Configurazioni a Confronto - Architettura Nehalem

Primo appuntamento per la rubrica dedicata al confronto e all'analisi di più configurazioni accomunate da un singolo componente od obiettivo.

Dando un senso di continuità al cambiamento che ha coinvolto tutto Multiplayer.it, tratteremo in questa rubrica di volta in volta uno specifico componente. Iniziamo alla grande concentrandoci sulla nuova architettura di Intel descrivendo di cosa si tratta e dando infine due configurazioni, una standard e una con spiccata propensione all'overclock.

Intel fa Tock!

Durante il mese di novembre 2008 Intel ha immesso nel mercato la propria nuova microarchitettura basata sul progetto Nehalem, rispettando di fatto la propria roadmap (tabella di marcia) e l'approccio al modello di sviluppo denominato "Tick-Tock", che la vede da qualche anno alternare a cadenza di circa 12-13 mesi la fase di Tick a quella di Tock.
Con il termine Tock si identifica l'introduzione di una nuova microarchitettura, mentre con Tick si identifica l'ottimizzazione generale dei processori della stessa tramite vari accorgimenti che riguardano l'affinamento del processo produttivo(esempio da 65nm a 45nm con relativa riduzione dei consumi), una disposizione migliore dei transistor con il conseguente aumento o taglio della cache e l'aggiunta di nuovi set di istruzioni integrate per migliorare la velocità di esecuzione del codice.

Stando a quanto pianificato da Intel, già dall'estate del 2006 quando furono introdotti i processori basati sul progetto Merom/Conroe (i primi per il settore notebook e i secondi per desktop, commercialmente conosciuti come Core 2 Duo), si era al corrente che due anni dopo sarebbe uscita una nuova microarchitettura che avrebbe cambiato le carte in tavola, che avrebbe comportato un salto generazionale, come appunto fu a suo tempo il passaggio dai Pentium 4/M/D ai primi esponenti della Intel Core Microarchitecture (ICM).

Core i7

Nehalem è una nuova microarchitettura, risulta il processore "Tock", e rappresenta concettualmente il maggior salto in avanti compiuto da Intel negli ultimi anni. Vediamo cosa migliora in dettaglio cercando di rimanere di facile comprensione.
Le prime CPU Nehalem sono basate sul core Bloomfield(nome in codice del Die),

sono ottenute sfruttando il processo produttivo a 45nm con transistor basati su gate metallici high-k, commercialmente sono conosciute con il nome Core i7 e hanno un proprio rinnovato logo che già fa intendere la rottura con i modelli precedenti Core 2 Quad. Importante precisare che adottando un nuovo socket, denominato LGA 1366, questi nuovi processori non sono in alcun modo compatibili con il parco macchine esistente e quindi comportano l'acquisto di una nuova scheda madre e nuove memorie ram di tipo DDR3 in kit da tre moduli per il Triple Channel e certificate per dare il meglio a 1,65V di alimentazione massima.
Al momento sono disponibili in tre modelli:

Core i7 965 Extreme Edition

Core i7 940

Core i7 920

Come si può notare i processori Core i7 940 e 920 hanno caratteristiche identiche esclusa la frequenza di clock e sono nella fascia di prezzo che possiamo identificare come medio-alta, mentre nella fascia "estrema"(che va oltre l'alta per intenderci) fa da padrone il 965 Extreme Edition che si differenzia sia per la frequenza di clock incrementata sino a 3,2 GHz(con moltiplicatore sbloccato), sia per la frequenza del bus QPI che sale a 3,2 GHz, equivalenti a 6,4 Gigatransfert al secondo, e infine per l'Overspeed protection disabilitata. Allo stato attuale delle cose l'abilitazione della protezione sui processori inferiori non è considerata un impedimento per l'overclock, poiché raggirabile tramite le impostazioni del BIOS denominate in diversi modi (a discrezione del produttore) presenti in quasi la totalità delle schede madri immesse in commercio.
Già arrivati a questo punto in molti si potrebbero essere accorti dell'uscita di scena del Front Side Bus(FSB) per un ancora poco identificato Quick Path Interconnect(QPI), l'introduzione di una cache di terzo livello (L3) da 8Mbyte e il sentito parlare di memorie Triple Channel.
Andiamo con calma, le novità di cui parlare sono molte.

Quad core monolitico anche per Intel

Parte delle nuove e "visibili" caratteristiche introdotte da Intel in Nehalem, sono delle scelte progettuali che la rivale AMD in passato ha già implementato nelle proprie CPU e microarchitetture con risultati alterni. Infatti il primo quad core monolitico, come la prima CPU con controller di memoria integrato e anche l'adozione di un'alternativa all'ormai obsoleto Front Side Bus (FSB) sono caratteristiche precedentemente introdotte da AMD.

Prima dei Core i7, Intel per realizzare le proprie CPU Quad Core utilizzava la tecnica del Multi Chip Module (MCM) che in pratica si tratta di affiancare due Dual Core distinti sullo stesso package. Con Nehalem i quad core sono realizzati con un die monolitico, possiamo dire che sono quad core di tipo nativo con i 4 core nello stesso blocco di silicio e questo comporta il vantaggio di avere una connessione diretta dei processori e la condivisioni della cache e di alcune unità di controllo. Il risvolto della medaglia si presenta solo in fase di costruzione, infatti, se uno dei quattro core non fosse conforme alle caratteristiche e comportasse problemi sarebbe scartata tutta la CPU, senza la possibilità di recuperarne nulla.
Grazie all'adozione di un'architettura di tipo monolitico Intel ha potuto implementare una cache di terzo livello(L3) da 8MB condivisa tra tutti e quattro i core, cosa tecnicamente non possibile nei Core 2 Quad(creati accorpando due Dual Core).
Come fece AMD nel lontano 2001 introducendo la connessione Hypertransport, anche Intel abbandona l'ormai vetusto FSB (Front Side Bus) diventato un vero collo di bottiglia, per il rinnovato Quick Path Interconnect. Il QPI è una connessione punto-punto bidirezionale con un Gigatransfert al secondo (GT/s) di 4,8 e 6,4(quest'ultimo senza overclock riservato unicamente alle CPU di classe Extreme) capace di una banda passante tripla o quadrupla rispetto a quella fornita dal FSB a 1600MHz supportata nativamente dal chipset X48.
Un'altra importante novità introdotta nei Core i7 che fa la sua comparsa per la prima volta in una CPU Intel, è il controller di memoria integrato nel processore, a tre canali (Triple Channel) con supporto unico alle DDR3. Questo comporta in linea teorica un aumento di banda passante, e inoltre il fatto di essere integrato permette di avere latenze molto inferiori rispetto alla soluzione con controller esterno incorporato nel chipset northbridge, soluzione utilizzata in ogni precedente microarchitettura Intel. La presenza del controller integrato nel processore comporta in fase di overclock il limite di non superare la tensione di 1,65V sulla ram pena il rischio di bruciare la CPU.

Quattro Core che lavorano come otto, e il Turbo Mode

Nei Core i7 torna una "vecchia" soluzione Intel, quella chiamata con il termine marketing di Hyper-Threading implementata per la prima volta nei Pentium 4, e ribattezzata per l'occasione nella sua nuova evoluzione in Simultaneous Multi-Threading, grazie alla quale il sistema operativo riconosce il processore come dotato di un numero di core logici doppio rispetto ai core fisicamente integrati. In pratica ogni core può elaborare contemporaneamente due thread distinti, nel tentativo di riuscire così a utilizzare quasi tutte le unità di calcolo presenti evitando sprechi di potenza elaborativa.
Un'altra novità introdotta nei Core i7 è il Turbo Mode che è il nome che identifica la tecnologia con la quale è possibile ottenere un overclock dinamico della CPU in funzione sia del carico di lavoro istantaneo del processore che del livello di TDP(Thermal Design Power) massimo raggiunto dalla cpu in un dato istante. In pratica nei casi di esecuzione di software non ottimizzato per architetture multicore, quando uno o due core sono completamente utilizzati e gli altri assolutamente inutilizzati, interviene il Turbo Mode che in simbiosi con il Power Controller Unit (PCU) incrementa la frequenza di clock dei core occupati così che possano processare le elaborazioni in modo più rapido. Il tutto avviene in modo trasparente per l'utente con il PCU che provvede a fornire una tensione di alimentazione più alta al core occupato e il Turbo Mode che interviene sul moltiplicatore del processore aumentandolo di due unità.

Chipset X58

Al momento l'unico chipset disponibile per i Core i7 è l'X58 che come abbiamo visto perde il controller della memoria Ram di sistema, e gli rimane solo il compito di gestire le schede grafiche e altre periferiche PCI Express. Inoltre fa da tramite tra la CPU e il southbridge ICH10R che ha il compito di gestire le porte Serial ATA(per le unità disco), il RAID, le USB 2.0, la porta LAN, l'Intel High Definition Audio e il BIOS.

Per gli amanti delle configurazioni multi GPU è importante menzionare che l'X58 supporta:
2 slot PCI Express 2.0 16X,
3 slot PCI Express 2.0 di cui uno a 16X e due a 8X, e
4 slot PCI Express 2.0 8X
consentendo quindi fino a quattro schede video in parallelo. Se la soluzione CrossFireX di AMD è supportata nativamente, per lo SLI di NVIDIA le schede madri dovranno essere certificate per il supporto da NVIDIA stessa che autorizza l'aggiunta nel BIOS di uno specifico parametro che viene interrogato in fase di installazione dai driver video Forceware.

Configurazione Standard

Dopo questa lunga ma doverosa spiegazione "veloce" sulla nuova architettura Core i7, vediamo cosa offre il mercato e cerchiamo di proporre due configurazioni di cui una molto standard e una con propensione all'overclock.
Entrambe saranno basate sul Core i7 920 che considerato il prezzo è il migliore compromesso per avvicinarsi alla nuova architettura con un riguardo al portafogli.
Nella configurazione standard si proporranno componenti per tenere "low cost" il prezzo complessivo finale quindi non si prenderanno in considerazione soluzioni multi GPU, ma non si risparmierà sull'alimentatore a cui spesso si da meno importanza di quanto meriterebbe pur essendo essenziale per il buon funzionamento del sistema.

Componente	Caratteristiche	Prezzo
Processore	Intel Core i7 920 2.66 GHz 8Mb Boxed	235€
Scheda Madre	Asus P6T	200€
Scheda Video	Sapphire HD4870 1GB GDDR5	165€
Ram	OCZ DDR3 PC3-12800 Gold Low-Voltage 3x1GB	55€
Alimentatore	Corsair HX520W modulare	85€
Hard Disk	Western Digital - Caviar Black 640GB cache 32Mb 7200rpm	70€
Lettore-Masterizzatore Ottico	Masterizzatore Pioneer 216DBK SATA	25€
Case	Antec Three Hundred	50€
Prezzo configurazione standard		885 Euro

Il processore è nella versione Boxed e comprende nella confezione il dissipatore standard in dotazione di Intel.

La scheda madre Asus P6T è la proposta al momento più economica di Asus per Core i7 certificata per lo SLI. E' stata introdotta recentemente sul mercato anche la versione "P6T SE" che costa una ventina di euro in meno ma non è certificata per lo SLI. E' doveroso segnalare che al momento dell'acquisto un risparmio di 20euro circa(su un sistema da 900euro) secondo me non giustifica l'assenza di questa caratteristica. Una buona alternativa a circa lo stesso prezzo è la Gigabyte 1366 EX58-UD4P.
La Sapphire HD4870 con 1GB di memoria GDDR5 dopo il taglio di prezzo e messa a circa 165euro è molto invitante, anche se come alternativa ci potrebbe essere la NVIDIA Geforce 260GTX 216sp. Benchmark alla mano hanno quasi le stesse performance in alcuni casi meglio la prima in altri meglio la seconda. Diciamo che la scelta potrebbe essere molto legata al proprio gusto personale.
La Ram in quantità di 3Gb risulta più che sufficiente per ogni mansione, al momento difficilmente potremo avere bisogno di un quantitativo maggiore, a meno di applicazioni particolari. Questo kit DDR3 triple channel di OCZ proposte a 55euro hanno un qualcosa in più che me le fanno consigliare e preferire rispetto altri kit, sono certificate per andare a 1600MHz con timing 8-8-8-24 alla tensione di 1,65V.
L'alimentatore come dicevamo è uno di quei componenti dove conta poco risparmiare, personalmente non ha senso mettere in una configurazione di alto livello un alimentatore che non possa garantire un corretto funzionamento.

Quindi sono sempre ben spesi qualche euro in più per prendere un alimentatore di marca e capace di erogare una buona potenza. In questo caso la scelta è ricaduta sul Corsair HX520W, che è anche modulare, così da poter utilizzare solo i cavi che servono senza creare il classico groviglio che influisce negativamente sulla buona aerazione del case. Da notare che nella fascia dei 500W gli alimentatori hanno 2 o 3 connettori massimo di alimentazione PCI Express per le schede video(da 6pin o 8pin), quindi da valutare attentamente se si considera in futuro di fare uno SLI o CrossFireX.
Il Western Digital Caviar Black da 640GB con 32Mb di cache e 7200rpm è un ottimo hard disk migliore di molti altri concorrenti. Fa parte della categoria alte prestazioni di Western Digital, la capacità di 640GB ci garantisce che sia un disco che utilizza 2 piatti interni da 320GB al momento la massima densità per piatto raggiunta da WD, il che è garanzia di ottime performance senza andare a prendere i più costosi e più veloci Velociraptor(ma meno capienti).
Per quanto riguarda i masterizzatori ormai uno vale l'altro, non c'è più una vera differenza tra una marca e un'altra. Ho scelto Pioneer solo perché la vedo come una garanzia nei lettori ottici ma secondo me uno può valere l'altro.
Per quanto riguarda il case valgono quasi le stesse considerazioni fatte per gli alimentatori. Pur essendo una scelta legata al proprio gusto personale l'importante è che sia spazioso a sufficienza e che garantisca un buon ricambio d'aria all'interno per non far surriscaldare i componenti.

L'Antec Three Hundred a prima vista potrebbe sembrare piccolino, ma ha tutto lo spazio che potrebbe servire a una buona configurazione standard. Ha la disposizione dell'alimentatore nella parte inferiore cosa che migliora i flussi d'aria e la disposizione dei cavi e viene con montate già due ventole entrambe in espulsione dell'aria, una posta dietro da 120mm e l'altra posta superiormente da 140mm. Valide scelte potrebbero essere il Cooler Master Elite CM 335(più una ventola aggiuntiva non inclusa) oppure il Cooler Master CM 690 che seppur poco più costoso è molto ben costruito, fornito di varie soluzioni valide per ottimizzare la disposizione dei cavi e con già montate diverse ventole con altrettante possibilità di aggiungerne altre.

Configurazione per Overclock

Non esiste una vera e propria configurazione per fare overclock, già con i componenti della configurazione standard si può andare fuori specifica senza correre grandi rischi, la differenza sostanzialmente la fa la stabilità e le frequenze massime che si potrebbero raggiungere con una scelta oculata dei componenti.
Overclock spesso non va molto d'accordo con la parola "economico", infatti, in questa configurazione saranno proposte soluzioni che potrebbero risultare fuori di testa sia per il costo sia per le dimensioni, ma che hanno il fine ultimo di "garantire" la possibilità di spingere al massimo i componenti proposti e il processore. Per la CPU si opterà per il nuovo step D0 e sarà accantonato il dissipatore standard per uno di tipo proprietario, mentre per quanto riguarda la motherboard si preferirà una che abbia una circuitazione più sofisticata per l'alimentazione. L'alimentatore dovrà essere per forza un po' sovradimensionato e di marca perché dovrà erogare tensioni stabili sotto l'overclock del processore che in queste condizioni sarà affamato di corrente.

Non ci soffermeremo in questo caso alle tecniche per effettuare overclock, ma è corretto specificare che va eseguito con coscienza e che l'utente deve essere consapevole di eventuali malfunzionamenti e/o problemi derivanti di cui non ci assumiamo nessuna responsabilità.

Componente	Caratteristiche	Prezzo
Processore	Intel Core i7 920 2.66 GHz 8Mb Boxed Step D0	245€
Dissipatore CPU	Thermailright IFX-14 - Intel + Ventola NOCTUA NF-P12-1300	55€ + 22€
Scheda Madre	Asus Rampage II Extreme	300€
Scheda Video	Gainward GTX285 1024MB Golden Sample	340€
Ram	Corsair Dominator 6GB (3x2GB) TR3X6G1600C8D	135€
Alimentatore	Enermax REVOLUTION85+ 850W	230€
Hard Disk	2x Velociraptor 150GB in RAID 0 + Western Digital - Caviar Blue 640GB cache 16MB 7200rpm WD6400AAKS	2x137€ + 60€
Lettore-Masterizzatore Ottico	Masterizzatore Pioneer 216DBK SATA	25€
Case	Cooler Master Storm Sniper Case	139€
Prezzo configurazione overclock		1825 Euro

Per quanto riguarda il processore consiglio di preferire il Core i7 920 con nuovo Step D0 si tratta di una nuova revisione della CPU che riscalda e consuma meno e quindi potenzialmente potrebbe permettere un overclock migliore.
Il dissipatore standard viene accantonato, e in questo caso il raffreddamento della CPU è affidato all'imponente dissipatore di ThermalRight. Il modello IFX-14 si può facilmente definire come il migliore dissipatore ad aria esistente in commercio, capace di raffreddare i bollenti spiriti del Core i7 920 overclockato a frequenze impensabili. Il dissipatore è venduto senza ventola in

modo che ognuno possa scegliere quella che fa al proprio caso, io mi sento di consigliare una o due ventole Noctua P12-1300 che sono studiate per imprimere molta pressione e quindi perfette per essere montate sui dissipatori formati da tante lamelle dove una ventola normale avrebbe difficoltà a soffiare con vigore. Il problema delle Noctua oltre al prezzo è che hanno un'estetica molto discutibile che potrebbe non piacere, ma se si supera questo inconveniente, difficilmente, si potrebbe trovare una ventola dalle stesse caratteristiche. Diventa importante anche la pasta termo-conduttiva da applicare tra il processore e il dissipatore, una davvero niente male e di facile applicazione è la Zalman STG-1, che grazie al pennellino si stende molto uniformemente. Come alternativa al dissipatore si potrebbe optare per il ThermalRight Ultra 120 Extreme o lo Scythe Mugen 2, mentre come ventola si consiglia anche la Scythe Ultra Kaze.
La Asus Rampage II Extreme trovata in alcuni negozi online a circa 300euro è molto attraente ed ha ben pochi concorrenti. E' una delle migliori e più costose schede madri in commercio e capace di spingere al limite il processore. Caratteristica singolare risulta quella di poter monitorare direttamente da PCB alcune delle principali tensioni di alimentazione, attraverso l'utilizzo di un multimetro. Una valida alternativa potrebbe risultare la DFI LanParty UT X58-T3eH8.

La Gainward ha da poco aggiornato le proprie proposte di schede video GTX285 e risulta una delle poche case costruttrici ad aver implementato un dissipatore che si differenzia da quello della reference board di NVIDIA. Su internet è possibile trovarla anche a meno del prezzo qui proposto, e in questi casi è un vero "must have", poiché utilizzando un dissipatore diverso che monta due ventole, oltre a essere meno rumorosa sotto sforzo, permette anche di spuntare buoni overclock, della GPU, Shader Unit e memorie GDDR3. Una buona alternativa è qualsiasi altra GTX285 o GTX275 a cui montarci un dissipatore discreto tipo Arctic Accelero Xtreme GTX 280 o Thermalright HR-03 GTX(più ventola).
Le Corsair Dominator sono delle Ram dal valore prezzo/prestazioni unico, molto consigliate senza andare a spendere il doppio per altre ram percentualmente poco più performanti. Volendo si potrebbe spendere circa la metà e prendere il kit da 3GB.

L'alimentatore Enermax Revolution85+ è capace davvero di tutto, esiste anche in versioni da più watt, ma quello da 850w lo ritengo davvero sufficiente anche per configurazione triple SLI, da notare che offre in totale ben otto connettori PCI Express per le schede video e quindi pronto anche per un potenziale CrossFireX con quattro schede ATI.
I Velociraptor (WD1500HLFS) sono i più veloci hard disk Sata II presenti in commercio, hanno una velocità di rotazione di 10.000RPM (gli unici con interfaccia SATA), qui sono proposti nel taglio da 150GB in due unità da configurare in RAID 0 per il sistema operativo, applicazioni e giochi. Mentre per lo storage reputo sufficiente il Western Digital Caviar in versione Blue da 640GB e cache da 16MB, meno estremo rispetto al Black Edition della configurazione standard e capace comunque di ottime performance. Si potrebbe risparmiare qualcosa, ma sinceramente penso che in una configurazione simile siano il top, secondi solo ai ben più costosi Solid State Drive (SSD).

Senza prendere in considerazione l'estetica che potrebbe piacere o no, ecco come dovrebbe essere un case per configurazioni simili. Il CM Storm Sniper risulta davvero ben costruito, grande, areato e con soluzioni ottime per il cable management e per le ventole. I cavi possono essere fatti passare dietro la scheda madre per non influire sui flussi d'aria generati dalle ventole suddivise in due da 200mm poste davanti e sopra, più una posteriore da 120mm, tutte regolabili agevolmente da una manopola posta sul frontale. Valide alternative a prezzo simile sono il Cooler Master HAF932, oppure l'Antec Nine Hundred Two.

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