物理学、アイビーブリッジ、そしてオーバークロックの遅い死

アイビーブリッジが死んだ...

Ivy Bridgeの発売から数週間で、IntelはPrescottでデビューして後続のCPUに採用したフラックスレスはんだではなく、CPUのヒートスプレッダーと実際のダイの間にサーマルペーストを使用したことが判明しました。これは、オーバークロック時にIVBが非常に速く熱くなるという証拠と相まって、愛好家コミュニティの特定の部分からの歯の多くの嘆きとぎざぎざを引き起こしています 相反する 証拠 実際にヒートスプレッダーを外すかどうかで違いが出てきます。

ヒートスプレッダーを削除することが重要かどうかの問題の背後に潜んでいます(そして、少なくともそれを考えることは完全に合理的です たぶん......だろう 違いを生む)は不幸な真実です:オーバークロックはなくなりつつありますが、今回はIntelがはんだよりもgooを選択したからではありません。問題は全身性です。ムーアの法則は依然として有効であるが、デナードのスケーリング(小さなトランジスタは比例して少ない電力を使用するという規定)が崩壊したという事実の結果として、何年も前に崩壊しました。



問題の根本を理解するには、Nehalem、Sandy Bridge、およびIvy Bridgeのトランジスタ密度を検討してください。



トランジスタ密度

これは、同社がトランジスタの密度を従来の方法でスケーリングすると同時に、TDPを通常の速度で低下させることができたが、密度の増加がダイ全体のホットスポットの形成を促進しているというIntelの製造能力を物語っています。関係は比例します。ダイが小さいほど、各コンポーネントが占める表面積は小さくなります。表面が小さいほど、ヒートスプレッダーとの接触面積が少なくなります。ダイの表面が収縮するにつれ、ホットスポットが熱くなるという簡単な方法はありません。 Ivy Bridgeに対して機能するもう1つの要因は、プロセスノードが縮小すると、特定の電圧で生成される抵抗(熱)の量も増加することです。電圧を上げてクロック速度を上げても、この傾向はさらに悪化します。これにより、コアの温度が急激に上昇します。



小さなプロセスで構築されたCPUは必要な電圧が低く、小さな増加に対してより鋭敏に反応することは古くからの事実ですが、45 nmのNehalemと22 nmのIvy Bridgeの違いは際立っています。当初の計画では、Nehalem(45 nm)、Sandy Bridge(32 nm)、Ivy Bridge(22 nm)のCPU電圧、消費電力、周波数の関係を比較しました。残念ながら、予期しない技術的な問題が介入しました。その結果、私たちは自分たちのNehalemデータを、 アナンドテック (AT)および 技術レポート (TR)、そしてNehalemおよびIVBとの比較を限定しました。これは、データが厳密に制御されなくなったことを意味しますが、他の2つのサイトの測定値を信頼しており、2つのサイトの違いは微妙ではありません。

Nehalemシステムは、MSIのBig Bangマザーボードを使用して構築されました。より低い消費電力と強力なオーバークロック機能を特徴とするマニアX58デザイン。ローエンドのRadeon 5750とわずか2GBのRAMを使用して、消費電力を最小限に抑え、製品の世代間で比較するときの非CPUコンポーネントの影響を減らしました。

ATとTRのデータによると、(Ivy Bridge)Core i7-3770Kは、3.5GHzのストック速度で最大120Wを消費します。これは、全負荷で161Wを消費した(Nehalem)Core i7-920を大幅に改善したものです。 4.6 GHzで、IVBの消費電力はほぼ2倍になり、204 Wになりました。 Tech Reportの最高4.9GHzで、チップの消費電力は236Wに上昇しています。



データセットを正規化して比例的な増加を示すとき、アイビーブリッジとネハレムを比較します。

アイビーブリッジ対ネハレム

グラフの バツ-軸、40%はIVBを指し、53%はネハレムを指します。これは、私たちが望んだよりも正確ではありませんが、与えられた異種のデータセットを基にして構築できた最適なラインです。 4GHzで— 50%を少し超えるオーバークロック—私たちのi7-920は約275Wを消費しました。 4.9GHzで、Tech ReportのIvy Bridgeは236Wを消費しました。

温度ではなくワット数に焦点を合わせると、アイビーブリッジの熱密度の増加が実際にどのように機能するかがより明確になります。チップのサーマルペーストに焦点を合わせると、大きな傾向がわかりにくくなります。バスベースのオーバークロックが主にdgodoの道を進んでいて、AMDがIntelに熱狂的な挑戦を提供することができないため、ローエンドチップを購入し、クロックを30〜50%ランプして補償する日々は、完全になくなりました。現在、インテルのデスクトップ製品は、クロック速度ではなく、コア数、ハイパースレッディング、キャッシュサイズによって大きく区別されています。

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