Intel Core i7 3770k Ivy Bridge, robustez e desempenho garantidos

É muito bom estar acompanhando de perto esta evolução. Já são 4 modelos de Core i7 que pude testar desde 2009 (um por ano). Isso proporciona uma visão ampla de como mudou a plataforma e como o desempenho foi incrementado ao longo dos anos, entre vários “Tick-Tock” (ciclo evolutivo da Intel). Desta vez testei o Core i7 Ivy Bridge, modelo 3770k, o atual modelo topo de linha para desktops e assim pude relativizar seu desempenho comparando-o aos outros processadores Core i7 já lançados. Os dois últimos testes com que realizei com Intel Core i7 são  Intel Core i7 3960 Extreme o Blackbird dos processadores e  Core i7 Sandy Bridge pulverizando recordes.

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O i7 3770k reina soberano neste momento e talvez só seja superado pela versão Extreme (i7-3970x) que ainda vai ser lançada no final deste ano. O i7 3770k é um processador de 4 núcleos e 8 threads, ou seja, usando a tecnologia HT da Intel cada núcleo dispõe de mais de uma fila para execução de tarefas (por isso 8 thread).

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Características

Foi lançado no segundo trimestre de 2012. Sua velocidade nominal é de 3.5 Ghz, mas como dispõe do recurso TurboBoost ele consegue elevar sua frequência para 3.9 Ghz sob demanda. Sua memória cache L3 compartilhada pelos 4 núcleos é de 8 MB.

Necessita de placa mãe com o soquete 1155 também chamado de soquete H2.  Trabalha com memórias do tipo DDR3 1333 Mhz e 1600 Mhz em modo dual channel (acesso paralelo aos dois módulos de memória ao mesmo tempo) até o limite de 32 GB (dependendo da placa mãe).

É fabricado em 22 nm, ou seja, utiliza menor área de silício sendo mais miniaturizado que seu antecessor o Sandy Bridge. Disso decorre seu menor consumo de energia (máximo 77 W) e ganho em desempenho.  A primeira geração de Core i7 tinha consumo máximo perto de 120 W que reforça a evolução do 3770k.

Inclui o sistema gráfico (GPU) Intel HD 4000 que torna o vídeo integrado muito mais eficiente e segundo a Intel com ganhos de até 100% em relação à geração anterior. Opera a 650 Mhz mas pode elevar sua velocidade sob demanda até 1150 Mhz em aplicações que exijam maior desempenho gráfico.

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TURBO BOOST APRIMORADO

Permite acelerar os núcleos do processador de forma automática de acordo com regras pré-definidas. Na primeira geração que introduziu este recurso (Nehalen), apenas UM núcleo era acelerado dinamicamente. E isso já foi muito bom principalmente porque ainda há muitos programas que só usam um núcleo. Mas o IVY BRIDGE traz um TURBO BOOST bastante evoluído. Dependendo do grau de solicitação, temperatura de cada núcleo, eles podem ser acelerados (um ou mais) e isso implica em graus distintos de aumento de desempenho. Existe uma ferramenta que permite monitorar o TURBO BOOST em ação, mostrando a cada momento a velocidade que o processador está trabalhando. Na figura há duas situações, a “padrão” (3.5 Ghz) até a máxima (3.9 Ghz).

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Em relação ao Sandy Bridge a evolução que percebi é que mesmo com programas que usam muitos núcleos a aceleração se dá em todos os núcleos e não apenas um ou dois. Somente quando a situação se prolonga por mais tempo, com o aquecimento do processador que a velocidade cai, mas não cai muito. Diminui para 3.8 ou 3.7 Ghz e algum tempo depois volta para 3.9 Ghz. Trata-se de um comportamento bem mais “agressivo” do que a versão inicial do TurboBoost e daquele presente no 2600k (Sandy Bridge).

A máquina usada no teste

A Intel forneceu por empréstimo uma máquina pré-montada, uma robusta configuração para que pudesse ter uma ótima experiência com o processador Ivy Brigde i7 3770k de 3.5 Ghz. Mais detalhes sobre o hardware na figura abaixo.

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O sistema de armazenamento deste PC é composto por um SSD (disco em memória flash) com desempenho nominal estelar!! Lê dados a 450 BM/s e grava a 210 MB/s!! Fantástico.

O sistema operacional utilizado foi o Windows 7 Ultimate de 64 bits. A máquina dispunha de 8 GB de memória. Inicialmente eu testei com uma placa de vídeo externa, nVidia GTX 560 e depois com o sistema HD4000 integrado.

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A placa mãe utilizada foi INTEL DZ77GA-70K, perfeita para a função e para este tipo de processador (soquete LGA 1155). Permite que até duas placas de vídeo externas sejam conectadas. Dispões de generosa quantidade de portas USB 3.0 (são 4 portas enquanto em passado recente as placas tinham apenas 2 conexões USB 3.0). Conta ainda com mais 6 USB 2.0, duas placas de rede Gigabit Ethernet, 6 conectores SATA para HDs, conector HDMI para uso do vídeo integrado, áudio de alta definição, entre tantos outros recursos.

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Estressando o Core i7 3770K

Há diversas formas de medir quão forte ou rápida é uma máquina e seu processador. Costumo realizar inicialmente testes subjetivos que consistem em usar a máquina para tarefas prosaicas. Acesso à Internet, uso de aplicativos de textos, imagens, etc. Como esperado este PC Intel Core i7 3770K excedeu as expectativas nestas tarefas. Em seguida conferi o tempo de inicialização da mesma. Incrível!! Menos de 20 segundos!!!

Depois disso submeti o processador ao meu próprio conjunto de testes. Alguns velhos conhecidos, outros nem tanto. Mas uso esta “cesta de testes” para aferir as diferenças entre os processadores. São dois grupos de testes. Em primeiro lugar aqueles “contra o relógio”, nos quais os programas que são executados mais rapidamente indicam melhor desempenho. Depois uso benchmarks compostos onde índices maiores significam melhor resultado.

Nas comparações que seguem abaixo há uma distorção planejada. O processador equivalente ao Core i7 3770k da geração anterior (2011) é o Core i7 2600k, o melhor que testei de sua geração (Sandy Bridge), base para medir a evolução da plataforma. Porém foi incluído também o Core i7 3960x Extreme Edition (também de 2011) que tem 6 núcleos (12 threads). Julguei interessante porque mesmo em “inferioridade numérica” (quantidade de núcleos) o valente 3770k conseguiu superar o “anabolizado” Extreme Edition em algumas circunstâncias. Só para esclarecer, pela quantidade de núcleos seria natural o 3960x ser 50% mais rápido que o 3770k. Como verão não foi sempre isso que aconteceu. Em alguns testes também estão presentes os resultados do Core i7 965 (3.2 Ghz) testado em 2009 para enriquecer a comparação.

A Intel entregou junto com a máquina uma sugestão de roteiro de testes extremamente interessante. Mas precisei manter minha metodologia para que fosse possível compará-lo aos outros Core i7 já testados. Mesmo assim algumas etapas da metodologia Intel foram aplicadas. Um destes casos foi o uso do jogo DIRT 3, por usar DirectX 11 aferindo a capacidade de processamento gráfico do INTEl HD 4000 (vídeo integrado).

Segue abaixo o resumo destes testes e respectivos comentários sobre cada etapa da avaliação.

Testes de Sintético ? Índices unitários (quanto MENOR ? tempo em segundos, melhor)

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SUPERPI

O tradicional e bom SUPERPI abre a lista. Este programa calcula o número PI com até 32 milhões de casas decimais de precisão. Mas não usa mais que UM núcleo do processador. Embora tenha sido 10% mais rápido que o 2600k o 3770k superou em 5% o 3960x Extreme!! Ou seja, na aplicação “mono-core” o Ivy Bridge já supera a versão Extreme.

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WPRIME

O WPRIME por sua vez estressa a capacidade de processamento matemático, mas usa todos os núcleos do processador. Neste caso os 4 núcleos (8 com Hyper Threading) Em relação ao Core i7 965 (de 2009) o ganho foi superior a 20%. Em relação ao 2600k de 2011, perto de 10%. Comparado ao 3960x Extreme foi 18% mais lento, mas não se esqueça de que o 3960x tem 6 núcleos (50% mais processadores). Dessa forma embora mais lento fica evidente o ganho relativo por causa da nova arquitetura Ivy Bridge.

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DVD SHRINK

Este programa embora não seja um bechmark formal, é usado por mim por ser muito popular e codificar vídeo tarefa bastante comum nos dias de hoje. Também não é programa que se aproveita de múltiplos núcleos. Assim de novo o TURBO BOOST mais evoluído faz diferença. O Ivy Bridge foi 30% mais rápido que o anterior Core i7 965 (2009) e praticamente empatou com o 2600k. Infelizmente este teste não pode ser mais conclusivo porque o drive DVD usado era um modelo mais lento, interface USB (o PC veio sem drive) que por si só limitou a taxa de transferência do sistema. Tem potencial para ser melhor com um DVD interno do tipo SATA.

Testes de Desempenho ? Índices compostos (quanto MAIOR, melhor)

Agora mostrarei outros tipos de testes. São os testes de “índices de desempenho”. Nestes quanto maior o número final, melhor se saiu o processador. Segue abaixo a tabela que resume os resultados destes testes e os respectivos comentários.

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SISSANDRA ARTHMETIC

Trata-se de um teste que realiza complexas operações matemáticas, similares (e também mais complicadas) àquelas existentes em uma planilha eletrônica. Realizei esta avaliação de duas formas distintas. Usando todos os núcleos (4) e apenas com um núcleo. O Ivy Bridge superou o resultado obtido pelo Sandy Bridge 2600k por uma margem de 18%.

Mas ao olhar para a tabela/gráfico acima verá que o i7 3960x Extreme é muito mais rápido, cerca de 40%. Relembro que o 3960x tem 6 núcleos enquanto o 3770k tem 4 núcleos, assim a conclusão ainda não pode ser considerada definitiva.

No teste com apenas UM núcleo o resultado obtido foi 20.5 GOPS. E daí? Isso é de grande destaque para mim. Isto significa que em plena carga o Core i7 foi 5 vezes mais rápido que com apenas um núcleo. Como pode ser mais de 5 vezes mais rápido se são 4 núcleos de processador?? Fácil de explicar, é o efeito da tecnologia HYPER THREADING (HT), ou seja, os 4 núcleos conseguem enfileirar até 8 canais de execução de instruções e nos ciclos vagos estas 8 filas são processadas. É como se o houvesse 8 “núcleos virtuais” em vez de “4 núcleos reais”. Isso promove maior poder de processamento no SISSANDRA ARITHMETIC e programas conseguem dividir suas tarefas por vários processadores de melhor forma. Este resultado atesta o bom funcionamento da tecnologia HT.

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Finalizando os comentários, o i7 3960x Extreme obteve para um núcleo o índice 19 GOPS, ou seja o 3770k é mais rápido que o 3960x quando apenas um núcleo de processador é analisado. Mérito do avanço da arquitetura do Ivy Bridge!! Efeito análogo aconteceu no teste SUPERPI (mono core).

PASSMARK PERFORMANCE TEST

Consiste de um MIX de operações e testes diversos e um índice final é composto. O Ivy Bridge foi 20% mais veloz que a geração anterior (Sandy Bridge). Em relação ao 3960x houve uma perda de 18% (3045 contra 3599). Mas mais uma vez o refinamento da nova arquitetura mostrou seu valor, pois o 3960x tem 50% a mais de processadores foi apenas 18% mais veloz. Em termos relativos, mais um ponto de destaque para o 3770k que é mais eficiente.

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PASSMARK SOB STRESS MULTITAREFA

O software PASSMARK também é útil para aferir o grau de “competência” multitarefa do PC. Na imagem abaixo pode ser visto que o mesmo benchmark foi aplicado com outras tarefas rodando simultaneamente. Um software antivírus estava vasculhando o disco rígido inteiro e comparando o conteúdo dos arquivos com assinaturas conhecidas de ameaças catalogadas. Além disso, o software WPRIME estava realizando o seu cálculo mais complexo de forma contínua e constante, usando todos os núcleos do processador. Em PCs com processadores pouco robustos, esta combinação de acesso contínuo a disco, comparação de conteúdo memória-disco e cálculos matemáticos pesados faz ajoelhar o pobre computador reduzindo muito o resultado final do extenso benchmark PASSMARK. Com o Core i7 3770k o desempenho sob stress intenso caiu de 3045 para 2373, ou seja, reduziu em 22% o índice final. Isso pode ser interpretado como excelente, pois sujeito a grande nível de exigência a queda na capacidade de executar tarefas é reduzida minimamente.

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PCMARK VANTAGE

O PCMARK VANTAGE é um teste complexo, que mede diversos apectos do PC, de forma semelhante ao PASSMARK, mas com ênfase em operações com mídia, vídeo, etc. Neste mix o Core i7 3770k Ivy Bridge supera sua geração anterior em 24% que é um acréscimo considerável de desempenho!!

É muito interessante destacar que neste teste o 3770k superou o 3960x Extreme em valores absolutos (20484 contra 19250), ou seja, o i7 com 4 processadores conseguiu ser mais veloz do que o processador com 6 núcleos. Isso é um forte indicativo de que uma grande vantagem  e evolução nas operações que visam manipulação multimídia, além de operações matemática foi realizada e com grande resultado!!

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IEW

O Índice de Experiência do Windows (ou IEW) embora considerado simples e impreciso por muitas pessoas, ainda é usado como referência, principalmente porque é algo nativo no Windows e acessível para a grande maioria das pessoas. Lembro que este índice varia entre 1.0 até 7.9. O 2600k (Sandy Bridge) obtém (segundo o algoritmo de testes da Microsoft) a pontuação 7.6 (apenas para o quesito processador ? o elemento sendo avaliado neste teste). O Core i7 3860x Extreme obtém 7.8, mesma pontuação do Ivy Bridge 3770k.

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TESTES COM O SISTEMA DE VÍDEO HD 4000

Alguns dos processadores da geração Ivy Bridge trazem consigo o sistema de vídeo integrado. No começo deste texto há uma figura que mostra que cerca de 25% a 30% do chip é ocupado pelo subsistema HD 4000. A Intel sabe que um bom vídeo integrado é estratégico para que a experiência de uso do PC seja mais fluida e agradável. Desde que passou esta funcionalidade para dentro do processador houve progressos sensíveis. Se antes apenas jogos casuais e mais antigos podiam ser desfrutados em PCs com vídeo integrado, hoje isso mudou. A Intel divulga que no Ivy Bridge além do suporte ao padrão DirectX 11, houve uma melhora de 100% no desempenho. Vamos conferir.

De que adianta algo crescer 30%, 50% ou mesmo 100% se ainda continua inapropriado? Mas não é este o caso. Fiz alguns testes sintéticos com o HD 4000 e testei com dois jogos populares, CRYSIS e DIRT 3. Vejam o resumo na tabela abaixo.

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Nem todas as resoluções foram testadas em todos os programas. Mas foi o suficiente para aferir que tipo de melhoria foi alcançada. Avaliei há pouco mais de um ano uma boa placa de vídeo discreta, a HIS Radeon 6790 IceQ que na ocasião se posicionava como uma placa de nível médio alto no mercado. Ao comparar os dados dos testes sintéticos com desta placa com o desempenho do vídeo integrado Intel HD 4000 dá para tirar conclusões interessantes.

Nos testes 3DMark06 o HD 4000 é cerca de 25% mais lento. No teste 3DMark Vantage o HD 4000 é mais rápido em 1024×768 e 1280×800 e um pouco mais lenta em 1680×1050. No teste 3DMark11 (que explora recursos de DirectX 11) o HD 4000 tem apenas 1/3 do desempenho quando comparada à Radeon 6790.

Então posso concluir que o sistema de vídeo Intel HD 4000, embutido no Core i7 3770k é tem um desempenho na mesma ordem de grandeza da Radeon 6790 (na média um pouco mais lenta), placa lançada no primeiro semestre de 2011. Isso é bom ou ruim?? Quem clicou no link do teste da Radeon 6790 viu que se trata de uma grande placa discreta, que exige plugue de alimentação externa, de razoável tamanho que na ocasião, mesmo sem ser topo  de linha deu conta de jogos em resoluções medianas e altas. Pensar que o HD 4000 é um diminuto circuito dentro do processador Core i7, com pequena área disponível para “mastigar” os bit de vídeo, eu considero brilhante sua performance.  Mas faltava ainda testar com alguns jogos.

Na tabela acima pode ser visto que testei CRYSIS e DIRT 3 em algumas resoluções. Eu não tinha expectativa de que o HD 4000 pudesse substituir uma placa de vídeo discreta. Afinal o objetivo da Intel é proporcionar o melhor sistema de vídeo possível, no menor espaço e com a melhor relação custo benefício em se tratando de consumo de energia. Ambos os jogos puderam ser executados e jogados com boa fluencia gráfica (perto de 30 quadros por segundo ? fps) na resolução HD (1366×768). Apenas foi necessário fazer alguma concessão nas configurações de detalhes gráficos dos respectivos jogos. No DIRT 3 usei o nível de detalhes MEDIUM e usei AA (anti aliasing) 4x. No CRYSIS também usei o nível de detalhes MEDIUM mas sem AA.

Quem não é um jogador contumaz o sistema HD 4000 incluído no Ivy Bridge é bastante satisfatório uma vez que permite o uso de jogos reconhecidamente complexos, em boa resolução, com boa fluência e “jogabilidade” (30 fps). Apenas deve ser ajustado o nível de detalhes de cada jogo.  Por outro lado se a necessidade é jogar na resolução 2560×1440, AA 8x, nível máximo de detalhes e ainda assim obter mais de 60 quadros por segundo, compre uma ou duas placas de vídeo discretas, uma fonte de 800W, monte em seu desktop e seja feliz. Eu diria que o HD 4000 resolve o problema de 90% (ou mais) dos usuários em relação à usabilidade dos recursos de vídeo, mesmo para jogos e 100% dos usuários que não têm o hábito de rodar jogos realmente complexos.

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UMA SURPRESA ? WIFI TURBINADO PARA DESKTOP

A placa mãe INTEL DZ77GA-70K do PC de teste trouxe uma supresa interessante, que conjugada com o Core i7 3770k introduz um  novo padrão em desempenho de rede sem fio. A placa INTEL Centrino Advanced n 6205 é robusta e muito rápida. Trata-se de uma placa mini-PCIe conjugada a uma antena de maior porte. O nível potência de sinal e sensibilidade é aprimorada a tal ponto que o desempenho é incrível!!

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Nas imagens abaixo podem ser vistas as operações de cópias em uma rede Ethernet Gigabit (1000 Mbps) e pela rede sem fio Centrino n 6205. Usando a rede cabeada Gigabit a taxa de transferância foi de 48 MB/s enquanto pela rede sem fio foi de 20.5 MB/s. Se estes números não o impressionaram porque a rede cabeada é (obviamente) mais rápida, vou dar outra base de comparação. Um notebook com rede WiFi padrão “g” faria a mesma operação entre 1 MB/s e 5 MB/s. Quem tem notebook com rede WiFi padrão “n” teria um desempenho entre 7 MB/s e 12 MB/s. Usando a MESMA tecnologia “n” se obtém o dobro da taxa de transferência.

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A “mágica” é que como não há limitação de uso de energia e a antena pode ser maior, o resultado é um desempenho muito acima da média. Placas mãe com WiFi para desktop não é novidade, há anos já existem, mas nunca vi com esta capacidade de transferência. Assim o desktop da casa ou do escritório também pode se desvencilhar dos grilhões que representam os cabos e abrir mão de instalação por vezes complexa e trabalhosa em certos locais. Isso tudo mantendo ótimo desempenho de rede. A saber, este nível transferência de dados é mais do que o dobro de uma rede cabeada de 100 Mbps, que ainda é usada em muitos lugares mundo afora.

Ter um bom  desempenho de rede WiFi não é apenas necessário para acessar arquivos mais rapidamente. Este PC tinha pré configurado o sistema WiDi (Wireless Display) da Intel que faz a comunicação do computador com monitor ou TV que tenha este recurso. Para que resoluções elevadas como Full HD (1980×1080) ou superiores possam ser enviadas “sem fio” para os monitores e TVs o WiFi aprimorado garante uma experiência robusta e consistente.

CONCLUSÃO

Não é nada surpreendente o resultado obtido neste conjunto de testes. Toda nova geração de processadores lançada pela Intel é obviamente mais evoluída e mais rápida. Caso contrário porque a empresa teria enviado ao mercado o novo Core i7? O que surpreende de fato é a capacidade de superação das barreiras tecnológicas que a cada ano faz crescer o desempenho dos processadores de forma constante como o “tique-taque” dos relógios, ou como diz a Intel, na cadência de seu “Tick-Tock”.

Apesar de ter incluído no teste um processador com mais núcleos que o i7 3770k (4 núcleos), no caso o 3960x Extreme (6 núcleos), a comparação foi muito rica para situar o desempenho da geração Ivy Bridge que até superou seu irmão de mais núcleos.

O ganho efetivo pode ser estimado em função dos resultados dos testes, mas a percepção pode variar de usuário para usuário em função do perfil de uso e conjunto de programas utilizados.  Nas situações discretas que testei a diferença do Ivy Bridge variou entre 10% a 25% em relação ao 2600k. Curiosamente uma evolução bem parecida quando da chegada do Sandy Bridge ao mercado (comparado ao Nehalem). Mas alguns testes isolados mostram que em algumas áreas o ganho foi consideravelmente maior. Aplicações de manipulação de vídeo, conversores, codificadores, etc. tiveram incrementos ainda mais pronunciados.

Também é para se destacar o grau de progresso do sistema de video HD 4000. Concluí que ele é um pouco inferior ao que entregava uma placa de vídeo discreta de nível médio alto lançada no início de 2011. Pensando quão pouco espaço gasta o HD 4000 dentro do chip e do reduzido consumo de energia, isto é um notável feito de engenharia. Realmente apenas o nicho de usuários altamente especializados que consomem jogos altamente sofisticados não vai se satisfazer com esta alternativa para vídeo em seu PC.

Eu gosto de trocar meu PC desktop quando o ganho de desempenho supera 60%. Para mim este é um nível que é bastante perceptível. Dessa forma não preciso de um cronômetro na mão para sentir o ganho de desempenho. Isso mais ou menos faz coincidir com o prazo de dois ou três anos, que é o tempo que uma pessoa geralmente fica com seu PC. Não dá para trocar todo ano, ninguém tem recursos para isso. Mas quem tem hoje um PC de três anos (um Core 2 Duo por exemplo ou um Core de primeira geração) terá um “choque” ao usar um processador Ivy Bridge pela percepção de progresso na sensação de uso.

Fato é que o mercado de desktops não vive seus melhores dias, pois parte da demanda foi canalizada para notebooks. Porém ainda há muitas aplicações para as quais um PC desktop é imprescindível. E para estes casos o que há de melhor hoje em dia, da geração Ivy Bridge é o Core i7 3770k.

A Intel mais uma vez criou seu próximo desafio. Em 2013 e 2014 chegarão as duas próximas gerações, codinome HASWELL. Em 2013 será a vez da versão fabricada em 22nm como o Ivy Bridge e inaugurará em seguida a fase de 14 nm (em 2014). Mais uma vez este incansável processo de melhoria contínua terá lugar e provavelmente cá estarei eu a testar e comprovar se os obstáculos foram todos superados, melhorias atingidas e se a Lei de Moore continuará valendo.  Tick-Tock…

PS : este texto foi originalmente publicado como “Intel Core i7 3770k Ivy Bridge, robustez e desempenho garantidos” em meu blog pessoal FXREVIEW