而占上風。單位：分數 越大越好→或許當記憶體通道數量、總容量達到一定水準，實際使用中就難以察覺更多通道的優點無論如何，Core i7-4960X仗著核心數量優勢，不負其身價大幅領先Core i7-4820K。在測試模式、條件相同的部分，Sandra加密解密性能的加密/解密頻寬 AES256-ECB，Core i7-4820K/3820都較核心與執行緒，數量相同的Haswell產品高。不過Geekbench的整點與浮點測試相反，連Xeon E3-1230V3都能巴掉Core i7-4820K。記憶體效能也頗為有趣，Sandra測試總能壓榨出極限值，其餘軟體則因測試模式不同，時脈與通道數量表現出來的差異往往有限。LGA 2011平台終究具有四通道，因此在Sandra測試中大幅領先，領先比較組Haswell達70％以上。反觀在MaxxMEM與Geekbench，則是縮小到變成拉鋸戰，不再具有完封的演出。後段數據比較趨於真實軟體應用，在Cinebench與POV-Ray相關測試中，Ivy Bridge-E效能平均提升超過7％，其中又以Core i7-4820K增加較多。以單核心運算測試，Haswell表現反而有過而無不及，也是微妙的一點。至於7-Zip和WinRAR測試部分，新舊處理器之間差異有限，但六核心威力硬是比四核心處理器高40％以上。PCMark數據看來有些怪異，以下3種模式測試所得結果，4款LGA 2011處理器都落後給Haswell。其實這正好突顯出，即便多核心處理器問世多年，軟體端最佳化步伐總是慢了點的問題，這類現象見怪不怪。Geekbench測試結果倒是出乎預料，六核心處理器合理的遙遙領先超過14％，而Core i7-4820K不意外地又輸給小老弟們。單位：pts 越大越好→Core i7-4960X較Core i7-3960X高7.0％，Core i7-4820K較Core i7-3820高6.8％。單位：pts 越大越好→Core i7-4960X較Core i7-3960X高7.6％，Core i7-4820K較Core i7-3820高13.1％。單位：秒 越小越好←Core i7-4960X較Core i7-3960X快8％，Core i7-4820K較Core i7-3820快8.4％。單位：秒 越小越好←Core i7-4960X較Core i7-3960X快8.7％，Core i7-4820K較Core i7-3820快14.0％。單位：MIPS 越大越好→Core i7-4960X較Core i7-3960X高5.6％，Core i7-4820K較Core i7-3820高4.4％。單位：KB/s 越大越好→Core i7-4960X較Core i7-3960X高2.8％，Core i7-4820K較Core i7-3820高1.9％。單位：分數 越大越好→Core i7-4960X較Core i7-3960X高1.3％，Core i7-4820K較Core i7-3820高4.3％。單位：分數 越大越好→Core i7-4960X較Core i7-3960X高4.4％，Core i7-4820K較Core i7-3820高2.5％。對這要價不斐的旗艦平台，Intel以往曾用極致遊戲體驗，諸如此類行銷話術。我們這邊只擺出以3DMark 11為主的數據，可看出除了物理運算對處理器有一定依賴外，圖形與總分仍以顯示卡實力為主要依據。筆者也跑過Unigine Heaven Benchmark 4.0、S.T.A.L.K.E.R.: Call of Pripyat Benchmark等測試，坦白說是看不出旗艦平台有什麼優越之處。Cinebench的OpenGL項目數據，和PCMark同樣令人感到驚訝，Haswell竟然能夠海放自家大哥。雖然一般認為這是以測試顯示/繪圖卡為主，不過處理器指令集也具有相當影響力，Haswell新納入AVX 2.0、TSX-NI等指令集，無形中默默推了一把。在不久前的測試中，即得到E3-1230V3較V2版高出30％以上的結果，所以不用感到訝異。看完這票數據大家應該有個底，從Sandy Bridge-E進化到Ivy Bridge-E，效能提升幅度平均落在5～10％不等。我們開頭即依據經驗來推斷，認為Ivy Bridge-E主要改進是在電力效力比，無論效能平均提升是5、10％或更多，意義都不如消耗功率與溫度改善來得重大。基於製程技術與電源管理機制因素，閒置狀態下Core i7-4960X表現相當出色，和4核心的Core i7-4820K/3820相當，都優於從八核心遮蔽而來的Core i7-3960X。以Cinebench測試拉高負載，Core i7-4960X平台耗電量約152W，較Core i7-3960X大幅減少30％左右。這數值只比Core i7-4820K高出約20％，加以參考效能差距來看，其電力效率改善相當優異。然而四核心的Ivy Bridge-E，由於Core i7-3820當初就是原生四核心設計，使得Core i7-4820K沒能有格外突出的表現。這2款處理器超頻至4.4GHz（All Core）時，Core i7-4820K峰值耗電量約178W，只比Core i7-3820少9W左右，而且參考AIDA64偵測資訊，溫度還較Core i7-3820高出10度。研判溫度是受到新製程影響，六核心方面由於結構改變較大，因此無以察覺製程對溫度的影響性。單位：分數 越大越好→Core i7-4960X較Core i7-3960X高4.4％，Core i7-4820K高Core i7-3820快6.2％。單位：分數 越大越好→Core i7-4960X較Core i7-3960X高6.4％，Core i7-4820K高Core i7-3820快6.8％。單位：分數 越大越好→Core i7-4960X較Core i7-3960X高7.2％，Core i7-4820K高Core i7-3820快6.4％。單位：分數 越大越好→這部分單純是顯示卡端效能測試子分數，處理器並未造成顯著影響，可以直接忽視。單位：分數 越大越好→3DMark 11總分數看不出端倪，僅Xtreme Score 物理部分才能看到處理器的影響。單位：fps 越大越好→Core i7-4960X較Core i7-3960X高7.3％，Core i7-4820K高Core i7-3820快6.2％。單位：瓦特 越小越好←Core i7-4960X閒置時耗電量相當低，和4核心結構的Core i7-4820K相差無幾。單位：瓦特 越小越好←Core i7-4960X高負載耗電量比Core i7-3960X減少將近70W，相當於降低約30％。Ivy Bridge-E維持LGA 2011腳位設計，受惠者除了Sandy Bridge-E使用者，主機板廠商也不用背負成本再推出一系列新產品。然而X79晶片組已經問世將近2年，SATA 6Gb/s與USB 3.0等介面配置早已經脫節，要再戰1～2年等Haswell-E的X99取代之，顯然是有些力不從心。在Ivy Bridge-E解禁前後，各家主機板廠商紛紛推出新版BIOS，升級後即可對應支援新處理器。由於各家先前已經累積多款X79主機板產品，推出小改款新板子的積極度自然減弱許多。畢竟晶片組沒有變動，當下也沒有任何非得更改電路，才能完成設計的新附加功能潮流出現，可理解是難以再變出什麼噱頭來。截稿前僅取得華碩推出的改款產品X79-DELUXE，目前市場價格約12,990元，屬於中高單價之一。其他家新品大多處於「只聞樓梯響，不見人下來」階段，尚未出現在零售通路市場，舊有產品是當前唯一選擇。價格分布大致集中在7,000～13,000元，最便宜者微星X79-MA-GD45只要6,000元，板王則是將近25,000元的華擎X79 Extreme 11。以下快速瀏覽這次處理器測試，做為平台基礎的華碩X79-DELUXE，和先前P9X79 DELUXE之類同等級產品相比，做了哪些功能性強化。從外觀不難發現，X79-DELUXE換上金色系大型散熱片，包含插槽、連接器等配置風格，都和今年的LGA 1150腳位主機板相仿。儘管電路設計基礎相去不遠，視覺感煥然一新，頗有吸引消費者的效果。藏在散熱片底下的處理器電源迴路，結合DIGI+ Power Control功能構成8+2+2+2相設計，並且選用保證5,000小時壽命的固態電容配置。另外也少不了TPU、EPU等，電源管理相關功能設計，這點和以往產品相仿。I/O介面部分一共配置4組PCI-E 3.0 x16插槽，第3組只能配置為x4模式，其餘3組全部啟用配置模式為x16、x8、x8。另外還有2組x1插槽，是由X79晶片組供應，通道和x16插槽分離。依據整體布局來看，能同時安裝3張雙插槽厚度顯卡，只不過得犧牲2組x1與第4組x16插槽。內、外接SATA連接埠高達14組，扣除X79內建的部分，共使用3顆磁碟控制器來組成。其中Marvell控制器支援RAID 0、1、10，以及該廠的固態混合功能HyperDuo，華碩另外提供SSD Caching II軟體，能在Windows環境簡單快速的設定組態。對於X79所欠缺USB 3.0，由3顆ASMedia控制器來補齊，搭配USB 3.0 Boost軟體可獲得UASP功能支援。其他項目包括雙Gigabit乙太網路，分別由Intel 82579V與Realtek 8111GR控制器組成，規格標示支援IEEE 802.az節能乙太網路標準。此外無線通訊功能，Bluetooth升級為4.0版本，還有最新的802.11a/b/g/n/ac無線網路模組。其外接天線組為2T2R規格，支援2.4/5GHz雙頻段，還有Wi-Fi GO!軟體豐富應用功能。相較於其他廠商，華碩最近幾年投注相當心力，在軟體功能開發上。這些和硬體功能相關的項目，集合成AI Suite套件提供統一操作介面，用心程度確實值得肯定。具有全新打造氣息的X79-DELUXE，如同Haswell世代主機板，也搭配最新版AI Suite 3。綜觀來看它，雖然超過萬元價格並不便宜，仍然算是貴得其所，想組裝Ivy Bridge-E平台值得參考之。