Процесор Intel core i7 видів. Системні блоки із intel core i7. Технологія Platform Protection
Однак ці два матеріали, як нам здається, ще недостатні для повного розкриття теми. Першим «тонким моментом» є тактові частоти - все-таки при випуску Haswell Refresh компанія вже розділила жорстко лінійку «звичайних» Core i7 та «оверклокерських», фабрично розігнавши останні (що було не так вже й складно, оскільки таких процесорів взагалі потрібно трохи , Так що відібрати необхідну кількість необхідних кристалів нескладно). Поява ж Skylake стан справ не тільки зберегло, а й посилило: Core i7-6700 і i7-6700K це взагалі дуже різні процесори, що розрізняються і рівнем TDP. Таким чином, навіть за однакових частот ці моделі могли б працювати по-різному з точки зору продуктивності, а й частоти зовсім не однакові. Загалом, робити висновки щодо старшої моделі небезпечно, але в основному якраз скрізь вивчалася вона і тільки вона. "Молодша" (і більш затребувана) до останнього часу увагою тестових лабораторій розбещена не була.
А для чого це може бути потрібне? Саме для порівняння з «верхівками» попередніх сімейств, тим більше, що там зазвичай такого великого розкиду частот не було. Іноді взагалі не було - наприклад, пари 2600/2600K і 4771/4770К у плані процесорної частини в штатному режимі ідентичні. Зрозуміло, що 6700 є аналогом не названих моделей, а 2600S, 3770S, 4770S і 4790S, але... Важливо це лише з технічної точки зору, яка, загалом, мало кого цікавить. У плані поширеності, легкості придбання та інших значущих (на відміну від технічних деталей) характеристик це саме «регулярне» сімейство, до якого і буде придивлятися більшість власників «старих» Core i7. Або потенційних власників - поки що апгрейд часом залишається чимось корисним, більшість користувачів процесорів молодших сімейств процесорів при необхідності збільшення продуктивності придивляється в першу чергу до пристроїв для вже наявної «на руках» платформи, а лише потім вже розглядає (або не розглядає) ідею її заміни. Правильний це підхід чи не дуже – покажуть тести.
Конфігурація тестових стендів
| Процесор | Intel Core i7-2700K | Intel Core i7-3770 | Intel Core i7-4770K | Intel Core i7-5775C | Intel Core i7-6700 |
| Назва ядра | Sandy Bridge | Ivy Bridge | Haswell | Broadwell | Skylake |
| Технологія пр-ва | 32 нм | 22 нм | 22 нм | 14 нм | 14 нм |
| Частота ядра std/max, ГГц | 3,5/3,9 | 3,4/3,9 | 3,5/3,9 | 3,3/3,7 | 3,4/4,0 |
| Кількість ядер/потоків | 4/8 | 4/8 | 4/8 | 4/8 | 4/8 |
| Кеш L1 (сум.), I/D, КБ | 128/128 | 128/128 | 128/128 | 128/128 | 128/128 |
| Кеш L2, КБ | 4×256 | 4×256 | 4×256 | 4×256 | 4×256 |
| Кеш L3 (L4), МіБ | 8 | 8 | 8 | 6 (128) | 8 |
| Оперативна пам'ять | 2×DDR3-1333 | 2×DDR3-1600 | 2×DDR3-1600 | 2×DDR3-1600 | 2×DDR4-2133 |
| TDP, Вт | 95 | 77 | 84 | 65 | 65 |
| Графіка | HDG 3000 | HDG 4000 | HDG 4600 | IPG 6200 | HDG 530 |
| Кількість EU | 12 | 16 | 20 | 48 | 24 |
| Частота std/max, МГц | 850/1350 | 650/1150 | 350/1250 | 300/1150 | 350/1150 |
| Ціна | T-7762352 | T-7959318 | T-10384297 | T-12645073 | T-12874268 |
Для більшої академічності мало б сенс тестувати Core i7-2600 і i7-4790, а зовсім не 2700К і 4770К, але перший у наш час знайти вже складно, тоді як 2700К у нас під рукою свого часу знайшовся і був протестований. Так само як і 4770К теж вивчався, причому в «звичайному» сімействі він має повний (4771) і близький (4770) аналоги, і вся згадана трійця від 4790 відрізняється неістотно, тому можливістю мінімізувати кількість роботи ми вирішили не нехтувати. У результаті, до речі, процесори Core другого, третього та четвертого поколіньвиявилися максимально близькими один до одного за офіційним діапазоном тактових частот, та й 6700 відрізняється від них незначно. Broadwell теж можна було «підтягнути» до цього рівня, взявши результати не i7-5775C, а Xeon E3-1285 v4, але тільки підтягнути, а не повністю усунути відмінність. Саме тому ми вирішили скористатися масовішим (благо і більшість інших учасників такі ж), а не екзотичним процесором.
Щодо інших умов тестування, то вони були рівними, але не однаковими: частота роботи оперативної пам'яті була максимальною, що підтримується за специфікаціями. А ось її об'єм (8 ГБ) та системний накопичувач (Toshiba THNSNH256GMCT ємністю 256 ГБ) були однаковими для всіх піддослідних.
Методика тестування
Для оцінки продуктивності ми використали нашу методику вимірювання продуктивності із застосуванням бенчмарків та iXBT Game Benchmark 2015 . Всі результати тестування в першому бенчмарку ми нормували щодо результатів референсної системи, яка цього року буде однаковою і для ноутбуків, і для всіх інших комп'ютерів, що полегшує читачам нелегку працю порівняння та вибору:
iXBT Application Benchmark 2015
Як ми вже неодноразово писали, у цій групі чимале значення має відеоядро. Однак далеко не все так просто, як можна було б припустити тільки за технічними характеристиками - наприклад, i7-5775C все ж таки повільніше, ніж i7-6700, хоча у першого GPU набагато потужніше. Втім, ще більш показово тут порівняння 2700К і 3770, які в плані виконання OpenCL-коду відрізняються важливо - перший використовувати для цього GPU взагалі не здатний. Другий – здатний. Але робить це настільки повільно, що жодних переваг перед попередником немає. З іншого боку, наділення такими здібностями "наймасовішого GPU на ринку" призвело до того, що їх почали потроху використовувати виробники програмного забезпечення, що виявилося вже до моменту виходу на ринок наступних поколінь Core. І поряд з невеликими поліпшеннями і процесорними ядерами можуть призвести до досить помітного ефекту.
Однак не скрізь - ось саме випадок, коли приріст від покоління до покоління зовсім непомітний. Втім, він є, але такий, що простіше не звертати на нього уваги. Цікавим тут є хіба що те, що минулий рік дозволив поєднати таке збільшення продуктивності з менш жорсткими вимогами до системи охолодження (що відкриває звичайним настільним Core i7 і сегмент компактних систем), проте не у всіх випадках це актуально.
А ось приклад, коли на GPU вже вдалося перекласти чималу частину навантаження. Єдине, що може «врятувати» в цьому випадку старі Core i7 це дискретна відеокарта, проте пересилання даних по шині ефект псують, так що i7-2700K і в цьому випадку не обов'язково наздожене i7-6700, а 3770 на це здатний, але наздогнати ні за 4790К або 6700К, ні за 5775С з будь-яким відео вже не може. Власне, відповідь на запитання, що іноді виникає у частини користувачів, - навіщо в Intel приділяють стільки уваги інтегрованій графіці, якщо для ігор її все одно мало, а для інших цілей давно достатньо? Як бачимо, не надто й «достатньо», якщо найшвидшим іноді здатний (як тут) виявитися процесор з далеко не найпотужнішою «процесорною» частиною. І вже наперед цікаво - що ми зможемо отримати від Skylake в модифікації GT4e;)
Вражаюча одностайність, забезпечена тим, що цій програмі не потрібні нові набори інструкцій, ні якісь дива на ниві збільшення багатопоточної продуктивності. Невелика різниця між поколіннями процесорів все ж є. Але вишукувати її можна хіба що при такій ідентичній тактовій частоті. А коли така відрізняється значно (що ми маємо у виконанні i7-5775С, в однопотоковому режимі відстає від усіх на 10%) - можна і не шукати:)
Audition «уміє» більш-менш. Хіба що до додаткових потоків обчислення досить байдужий, але використовувати їх вміє. Причому, судячи з результатів, на Skylake робить це краще, ніж було властиво попереднім архітектурам: перевага 4770К над 4690К становить близько 15%, а ось 6700 обходить 6600К вже на 20% (при тому, що частоти у всіх приблизно рівні). Загалом, швидше за все, у новій архітектурі чекатиме на нас ще чимало відкриттів. Невеликі, але іноді дають кумулятивний ефект.
Як і в разі розпізнавання тексту, де саме 6700 відривається від попередників найбільше «жваве». Хоча в абсолютному підсумку і незначно, але чекати на відносно старих і добре «вилизаних» алгоритмах такого приросту при врахуванні того, що, по суті, перед нами енергоефективний процесор (до речі - 6700К справді набагато швидше справляється з цим завданням) апріорі було б надто оптимістично . Ми й не чекали. А практика виявилася цікавішою за апріорні припущення:)
З архіваторами всі топові процесори справляються дуже добре, незалежно від покоління. Багато в чому, як нам здається, тому, що для них це завдання дуже вже просте. Власне, рахунок уже йде на секунди, тож щось тут радикально покращити практично неможливо. Якщо тільки прискорити роботу системи пам'яті, але DDR4 має більші затримки, ніж DDR3, так що гарантований результат дає хіба що збільшення кешів. Тому найшвидшим виявився єдиний серед протестованих процесор із GPU GT3e – кеш-пам'ять четвертого рівня використовується не лише відеоядром. З іншого боку, не такий вже й великий приріст від додаткового кристала, тож архіватори просто те навантаження, на яке у разі свідомо швидких систем (а не якихось міні-ПК) можна вже не звертати уваги.
Плюс-мінус пів-лаптя від Сонця, що, загалом, теж підтверджує, що всі топові процесори справляються з такими завданнями однаково, контролери в чіпсетах трьох серій приблизно ідентичні, так що суттєва різниця може бути обумовлена лише накопичувачем.
А ось у такому банальному сценарії, як просте копіювання файлів, ще й теплопакетом: моделі зі зниженим «розганяються» досить мляво (благо формально і нема за що), що призводить до трохи нижчих результатів, ніж могло б. Але загалом теж не той випадок, заради якого може виникнути бажання міняти платформу.
Що отримуємо у результаті? Усі процесори приблизно ідентичні одне одному. Так, звичайно, різниця між найкращим і гіршим перевищує 10%, але не варто забувати про те, що це відмінності, що накопичилися за три з лишком роки (а візьми ми i7-2600, так було б 15% майже за п'ять). Таким чином, практичного сенсу в заміні однієї платформи на іншу немає, доки стара працює. Природно, якщо йдеться про LGA1155 та її послідовників - як ми вже переконалися «перепад» між LGA1156 і LGA1155 значно помітніший, причому не тільки в плані продуктивності. На останніх на даний момент платформах Intel щось можна «вичавити» використанням «стероїдних» Core i7 (якщо вже все одно орієнтуватися саме на це недешеве сімейство), але не так багато: за інтегральною продуктивністю i7-6700K обганяє i7-6700 на 15%, так що і його відрив від якогось i7-2700K збільшується майже до 30%, що вже більш вагомо, але все одно ще не принципово.
Ігрові програми
З зрозумілих причин, для комп'ютерних систем такого рівня ми обмежуємося режимом мінімальної якості, причому не тільки в «повному» дозволі, але й з його зменшенням до 1366×768: Незважаючи на очевидний прогрес у галузі інтегрованої графіки, вона поки що не здатна задовольнити вимогливого до якості картинки геймера А 2700К ми вирішили зовсім на стандартному ігровому наборі не перевіряти: очевидно, що тих його власників, хто використовує саме інтегроване відеоядро, ігри не цікавлять від слова зовсім. Кого цікавлять хоч якось, ті точно як мінімум якусь «затичку для слота» в засіках знайшли і встановили, благо наше тестування за попередньою версією методики показало, що HD Graphics 3000 не краще, ніж навіть Radeon HD 6450, причому обох практично ні на що не вистачає. Ось HDG 4000 і новіші IGP вже який інтерес є.
Ось, наприклад, Aliens vs. Predator можна пограти на будь-якому з процесорів, що вивчаються, але тільки знизивши дозвіл. Для FHD ж підходить тільки GT3e, причому будь-який - просто в сокетному виконанні така конфігурація зараз доступна лише для Broadwell з усіма витікаючими.
Натомість «танчики» на мінімалках вже на всьому «бігають» настільки добре, що струнка картина лише у високій роздільній здатності і «витанцьовується»: у низькому навіть незрозуміло – хто кращий, а хто гірший.
Grid2 при всій своїй слабкій вимогливості до відеочастини все ще ставить процесори по ранжиру. Але особливо добре це видно знову на FHD, де і пропускна здатність пам'яті вже має значення. У результаті на i7-6700 можна дозволу не знижувати. На i7-5775C тим більше, причому і абсолютні результати набагато вищі, так що якщо ця сфера застосування цікавить, а використання дискретної відеокарти з якихось причин небажане, альтернатив цієї лінійки процесорів, як і раніше, немає. У чому немає нічого нового.
Лише старші Haswell «витягують» гру хоча б у низькій роздільній здатності, а Skylake робить це вже без застережень. Broadwell не коментуємо - це не архітектурна, а, скажімо так, кількісна перевага.
Старіша гра серії на перший погляд аналогічна, але тут вже і між Haswell і Skylake навіть кількісних відмінностей не спостерігається.
У Hitman - спостерігаються і помітні, але переходу кількості в якість, як і раніше, немає.
Як і тут, де навіть режим низької роздільної здатності може «витягнути» лише процесор із GT3e. В інших – вагомий, але все ще недостатній навіть для таких «подвигів» прогрес.
Мінімальний режим налаштувань у цій грі ставиться дуже щадним чином до всіх слабких GPU, хоча HDG 4000 ще «вистачало» лише на HD, але не FHD.
І знову тяжкий випадок. Менш "важкий", ніж Thief, але достатній для того, щоб продемонструвати наочно, що жодна інтегрована графіка не може вважатися ігровим рішенням.
Хоча деякі гри може дозволити пограти і з відносним комфортом. Втім, відчутним лише якщо ускладнювати IGP та кількісно нарощувати усі функціональні блоки. Власне, якраз у легких режимах прогрес в області GPU Intel найбільш помітний - приблизно два рази за три роки (старіші розробки взагалі вже немає сенсу розглядати серйозно). Але з цього не випливає, що згодом інтегрована графіка зможе легко і невимушено наздогнати дискретну порівнянний вік. Швидше за все, «паритет» буде встановлений з іншого боку - маючи на увазі величезну базу інстальованих рішень невисокої продуктивності, виробники тих самих ігор на неї і орієнтуватимуться. Чому раніше цього не робили? Взагалі кажучи, робили - якщо розглядати не лише 3D-ігри, а взагалі ринок, величезна кількість вельми популярних ігрових проектів була призначена саме для того, щоб нормально працювати і на досить архаїчних платформах. Але певний сегмент програм, які «рухали ринок» був завжди, причому саме він і привертав максимум уваги з боку преси і не тільки. Зараз процес явно близький до точки насичення, оскільки, по-перше, парк різноманітної комп'ютерної техніки вже дуже великий, і бажаючих займатися перманентним апгрейдом все менше. А по-друге, «мультиплатформенність» нині має на увазі не лише спеціалізовані ігрові консолі, а й різноманітні планшети-смартфони, де, очевидно, з продуктивністю все ще гірше, ніж у «дорослих» комп'ютерів, незалежно від ступеня інтегрованості платформ останніх. Але для того, щоб ця тенденція стала переважаючою, потрібно все ж таки, як нам здається досягти певного рівня гарантованої продуктивності. Чого поки що немає. Але над проблемою всі виробники працюють більш ніж активно, і Intel тут винятком не є.
Разом
Що ж ми бачимо зрештою? У принципі, як неодноразово було сказано, остання істотна зміна в процесорних ядрах сімейства Core відбулася майже п'ять років тому. На цьому етапі вже вдалося досягти такого рівня, «атакувати» який безпосередньо ніхто з конкурентів не може. Тому основним завданням Intel є поліпшення становища, скажімо так, супутніх областях, а також нарощування кількісних (але не якісних) показників там, де це має сенс. Тим більше, що серйозний вплив на масовий ринок має зростаюча популярність портативних комп'ютерів, які давно обігнали за цим показником настільні і стають все більш портативними (кілька років тому, наприклад, ноутбук масою 2 кг ще вважався «умовно легким», а зараз активно зростають продажі трансформерів , у яких велика маса вбиває весь зміст їхнього існування). Загалом, розробка комп'ютерних платформ давно йде не шляхом найкращого задоволення потреб покупців великих настільних комп'ютерів. У найкращому разі - не на шкоду їм. Тому те, що загалом у цьому сегменті продуктивність систем не знижується, а навіть трохи зростає, вже привід для радості – могло бути й гірше:) Погано лише те, що через зміни у периферійній функціональності доводиться постійно змінювати й самі платформи: це сильно підкошує таку традиційну перевагу модульних комп'ютерів, як ремонтопридатність, але тут нічого не вдієш - спроби зберігати сумісність за будь-яку ціну до добра тим більше не доводять (що сумніваються можуть подивитися на, наприклад, AMD AM3+).
Практично завжди під будь-якою публікацією, в якій так чи інакше торкається тема продуктивності сучасних інтелівських процесорів, рано чи пізно з'являється кілька сердитих читацьких коментарів про те, що прогрес у розвитку чіпів у Intel давно забуксував і немає сенсу переходити зі старого доброго Core i7-26 » на щось нове. У таких репліках, швидше за все, буде роздратовано згадуватися про приріст продуктивності на невловимому рівні «не більше п'яти відсотків на рік»; низькоякісний внутрішній термоінтерфейс, який непоправно зіпсував сучасні процесори Intel; або про те, що купувати в сучасних умовах процесори з такою самою, як і кілька років тому, кількістю обчислювальних ядер взагалі - доля недалекоглядних дилетантів, тому що в них немає необхідного доробку на майбутнє.
У тому, що всі такі репліки не мають підстав, сумнівів немає. Однак дуже схоже, що вони багато разів перебільшують наявні проблеми. Лабораторія 3DNews докладно тестує інтелівські процесори з 2000 року, і ми не можемо погодитися з тезою, що будь-якому їх розвитку настав кінець, а те, що відбувається з мікропроцесорним гігантом протягом останніх років інакше як стагнацією вже і не назвеш. Так, якісь кардинальні зміни з процесорами Intel відбуваються рідко, проте вони продовжують планомірно вдосконалюватися. Тому ті чіпи серії Core i7, які можна купити сьогодні, свідомо краще моделей, що пропонувалися кілька років тому.
| Покоління Core | Кодове ім'я | Техпроцес | Етап розробки | Час виходу |
| 2 | Sandy Bridge | 32 нм | Так (Архітектура) | І кв. 2011 |
| 3 | IvyBridge | 22 нм | Тік (Процес) | ІІ кв. 2012 |
| 4 | Haswell | 22 нм | Так (Архітектура) | ІІ кв. 2013 |
| 5 | Broadwell | 14 нм | Тік (Процес) | ІІ кв. 2015 |
| 6 | Skylake | 14 нм | Так (Архітектура) |
ІІІ кв. 2015 |
| 7 | KabyLake | 14+ нм | Оптимізація | І кв. 2017 |
| 8 | CoffeeLake | 14++ нм | Оптимізація | IV кв. 2017 |
Власне, цей матеріал таки є контраргументом для міркувань про нікчемність обраної Intel стратегії поступового розвитку споживчих CPU. Ми вирішили зібрати в одному тесті старші інтелівські процесори для масових платформ за останні сім років і подивитися на практиці, наскільки представники серій Kaby Lake та Coffee Lake пішли вперед щодо «еталонних» Sandy Bridge, які за роки гіпотетичних порівнянь та уявних протиставлень у виставі обивателів стали справжньою іконою процесоробудування.
⇡ Що змінилося в процесорах Intel з 2011 року до теперішнього часу
Відправною точкою в новітньої історіїрозвитку процесорів Intel прийнято вважати мікроархітектуру SandyBridge. І це недарма. Незважаючи на те, що перше покоління процесорів під маркою Core було випущено в 2008 році на базі мікроархітектури Nehalem, майже всі основні риси, які притаманні сучасним масовим CPU мікропроцесорного гіганта, узвичаїлися не тоді, а парою років пізніше, коли поширення отримало наступне покоління процесорний дизайн, Sandy Bridge.
Зараз компанія Intel привчила нас до відверто неквапливого прогресу у розробці мікроархітектури, коли нововведень стало дуже мало, і вони майже не призводять до зростання питомої продуктивності процесорних ядер. Але лише сім років тому ситуація була кардинально іншою. Зокрема, перехід від Nehalem до Sandy Bridge був ознаменований 15-20-відсотковим зростанням показника IPC (числа виконуваних за такт інструкцій), що зумовлювалося глибоким переробленням логічної конструкції ядер з прицілом на підвищення їх ефективності.
У Sandy Bridge було закладено багато принципів, які відтоді не змінювалися та стали стандартними для більшості процесорів сьогодення. Наприклад, саме там з'явився окремий кеш нульового рівня для декодованих мікрооперацій, а також став застосовуватися фізичний регістровий файл, який знижує енерговитрати під час роботи алгоритмів позачергового виконання інструкцій.
Але, мабуть, найголовнішим нововведенням стало те, що Sandy Bridge був спроектований як уніфікована система-на-чіпі, розрахована одночасно на всі класи застосувань: серверні, десктопні та мобільні. Швидше за все, у прадіда сучасних Coffee Lake громадська думка поставила саме його, а не якийсь Nehalem і вже тим більше не Penryn, саме через цю особливість. Втім, і підсумкова сумавсіх переробок у глибинах мікроархітектури Sandy Bridge теж виявилася дуже значною. Зрештою, цей дизайн втратив всі старі родинні зв'язки з P6 (Pentium Pro), які то тут, то там виявлялися у всіх попередніх процесорах Intel.
Говорячи про загальну структуру, не можна також не згадати і про те, що в процесорний кристал Sandy Bridge вперше в історії інтелівських CPU було вбудоване повноцінне графічне ядро. Цей блок відправився всередину процесора слідом за контролером DDR3-пам'яті, який розділяє L3-кеш і контролер шини PCI Express. Для з'єднання обчислювальних ядер і решти «позаядерних» частин інженери Intel впровадили в Sandy Bridge нову на той момент масштабовану кільцеву шину, що застосовується для організації взаємодії між структурними одиницями в наступних масових CPU і донині.
Якщо ж опуститися на рівень мікроархітектури Sandy Bridge, то однією з її ключових особливостей стала підтримка сімейства SIMD-інструкцій, AVX, призначених для роботи з 256-бітними векторами. На даний момент такі інструкції міцно увійшли в ужиток і не здаються чимось незвичайним, але їх реалізація в Sandy Bridge вимагає розширення частини обчислювальних виконавчих пристроїв. Інженери Intel прагнули зробити роботу з 256-бітними даними так само швидко, як і з векторами меншої розрядності. Тому разом із реалізацією повноцінних 256-бітових виконавчих пристроїв знадобилося і збільшення швидкості роботи процесора з пам'яттю. Логічні виконавчі пристрої, призначені для завантаження та збереження даних, Sandy Bridge отримали подвоєну продуктивність, крім того, симетрично була збільшена пропускна здатність кеш-пам'яті першого рівня при читанні.
Не можна не згадати і про зроблені в Sandy Bridge кардинальні зміни в роботі блоку передбачення розгалужень. Завдяки оптимізаціям у застосовуваних алгоритмах та збільшенню розмірів буферів, архітектура Sandy Bridge дозволила скоротити відсоток невірних прогнозів переходів майже вдвічі, що не тільки помітно позначилося на продуктивності, але й дозволило додатково знизити енергоспоживання цього дизайну.
Зрештою, з сьогоднішніх позицій процесори Sandy Bridge можна було б назвати зразково-показовим втіленням фази «так» в інтелівському принципі «тік-так». Як і попередники, дані процесори продовжили базуватися на техпроцесі з 32-нм нормами, але запропоноване ними зростання продуктивності виявилося більш ніж переконливим. І підживлювала його не тільки оновлена мікроархітектура, а й збільшені на 10-15 відсотків тактові частоти, а також використання більш агресивної версії технології Turbo Boost 2.0. Якщо врахувати все це, добре зрозуміло, чому багато ентузіастів досі згадують Sandy Bridge найтеплішими словами.
Старшою пропозицією у сімействі Core i7 на момент виходу мікроархітектури Sandy Bridge став Core i7-2600K. Цей процесор отримав тактову частоту на рівні 3,3 ГГц із можливістю авторозгону при неповному навантаженні до 3,8 ГГц. Втім, відрізняли 32-нм представників Sandy Bridge не лише порівняно високі для того часу тактові частоти, а й добрий розгінний потенціал. Серед Core i7-2600K нерідко можна було зустріти екземпляри, здатні працювати на частотах 4,8-5,0 ГГц, що багато в чому обумовлювалося застосуванням якісного внутрішнього термоінтерфейсу - безфлюсового припою.
Через дев'ять місяців після випуску Core i7-2600K, у жовтні 2011 року, компанія Intel оновила старшу пропозицію в модельному ряду та запропонувала трохи прискорену модель Core i7-2700K, номінальну частоту якої було доведено до 3,5 ГГц, а максимальну частоту в турборежимі - до 3,9 ГГц.
Втім, життєвий цикл Core i7-2700K виявився коротким – вже у квітні 2012 року на зміну Sandy Bridge прийшов оновлений дизайн. IvyBridge. Нічого особливого: Ivy Bridge ставився до фази «тік», тобто був переведенням старої мікроархітектури на нові напівпровідникові рейки. І в цьому відношенні прогрес справді був серйозним - кристали Ivy Bridge проводилися за 22-нм технологічним процесом, заснованим на тривимірних FinFET-транзисторах, які на той час тільки входили у вжиток.
При цьому стара мікроархітектура Sandy Bridge на низькому рівні залишилася практично недоторканою. Були виконані лише окремі косметичні ситуації, які прискорили виконання в Ivy Bridge операцій розподілу та трохи підвищили ефективність технології Hyper-Threading. Щоправда, принагідно було дещо покращено «позаядерні» компоненти. Контролер PCI Express отримав сумісність із третьою версією протоколу, а контролер пам'яті збільшив свої можливості та став підтримувати швидкісну оверклокерську DDR3-пам'ять. Але в результаті зростання питомої продуктивності при переході від Sandy Bridge до Ivy Bridge склало не більше 3-5 відсотків.
Не дав серйозних причин радості і новий технологічний процес. На жаль, використання 22-нм норм не дозволило якось важливо збільшити тактові частоти Ivy Bridge. Старша версія Core i7-3770K отримала номінальну частоту 3,5 ГГц з можливістю розгону в турборежимі до 3,9 ГГц, тобто з точки зору частотної формули вона виявилася нітрохи не швидше за Core i7-2700K. Поліпшилася лише енергоефективність, проте користувачів настільних комп'ютерів цей аспект зазвичай хвилює слабко.
Все це, звичайно, цілком можна списати на те, що на етапі «тік» ніяких проривів відбуватися і не повинно, але дещо Ivy Bridge виявилися навіть гіршими за попередників. Мова – про розгін. При виведенні на ринок носіїв цього дизайну Intel прийняла рішення відмовитися від використання при фінальному збиранні процесорів безфлюсового паяння галієвим припоєм теплорозподільної кришки до напівпровідникового кристала. Починаючи з Ivy Bridge для організації внутрішнього термоінтерфейсу почала використовуватися банальна термопаста, і це відразу ж вдарило по максимально досяжних частот. За розгінним потенціалом Ivy Bridge безперечно стали гіршими, і в результаті перехід від Sandy Bridge до Ivy Bridge став одним із найспірніших моментів у новітній історії споживчих процесорів Intel.
Тому на наступний етап еволюції, Haswell, покладалися особливі сподівання. У цьому поколінні, що відноситься до фази «так», повинні були з'явитися серйозні мікроархітектурні поліпшення, від яких очікувалася здатність як мінімум просунути прогрес, що забуксував уперед. І певною мірою це сталося. Процесори Core четвертого покоління, що з'явилися влітку 2013 року, дійсно набули помітних поліпшень у внутрішній структурі.
Основне: теоретична потужність виконавчих пристроїв Haswell, що виражається у кількості виконуваних за такт мікрооперацій, порівняно з минулими CPU зросла на третину. У новій мікроархітектурі не тільки було проведено ребаланс наявних виконавчих пристроїв, а й з'явилося два додаткові виконавчі порти для цілих операцій, обслуговування розгалужень і генерації адрес. Крім того, мікроархітектура отримала сумісність із розширеним набором векторних 256-бітових інструкцій AVX2, які завдяки триперадним FMA-командам збільшили пікову пропускну здатність архітектури вдвічі.
На додаток до цього інженери Intel переглянули ємність внутрішніх буферів і де це було необхідно збільшили їх. Виросло у розмірі вікно планувальника. Крім того, було збільшено цілочисленний та речовинночисленний фізичні регістрові файли, що покращило можливості процесора з переупорядкування порядку виконання інструкцій. На додаток до цього, істотно змінилася і підсистема кеш-пам'яті. L1- та L2-кеші в Haswell отримали вдвічі ширшу шину.
Здавалося б, перерахованих покращень має бути достатньо для того, щоб помітно підняти питому продуктивність нової мікроархітектури. Але не так. Проблема дизайну Haswell полягала в тому, що він залишив без змін вхідну частину виконавчого конвеєра і декодер x86-команд зберіг ту ж продуктивність, що й раніше. Тобто, максимальний темп декодування x86-коду в мікроінструкції залишився на рівні 4-5 команд за такт. І в результаті при порівнянні Haswell і Ivy Bridge на однаковій частоті і при навантаженні, що не використовує нові AVX2-інструкції, виграш у продуктивності виявився лише на рівні 5-10 відсотків.
Імідж мікроархітектури Haswell зіпсувала і перша хвиля процесорів, випущена її основі. Спираючись на той самий 22-нм техпроцес, що і Ivy Bridge, новинки не змогли запропонувати високі частоти. Наприклад, старший Core i7-4770K знову отримав базову частоту 3,5 ГГц і максимальну частоту в турборежимі на рівні 3,9 ГГц, тобто, порівняно з минулими поколіннями Core, ніякого просування не намітилося.
У той же час із впровадженням наступного технологічного процесу з 14-нм нормами у Intel стали виникати різноманітні труднощі, тому через рік, влітку 2014 року, на ринок було виведено не наступне покоління процесорів Core, а друга черга Haswell, яка отримала кодові імена Haswell Refresh, або якщо говорити про флагманські модифікації, то Devil's Canyon. В рамках цього оновлення Intel змогла помітно збільшити тактові частоти 22-нм CPU, що справді вдихнуло в них нове життя. Як приклад можна навести новий старший процесор Core i7-4790K, який за номінальною частотою взяв позначку 4,0 ГГц і отримав максимальну частоту з урахуванням турборежиму на рівні 4,4 ГГц. Дивно, що подібне напівгігагерцеве прискорення було досягнуто без будь-яких реформ техпроцесу, а лише за рахунок простих косметичних змін у схемі живлення процесорів та завдяки покращенню теплопровідних властивостей термопасти, що використовується під кришкою CPU.
Втім, навіть представники сімейства Devil's Canyon, особливо скаржними в середовищі ентузіастів пропозиціями стати не змогли. На тлі результатів Sandy Bridge їхній розгін не можна було назвати видатним, до того ж досягнення високих частотвимагало складного «скальпування» - демонтажу процесорної кришки з наступною заміною штатного термоінтерфейсу будь-яким матеріалом із кращою теплопровідністю.
Через складнощі, які переслідували Intel при перекладі масового виробництва на 14-нм норми, виступ наступного, п'ятого покоління процесорів Core, Broadwell, Вийшло сильно зім'ятим. Компанія довго не могла вирішити, чи варто взагалі випускати ринку десктопні процесори з цим дизайном, оскільки при спробах виготовлення великих напівпровідникових кристалів рівень шлюбу перевищував прийнятні значення. У кінцевому підсумку призначені для настільних комп'ютерів чотириядерники Broadwell все-таки з'явилися, але, по-перше, сталося це лише влітку 2015 року - з дев'ятимісячним запізненням щодо запланованого терміну, а по-друге, вже через два місяці після їх анонсу Intel представила дизайн наступного покоління, Skylake.
Проте з погляду розвитку мікроархітектури Broadwell важко назвати вторинною розробкою. І навіть більше, в настільних процесорах цього покоління застосовувалися такі рішення, яких ні до того, ні після того Intel ніколи не вдавалася. Унікальність десктопних Broadwell визначалася тим, що вони проникло продуктивне інтегроване графічне ядро Iris Pro рівня GT3e. І це означає не тільки те, що процесори цього сімейства володіли найпотужнішим на той момент вбудованим відеоядром, а й також те, що вони комплектувалися додатковим 22-нм кристалом Crystall Well, що є кеш-пам'ятою четвертого рівня, що базується на eDRAM.
Сенс додавання в процесор окремого чіпа швидкої вбудованої пам'яті цілком очевидний і зумовлений потребами продуктивного вбудованого графічного ядра у фрейм-буфері з низькою латентністю та високою пропускною здатністю. Однак встановлена в Broadwell пам'ять eDRAM архітектурно була виконана саме як віктимний кеш, і їй могли скористатися обчислювальні ядра CPU. В результаті десктопні Broadwell стали єдиними у своєму роді масовими процесорами із 128 Мбайт L4-кешу. Щоправда, при цьому дещо постраждав обсяг розташованого в процесорному кристалі L3-кешу, який було скорочено з 8 до 6 Мбайт.
Деякі покращення були закладені і в базовій мікроархітектурі. Незважаючи на те, що Broadwell ставився до фази "тік", переробки торкнулися вхідної частини виконавчого конвеєра. Було збільшено вікно планувальника позачергового виконання команд, у півтора рази зріс обсяг таблиці асоціативної трансляції адрес другого рівня, а, крім того, вся схема трансляції придбала другий обробник промахів, що дозволило обробляти по дві операції перетворення адрес паралельно. У сумі всі нововведення підвищили ефективність позачергового виконання команд та передбачення складних розгалужень коду. Принагідно були вдосконалені механізми виконання операцій множення, які в Broadwell почали оброблятися значно швидше. За підсумками всього цього Intel навіть змогла стверджувати, що покращення мікроархітектури підвищили питому продуктивність Broadwell у порівнянні з Haswell на величину близько п'яти відсотків.
Але незважаючи на все це, ні про яку істотну перевагу перших десктопних 14-нм процесорів вести мову було неможливо. І кеш четвертого рівня, і мікроархітектурні зміни лише намагалися компенсувати головну ваду Broadwell - низькі тактові частоти. Через проблеми з технологічним процесом базова частота старшого представника сімейства, Core i7-5775C, була встановлена лише на рівні 3,3 ГГц, а частота в турборежимі не перевищувала 3,7 ГГц, що виявилося гіршим за характеристики Devil's Canyon на цілих 700 МГц.
Така ж історія сталася і з розгоном. Граничні частоти, до яких вдавалося розкочегарувати десктопні Broadwell без використання сучасних методів охолодження, знаходилися в районі 4,1-4,2 ГГц. Тому немає нічого дивного, що споживачі сприйняли випуск Broadwell скептично, і процесори цього сімейства так і залишилися дивним нішевим рішенням для тих, хто був зацікавлений у вбудованому графічному ядрі. Першим повноцінним 14-нм чіпом для настільних комп'ютерів, який зміг привернути до себе увагу широких шарів користувачів, став тільки наступний проект мікропроцесорного гіганта. Skylake.
Виробництво Skylake, як і процесорів попереднього покоління, виконувалось за 14-нм техпроцесом. Однак тут Intel вже змогла досягти нормальних тактових частот і розгону: старша десктопна версія Skylake, Core i7-6700K, отримала номінальну частоту 4,0 ГГц і авторозгін у рамках турборежиму до 4,2 ГГц. Це трохи нижчі значення, якщо порівнювати з Devil's Canyon, проте нові процесори виявилися безумовно швидше попередників. Справа в тому, що Skylake – це «так» в інтелівській номенклатурі, що означає суттєві зміни у мікроархітектурі.
І вони справді є. Поліпшень у дизайні Skylake на перший погляд було зроблено не так багато, але всі вони мали прицільний характер і дозволили усунути слабкі місця в мікроархітектурі. Якщо коротко, то Skylake отримали збільшені внутрішні буфери для більш глибокого позачергового виконання інструкцій та більш високу пропускну спроможність кеш-пам'яті. Удосконалення торкнулися блоку передбачення переходів та вхідної частини виконавчого конвеєра. Також було збільшено темп виконання інструкцій поділу, та перебалансовано механізми виконання операцій складання, множення та FMA-інструкцій. На довершення розробники попрацювали над підвищенням ефективності технології Hyper-Threading. У сумі це дозволило досягти приблизно 10-відсоткового покращення продуктивності на такт у порівнянні з процесорами минулих поколінь.
Загалом Skylake можна охарактеризувати як досить глибоку оптимізацію вихідної архітектури Core з таким розрахунком, щоб у дизайні процесора не залишалося ніяких вузьких місць. З одного боку, рахунок збільшення потужності декодера (з 4 до 5 мікрооперацій за такт) і швидкості роботи кеша мікрооперацій (з 4 до 6 мікрооперацій за такт) істотно збільшився темп декодування інструкцій. А з іншого - зросла ефективність обробки мікрооперацій, чому сприяло поглиблення алгоритмів позачергового виконання і перерозподіл можливостей виконавчих портів разом з серйозною ревізією темпу виконання цілого ряду звичайних, SSE і AVX-команд.
Наприклад, Haswell і Broadwell мали два порти для виконання множень і FMA-операцій над речовими числами, але тільки один порт призначався для додавань, що погано відповідало реальному програмному коду. У Skylake цей дисбаланс був усунений і додавання стали виконуватися вже на двох портах. Крім того, кількість портів, здатних працювати з цілими векторними інструкціями, зросла з двох до трьох. Зрештою, все це призвело до того, що практично для будь-якого типу операцій у Skylake завжди є кілька альтернативних портів. А це означає, що в мікроархітектурі нарешті було успішно усунуто практично всі можливі причинипростою конвеєра.
Помітні зміни торкнулися і підсистеми кешування: пропускну здатність кеш-пам'яті другого та третього рівня було збільшено. Крім того, скоротилася асоціативність кеша другого рівня, що в кінцевому рахунку дозволило покращити його ККД та зменшити штраф при обробці промахів.
Істотні зміни відбулися і більш рівні. Так, у Skylake вдвічі зросла пропускна спроможність кільцевої шини, яка з'єднує всі процесорні блоки. Крім того, в CPU цього покоління влаштувався новий контролер пам'яті, який отримав сумісність із DDR4 SDRAM. А на додаток до цього для з'єднання процесора з чіпсетом стала застосовуватися нова шина DMI 3.0 зі збільшеною пропускною здатністю вдвічі, що дало можливість реалізувати швидкісні лінії PCI Express 3.0 у тому числі і через чіпсет.
Втім, як і всі попередні версії архітектури Core, Skylake був ще однією варіацією на тему початкового дизайну. І це означає, що у шостому поколінні мікроархітектури Core розробники Intel продовжили дотримуватися тактики поетапного застосування поліпшень кожному циклі розробки. Загалом це – не надто вражаючий підхід, який не дозволяє побачити якісь значні зміни у продуктивності одразу – при порівнянні CPU із сусідніх поколінь. Зате при модернізації старих систем відчутний приріст продуктивності помітити зовсім нескладно. Наприклад, сама Intel охоче порівнювала Skylake з Ivy Bridge, демонструючи при цьому, що за три роки швидкодія процесорів зросла більш ніж на 30 відсотків.
І насправді це був досить серйозний прогрес, тому що потім все стало значно гіршим. Після Skylake будь-яке поліпшення питомої продуктивності процесорних ядер припинилося зовсім. Ті процесори, які представлені на ринку в даний час, все ще продовжують використовувати мікроархітектурний дизайн Skylake, незважаючи на те, що з моменту появи в десктопних процесорах пройшло вже майже три роки. Несподіваний простий трапився через те, що Intel не змогла впоратися із впровадженням наступної версії напівпровідникового процесу із 10-нм нормами. В результаті весь принцип "тік-так" розсипався, змусивши мікропроцесорного гіганта якось викручуватися і займатися багаторазовим перевипуском старих продуктів під новими іменами.
Процесори покоління KabyLake, які з'явилися на ринку на початку 2017 року, стали першим і дуже яскравим прикладом спроб Intel продати клієнтам той же Skylake вдруге. Близькі споріднені зв'язки між двома поколіннями процесорів особливо не приховувалися. Intel чесно говорила, що Kaby Lake - це вже не тик і не так, а проста оптимізація попереднього дизайну. У цьому під словом «оптимізація» розумілися деякі поліпшення структурі 14-нм транзисторів, які відкривали можливість збільшення тактових частот без зміни рамок теплового пакета. Для видозміненого техпроцесу було навіть придумано спеціальний термін «14+ нм». Завдяки цій виробничій технології старший масовий десктопний процесор Kaby Lake, який отримав назву Core i7-7700K, зміг запропонувати користувачам номінальну частоту 4,2 ГГц і частоту турборежиму 4,5 ГГц.
Таким чином, зростання частот Kaby Lake у порівнянні з оригінальним Skylake склало приблизно 5 відсотків, і цим все і обмежувалося, що, чесно кажучи, ставило під сумнів правомірність віднесення Kaby Lake до наступного покоління Core. До цього моменту кожне наступне покоління процесорів, не важливо, ставилося воно до фази "тік" або "так", забезпечувало хоч якийсь приріст показника IPC. Тим часом у Kaby Lake ніяких мікроархітектурних покращень не було взагалі, тому ці процесори логічніше було б вважати просто другим степінгом Skylake.
Однак нова версія 14-нм техпроцесу все ж таки змогла дещо позитивно проявити себе: розгінний потенціал Kaby Lake в порівнянні з Skylake виріс приблизно на 200-300 МГц, завдяки чому процесори даної серії виявилися досить тепло зустрінуті ентузіастами. Щоправда, Intel продовжила використовувати під процесорною кришкою замість припою термопасту, тож для повноцінного розгону Kaby Lake потрібно було проводити скальпування.
Не впоралася Intel і з введенням в дію 10-нм технології і до початку поточного року. Тому наприкінці минулого року на ринок був виведений ще один різновид процесорів, побудованих на тій же мікроархітектурі Skylake, - CoffeeLake. Але говорити про Coffee Lake як про третю подобу Skylake не зовсім правильно. Минулий рік став періодом кардинальної зміни парадигми на процесорному ринку. У «велику гру» повернулася AMD, яка змогла переламати усталені традиції та створити попит на масові процесори з кількістю ядер понад чотири. Раптово Intel опинилася в ролі наздоганяючої, і вихід Coffee Lake став не так спробою заповнити паузу до довгоочікуваної появи 10-нм процесорів Core, як реакцією на вихід шести-і восьмиядерних процесорів AMD Ryzen.
В результаті процесори Coffee Lake отримали важливу структурну відмінність від своїх попередників: кількість ядер у них було збільшено до шести штук, що з масовою платформою Intel сталося вперше. Однак при цьому жодних змін на рівні мікроархітектури знову введено не було: Coffee Lake по суті - шестиядерний Skylake, зібраний на основі точно таких же внутрішнього пристрою обчислювальних ядер, які забезпечені збільшеним до 12 Мбайт L3-кешем (за стандартним принципом 2 Мбайт на ядро ) та об'єднані звичною кільцевою шиною.
Втім, незважаючи на те, що ми так просто дозволяємо собі говорити про Coffee Lake «нічого нового», стверджувати про повну відсутність якихось змін не зовсім справедливо. Хоча в мікроархітектурі знову нічого не змінилося, фахівці Intel довелося витратити чимало зусиль для того, щоб шестиядерні процесори змогли вписатися в стандартну десктопну платформу. І результат вийшов досить переконливим: шестиядерні процесори залишилися вірними звичному тепловому пакету і, більше, зовсім не сповільнилися за тактовими частотами.
Зокрема старший представник покоління Coffee Lake, Core i7-8700K, отримав базову частоту 3,7 ГГц, а в турборежимі він може розганятися до 4,7 ГГц. При цьому оверклокерський потенціал Coffee Lake, незважаючи на його потужніший напівпровідниковий кристал, виявився навіть кращим, ніж у всіх попередників. Core i7-8700K нерідко виводяться їх рядовими власниками на п'ятигігагерцевий рубіж, причому такий розгін буває реальним навіть без скальпування та заміни внутрішнього термоінтерфейсу. І це означає, що Coffee Lake хоч і екстенсивний, але суттєвий крок уперед.
Все це стало можливим лише завдяки черговому вдосконаленню 14-нм технологічного процесу. На четвертий рік його використання для масового виробництва десктопних чіпів Intel вдалося досягти справді вражаючих результатів. Впроваджена третя версія 14-нм норм («14++ нм» в позначеннях виробника) та перекомпонування напівпровідникового кристала дозволили суттєво покращити продуктивність у перерахунку на кожен витрачений ват та підняти сумарну обчислювальну потужність. Впровадженням шестиядерності Intel, мабуть, змогла зробити навіть більш значний крок уперед, ніж будь-яким із попередніх покращень мікроархітектури. І сьогодні Coffee Lake виглядає дуже спокусливим варіантом для модернізації старих систем, що базуються на попередніх носіях мікроархітектури Core.
| Кодове ім'я | Техпроцес | Число ядер | GPU | L3-кеш, Мбайт | Число транзисторів, млрд | Площа кристала, мм 2 |
| Sandy Bridge | 32 нм | 4 | GT2 | 8 | 1,16 | 216 |
| Ivy Bridge | 22 нм | 4 | GT2 | 8 | 1,2 | 160 |
| Haswell | 22 нм | 4 | GT2 | 8 | 1,4 | 177 |
| Broadwell | 14 нм | 4 | GT3e | 6 | Н/д | ~145 + 77 (eDRAM) |
| Skylake | 14 нм | 4 | GT2 | 8 | Н/д | 122 |
| Kaby Lake | 14+ нм | 4 | GT2 | 8 | Н/д | 126 |
| Coffee Lake | 14++ нм | 6 | GT2 | 12 | Н/д | 150 |
⇡ Процесори та платформи: специфікації
Для порівняння семи останніх поколінь Core i7 ми взяли старших представників у відповідних серіях - по одному від кожного дизайну. Основні характеристики цих процесорів наведено у наступній таблиці.
| Core i7-2700K | Core i7-3770K | Core i7-4790K | Core i7-5775C | Core i7-6700K | Core i7-7700K | Core i7-8700K | |
| Кодове ім'я | Sandy Bridge | Ivy Bridge | Haswell (Devil's Canyon) | Broadwell | Skylake | Kaby Lake | Coffee Lake |
| Технологія виробництва, нм | 32 | 22 | 22 | 14 | 14 | 14+ | 14++ |
| дата виходу | 23.10.2011 | 29.04.2012 | 2.06.2014 | 2.06.2015 | 5.08.2015 | 3.01.2017 | 5.10.2017 |
| Ядра/потоки | 4/8 | 4/8 | 4/8 | 4/8 | 4/8 | 4/8 | 6/12 |
| Базова частота, ГГц | 3,5 | 3,5 | 4,0 | 3,3 | 4,0 | 4,2 | 3,7 |
| Частота Turbo Boost, ГГц | 3,9 | 3,9 | 4,4 | 3,7 | 4,2 | 4,5 | 4,7 |
| L3-кеш, Мбайт | 8 | 8 | 8 | 6 (+128 Мбайт eDRAM) | 8 | 8 | 12 |
| Підтримка пам'яті | DDR3-1333 | DDR3-1600 | DDR3-1600 | DDR3L-1600 | DDR4-2133 | DDR4-2400 | DDR4-2666 |
| Розширення набору інструкцій | AVX | AVX | AVX2 | AVX2 | AVX2 | AVX2 | AVX2 |
| Інтегрована графіка | HD 3000 (12 EU) | HD 4000 (16 EU) | HD 4600 (20 EU) | Iris Pro 6200 (48 EU) | HD 530 (24 EU) | HD 630 (24 EU) | UHD 630 (24 EU) |
| Макс. частота графічного ядра, ГГц | 1,35 | 1,15 | 1,25 | 1,15 | 1,15 | 1,15 | 1,2 |
| Версія PCI Express | 2.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 |
| Лінії PCI Express | 16 | 16 | 16 | 16 | 16 | 16 | 16 |
| TDP, Вт | 95 | 77 | 88 | 65 | 91 | 91 | 95 |
| Сокет | LGA1155 | LGA1155 | LGA1150 | LGA1150 | LGA1151 | LGA1151 | LGA1151v2 |
| Офіційна ціна | $332 | $332 | $339 | $366 | $339 | $339 | $359 |
Цікаво, що за минулі з моменту випуску Sandy Bridge сім років Intel так і не помітно збільшила тактові частоти. Незважаючи на те, що двічі змінювався технологічний виробничий процес і двічі серйозно оптимізувалась мікроархітектура, сьогоднішні Core i7 майже не просунулися вперед за своєю робочою частотою. Новий Core i7-8700K має номінальну частоту 3,7 ГГц, що всього лише на 6 відсотків вище частоти Core i7-2700K, що вийшов у 2011 році.
Втім, таке порівняння не зовсім коректне, адже Coffee Lake має у півтора рази більше обчислювальних ядер. Якщо ж орієнтуватися на чотириядерний Core i7-7700K, то зростання частоти виглядає все-таки переконливіше: цей процесор прискорився щодо 32-нм Core i7-2700K на досить вагомі 20 відсотків у мегагерцевому вираженні. Хоча все одно навряд це можна назвати вражаючим приростом: в абсолютних величинах це конвертується на додаток по 100 МГц на рік.
Немає жодних проривів та інших формальних характеристиках. Intel продовжує постачати всі свої процесори індивідуальною кеш-пам'яттю другого рівня об'ємом 256 Кбайт на ядро, а також загальним на всі ядра L3-кешем, розмір якого визначається з розрахунку 2 Мбайт на ядро. Інакше кажучи, головний чинник, яким стався найбільший прогрес, - це число обчислювальних ядер. Розвиток Core починався з чотириядерних CPU, а прийшов до шестиядерних. Причому очевидно, що це ще не кінець і в найближчій перспективі побачимо і восьмиядерні варіанти Coffee Lake (або Whiskey Lake).
Втім, як неважко помітити, за сім років Intel майже не змінювалася і цінова політика. Навіть шестиядерний Coffee Lake у порівнянні з попередніми чотириядерними флагманами подорожчав лише на шість відсотків. Все ж решта старших процесорів класу Core i7 для масової платформи завжди обходилася споживачам у суму близько $330-340.
Цікаво, що найбільші зміни сталися навіть із самими процесорами, і з підтримкою ними оперативної пам'яті. Пропускна здатність двоканальної SDRAM з моменту виходу Sandy Bridge і до сьогодні виросла вдвічі: з 21,3 до 41,6 Гбайт/с. І це ще одна важлива обставина, що визначає перевагу сучасних систем, сумісних зі швидкісною DDR4-пам'яттю.
Та й взагалі, всі ці роки разом із процесорами еволюціонувала й решта платформи. Якщо говорити про основні віхи у розвитку платформи, то, крім збільшення швидкості сумісної пам'яті, відзначити хочеться і поява підтримки графічного інтерфейсу PCI Express 3.0. Здається, що швидкісна пам'ять і швидка графічна шина поряд із прогресом у частотах та архітектурах процесорів виступають вагомими причинами того, що сучасні системи стали кращими і швидшими за минулі. Підтримка DDR4 SDRAM з'явилася в Skylake, а переведення процесорної шини PCI Express на третю версію протоколу відбулося ще в Ivy Bridge.
Крім того, помітного розвитку набули і супутні процесорам набори системної логіки. Дійсно, сьогоднішні інтелівські чіпсети трисотої серії можуть запропонувати набагато цікавіші можливості порівняно з Intel Z68 та Z77, які використовувалися в LGA1155-материнських платах під процесори покоління Sandy Bridge. У цьому неважко переконатися по таблиці, у якій ми звели воєдино характеристики флагманських інтелівських чиспсетів для масової платформи.
| P67/Z68 | Z77 | Z87 | Z97 | Z170 | Z270 | Z370 | |
| Сумісність із CPU | Sandy Bridge Ivy Bridge |
Haswell | Haswell Broadwell |
Skylake Kaby Lake |
Coffee Lake | ||
| Інтерфейс | DMI 2.0 (2 Гбайт/с) | DMI 3.0 (3,93 Гбайт/с) | |||||
| Стандарт PCI Express | 2.0 | 3.0 | |||||
| Лінії PCI Express | 8 | 20 | 24 | ||||
| Підтримка PCIe M.2 | Ні | Є |
Є, до 3 пристроїв | ||||
| Підтримка PCI | Є | Ні | |||||
| SATA 6 Гбіт/с | 2 | 6 | |||||
| SATA 3 Гбіт/с | 4 | 0 | |||||
| USB 3.1 Gen2 | 0 | ||||||
| USB 3.0 | 0 | 4 | 6 | 10 | |||
| USB 2.0 | 14 | 10 | 8 | 4 | |||
У сучасних наборах логіки суттєво розвинулися можливості підключення високошвидкісних носіїв інформації. Найголовніше: завдяки переходу чіпсетів на шину PCI Express 3.0 сьогодні у продуктивних збірках можна використовувати швидкодіючі NVMe-накопичувачі, які навіть у порівнянні з SATA SSD можуть запропонувати помітно кращу чуйність і більше високу швидкістьчитання та записи. І лише це може стати вагомим аргументом на користь модернізації.
Крім того, сучасні набори системної логіки надають набагато багатші можливості для підключення додаткових пристроїв. І йдеться не тільки про суттєве збільшення числа ліній PCI Express, що забезпечує наявність на платах кількох додаткових слотів PCIe, які замінюють звичайні PCI. Принагідно в сьогоднішніх чіпсетах є також і вроджена підтримка портів USB 3.0, а багато сучасних материнських плат постачаються і портами USB 3.1 Gen2.
⇡ Опис тестових систем та методики тестування
Для того щоб протестувати сім принципово різних процесорів Intel Core i7, випущених за останні сім років, нам потрібно зібрати чотири платформи з процесорними роз'ємами LGA1155, LGA1150, LGA1151 і LGA1151v2. Набір комплектуючих, який виявився необхідним для цього, описується таким переліком:
- Процесори:
- Intel Core i7-8700K (Coffee Lake, 6 ядер + HT, 3,7-4,7 ГГц, 12 Мбайт L3);
- Intel Core i7-7700K (Kaby Lake, 4 ядра + HT, 4,2-4,5 ГГц, 8 Мбайт L3);
- Intel Core i7-6700K (Skylake, 4 ядра, 4,0-4,2 ГГц, 8 Мбайт L3);
- Intel Core i7-5775C (Broadwell, 4 ядра, 3,3-3,7 ГГц, 6 Мбайт L3, 128 Мбайт L4);
- Intel Core i7-4790K (Haswell Refresh, 4 ядра + HT, 4,0-4,4 ГГц, 8 Мбайт L3);
- Intel Core i7-3770K (Ivy Bridge, 4 ядра + HT, 3,5-3,9 ГГц, 8 Мбайт L3);
- Intel Core i7-2700K (Sandy Bridge, 4 ядра + HT, 3,5-3,9 ГГц, 8 Мбайт L3).
- Процесорний кулер: Noctua NH-U14S.
- Материнські плати:
- ASUS ROG Maximus X Hero (LGA1151v2, Intel Z370);
- ASUS ROG Maximus IX Hero (LGA1151, Intel Z270);
- ASUS Z97-Pro (LGA1150, Intel Z97);
- ASUS P8Z77-V Deluxe (LGA1155, Intel Z77)
- Пам'ять:
- 2×8 Гбайт DDR3-2133 SDRAM, 9-11-11-31 (G.Skill TridentX F3-2133C9D-16GTX);
- 2×8 Гбайт DDR4-3200 SDRAM, 16-16-16-36 (G.Skill Trident Z RGB F4-3200C16D-16GTZR).
- Відеокарта: NVIDIA Titan X (GP102, 12 Гбайт/384-біт GDDR5X, 1417-1531/10000 МГц).
- Дискова система: Samsung 860 PRO 1TB (MZ-76P1T0BW).
- Блок живлення Corsair RM850i (80 Plus Gold, 850 Вт).
Тестування виконувалось в операційній системі Microsoft Windows 10 Enterprise (v1709) Build 16299 з використанням наступного комплекту драйверів:
- Intel Chipset Driver 10.1.1.45;
- Intel Management Engine Interface Driver 11.7.0.1017;
- NVIDIA GeForce 391.35 Driver.
Опис інструментів, що використовувалися для вимірювання обчислювальної продуктивності:
Комплексні бенчмарки:
- Futuremark PCMark 10 Professional Edition 1.0.1275 - тестування у сценаріях Essentials (звичайна робота середньостатистичного користувача: запуск додатків, серфінг в інтернеті, відеоконференції), Productivity (офісна робота з текстовим редактором та електронними таблицями), Digital Content Creation (створення цифрового контенту: редагування фотографій, нелінійний відеомонтаж, рендеринг та візуалізація 3D-моделей). Апаратне прискорення OpenCL у тестуванні було вимкнено.
- Futuremark 3DMark Professional Edition 2.4.4264 – тестування у сцені Time Spy Extreme 1.0.
Програми:
- Adobe Photoshop CC 2018 – тестування продуктивності при обробці графічних зображень. Вимірюється середній час виконання тестового скрипту, що є творчо переробленим Retouch Artists Photoshop Speed Test, який включає типову обробку чотирьох 24-мегапіксельних зображень, зроблених цифровою камерою.
- Adobe Photoshop Lightroom Classic СС 7.1 – тестування продуктивності при пакетній обробці серії зображень у RAW-форматі. Тестовий сценарій включає постобробку та експорт у JPEG з роздільною здатністю 1920 × 1080 та максимальною якістю двохсот 16-мегапіксельних зображень у RAW-форматі, зроблених цифровою камерою Fujifilm X-T1.
- Adobe Premiere Pro CC 2018 – тестування продуктивності при нелінійному відеомонтажі. Вимірюється час рендерингу у формат H.264 Blu-Ray проекту, що містить HDV 1080p25 відеоряд із накладанням різних ефектів.
- Blender 2.79b – тестування швидкості фінального рендерингу в одному з популярних вільних пакетів для створення тривимірної графіки. Вимірюється тривалість побудови фінальної моделі із Blender Cycles Benchmark rev4.
- Corona 1.3 – тестування швидкості рендерингу за допомогою однойменного рендерера. Вимірюється швидкість побудови стандартної сцени BTR, яка використовується для вимірювання продуктивності.
- Google Chrome 65.0.3325.181 (64-bit) – тестування продуктивності при роботі інтернет-додатків, побудованих з використанням сучасних технологій. Застосовується спеціалізований тест WebXPRT 3, що реалізує на HTML5 і JavaScript алгоритми, що реально використовуються в інтернет-додатках.
- Microsoft Visual Studio 2017 (15.1) – вимірювання часу компіляції великого MSVC-проекту – професійного пакету для створення тривимірної графіки Blender версії 2.79b.
- Stockfish 9 – тестування швидкості роботи популярного шахового движка. Вимірюється швидкість перебору варіантів позиції «1q6/1r2k1p1/4pp1p/1P1b1P2/3Q4/7P/4B1P1/2R3K1 w»;
- V-Ray 3.57.01 - тестування продуктивності роботи популярної системи рендерингу за допомогою стандартної програми V-Ray Benchmark;
- VeraCrypt 1.22.9 – тестування криптографічної продуктивності. Використовується вбудований у програму бенчмарк, що задіє потрійне шифрування Kuznyechik-Serpent-Camellia.
- WinRAR 5.50 – тестування швидкості архівації. Вимірюється час, що витрачається архіватором на стиск директорії з різними файлами загальним обсягом 1,7 Гбайт. Використовується максимальний рівень компресії.
- x264 r2851 – тестування швидкості транскодування відео у формат H.264/AVC. Для оцінки продуктивності використовується вихідний [email protected] AVC-відеофайл, що має бітрейт близько 30 Мбіт/с.
- x265 2.4+14 8bpp - тестування швидкості транскодування відео в перспективний формат H.265/HEVC. Для оцінки продуктивності використовується той самий відеофайл, що й у тесті швидкості транскодування кодером x264.
Ігри:
- Ashes of Singularity. Роздільна здатність 1920 × 1080: DirectX 11, Quality Profile = High, MSAA = 2x. Роздільна здатність 3840 × 2160: DirectX 11, Quality Profile = Extreme, MSAA = Off.
- Assassin Creed: Origins. Роздільна здатність 1920 × 1080: Graphics Quality = Very High. Роздільна здатність 3840 × 2160: Graphics Quality = Very High.
- Battlefield 1. Роздільна здатність 1920 × 1080: DirectX 11, Graphics Quality = Ultra. Роздільна здатність 3840 × 2160: DirectX 11, Graphics Quality = Ultra.
- Civilization VI. Роздільна здатність 1920 × 1080: DirectX 11, MSAA = 4x, Performance Impact = Ultra, Memory Impact = Ultra. Роздільна здатність 3840 × 2160: DirectX 11, MSAA = 4x, Performance Impact = Ultra, Memory Impact = Ultra.
- Far Cry 5. Роздільна здатність 1920 × 1080: Graphics Quality = Ultra, Anti-Aliasing = TAA, Motion Blur = On. Роздільна здатність 3840 × 2160: Graphics Quality = Ultra, Anti-Aliasing = TAA, Motion Blur = On.
- Grand Theft Auto V. Роздільна здатність 1920 × 1080: DirectX Version = DirectX 11, FXAA = Off, MSAA = x4, NVIDIA TXAA = Off, Population Density = Maximum, Population Variety = Maximum, Distance Scaling = Maximum, Texture Quality = Shader Quality = Very High, Shadow Quality = Very High, Reflection Quality = Ultra, Reflection MSAA = x4, Water Quality = Very High, Particles Quality = Very High, Grass Quality = Ultra, Soft Shadow = Softest, Post FX = Ultra, In -Game Depth Of Field Effects = On, Anisotropic Filtering = x16, Ambient Occlusion = High, Tessellation = Very High, Long Shadows = On, High Resolution Shadows = On, High Detail Streaming While Flying = On, Extended Distance Scaling = Maximum, Shadows Distance = Maximum. Роздільна здатність 3840 × 2160: DirectX Version = DirectX 11, FXAA = Off, MSAA = Off, NVIDIA TXAA = Off, Population Density = Maximum, Population Variety = Maximum, Distance Scaling = Maximum, Texture Quality = Very High, Shader , Shadow Quality = Very High, Reflection Quality = Ultra, Reflection MSAA = x4, Water Quality = Very High, Particles Quality = Very High, Grass Quality = Ultra, Soft Shadow = Softest, Post FX = Ultra, In-Game Depth Of Field Effects = On, Anisotropic Filtering = x16, Ambient Occlusion = High, Tessellation = Very High, Long Shadows = On, High Resolution Shadows = On, High Detail Streaming While Flying = On, Extended Distance Scaling = Maximum, Extended Shadows Distance = Max.
- The Witcher 3: Wild Hunt. Роздільна здатність 1920 × 1080, Graphics Preset = Ultra, Postprocessing Preset = High. Роздільна здатність 3840 × 2160, Graphics Preset = Ultra, Postprocessing Preset = High.
- Total War: Warhammer II. Роздільна здатність 1920 × 1080: DirectX 12, Quality = Ultra. Роздільна здатність 3840 × 2160: DirectX 12, Quality = Ultra.
- Watch Dogs 2. Роздільна здатність 1920 × 1080: Field of View = 70 °, Pixel Density = 1.00, Graphics Quality = Ultra, Extra Details = 100%. Роздільна здатність 3840 × 2160: Field of View = 70 °, Pixel Density = 1.00, Graphics Quality = Ultra, Extra Details = 100%.
У всіх ігрових тестах як результати наводиться середня кількість кадрів в секунду, а також 0,01-квантиль (перша перцентиль) для значень fps. Використання 0,01-квантилю замість показників мінімального fps обумовлено прагненням очистити результати від випадкових сплесків продуктивності, які були спровоковані не пов'язаними безпосередньо з роботою основних компонентів платформи причинами.
⇡ Продуктивність у комплексних бенчмарках
Комплексний тест PCMark 8 показує середньозважену продуктивність систем під час роботи у типових загальновживаних додатках різного роду. І він добре ілюструє той прогрес, який зазнавали інтелівський процесори на кожному етапі зміни дизайну. Якщо говорити про базовий сценарій Essentials, то тут справді середній приріст швидкості на кожному поколінні не перевищує горезвісних 5 відсотків. Однак виділяється на загальному тлі Core i7-4790K, який завдяки удосконаленням у мікроархітектурі та зростанню тактових частот зміг забезпечити непоганий ривок у продуктивності, що виходить за середньостатистичний рівень. Цей ривок видно і в сценарії Productivity, за результатами якого швидкодія Core i7-4790K можна порівняти з продуктивністю старших процесорів у сімействах Skylake, Kaby Lake та Coffee Lake.
Третій сценарій, Digital Content Creation, що поєднує ресурсомісткі творчі завдання, видає зовсім іншу картину. Тут новий Core i7-8700K може похвалитися 80-відсотковою перевагою перед Core i7-2700K, що можна розцінити як більш ніж гідний результат семирічної еволюції мікроархітектури. Звичайно, істотна частина цієї переваги пояснюється збільшенням числа обчислювальних ядер, але навіть якщо порівнювати між собою показники чотириядерних Core i7-2700K та Core i7-7700K, то і в цьому випадку приріст швидкості досягає солідної величини 53 відсотки.
Ще сильніше випинає переваги нових процесорів синтетичний ігровий тест 3DMark. Ми користуємося сценарієм Time Spy Extreme, який має посилені оптимізації під багатоядерні архітектури, і в ньому підсумковий рейтинг Core i7-8700K виявляється майже втричі вищим, ніж у Core i7-2700K. Але дворазова перевага перед Sandy Bridge показує і представник покоління Kaby Lake, який, як і всі попередники, має в своєму розпорядженні чотири обчислювальні ядра.
Цікаво, що найуспішнішим удосконаленням початкової мікроархітектури, якщо судити за результатами, слід вважати перехід від Ivy Bridge до Haswell – на цьому етапі, за даними 3D Mark, продуктивність зросла на 34 відсотки. Втім, Coffee Lake, безумовно, теж є чим похвалитися, проте інтелівські процесори зразка 2017-2018 року мають таку саму мікроархітектуру, як і Skylake, а виділяються виключно за рахунок екстенсивного посилення - зростання кількості ядер.
⇡ Продуктивність у ресурсоємних додатках
У цілому нині продуктивність у додатках останні сім років еволюції процесорів Intel зросла помітно. І йдеться зовсім не про п'ять відсотків на рік, про які прийнято жартувати в рядах інтелоненависників. Сьогоднішні Core i7 перевершують своїх попередників із 2011 року більш ніж удвічі. Звичайно, велику роль тут відіграв перехід на шестиядерність, проте чималий внесок зробили і мікроархітектурні покращення, і зростання тактової частоти. Найрезультативнішим дизайном у цьому плані виявився Haswell. У ньому суттєво піднялася частота, а також з'явилася підтримка AVX2-інструкцій, яка поступово зміцнилася у додатках для роботи з мультимедійним контентом та задачах рендерингу.
У деяких випадках модернізація процесорів у системах, у яких вирішуються професійні завдання, може дати воістину проривне поліпшення швидкості роботи. Зокрема, триразове збільшення швидкодії під час переходу від Sandy Bridge до Coffee Lake можна отримати при перекодуванні відео сучасними кодерами, а також при фінальному рендерингу за допомогою V-Ray. Непоганий приріст відзначається і при нелінійному відеомонтажі Adobe Premiere Pro. Втім, навіть якщо ваша сфера діяльності не пов'язана безпосередньо з вирішенням таких завдань, у будь-якому з перевірених нами додатків приріст становив щонайменше 50 відсотків.
Рендеринг:
Обробка фото:
Обробка відео:
Перекодування відео:
Компіляція:
Архівація:
Шифрування:
Шахи:
Інтернет-серфінг:
Для того, щоб наочніше уявити, як змінювалася потужність інтелівських процесорів при зміні останніх семи поколінь мікроархітектури, ми склали спеціальну таблицю. У ній наведені відсоткові величини усередненого приросту продуктивності ресурсоємних додатках, одержувані при зміні одного флагманського процесора серії Core i7 на інший.
Неважко помітити, що Coffee Lake виявився найзначнішим оновленням дизайну масових процесорів Intel. Півторакратне збільшення числа ядер надає швидкодії суттєвого імпульсу, завдяки якому при переході на Core i7-8700K навіть з процесорів недавніх поколінь можна отримати дуже помітне прискорення. Порівнянне зростання продуктивності в період з 2011 року у Intel траплялося лише одного разу - при введенні процесорного дизайну Haswell (у вдосконаленому вигляді Devil's Canyon). Тоді він був обумовлений серйозними змінами у мікроархітектурі, які були проведені одночасно з помітним збільшенням тактової частоти.
⇡ Продуктивність в іграх
Те, що продуктивність інтелівських процесорів планомірно збільшується, добре бачать користувачі ресурсомістких додатків. Однак серед гравців існує інша думка. Ще б пак, ігри, навіть найсучасніші, не користуються наборами векторних інструкцій, погано оптимізуються під багатопоточність, та й взагалі масштабують свою продуктивність набагато більш стриманими темпами через те, що крім обчислювальних ресурсів потребують ще й графічних. Чи є сенс оновлювати процесори тим, хто використовує комп'ютери переважно для ігор?
Спробуємо відповісти і це питання. Для початку наведемо результати тестів у дозволі FullHD, де процесорозалежність проявляється сильніше, оскільки графічна карта не є серйозним обмеженням для показника fps і дає процесорам продемонструвати, на що вони здатні більш очевидно.
Ситуація у різних іграх схожа, тому давайте подивимося на середні відносні показники ігрової продуктивності у FullHD. Вони наведені в наступній таблиці, де показаний приріст, який отримується при зміні одного флагманського процесора серії Core i7 на інший.
Дійсно, ігрова продуктивність при виході нових поколінь процесорів масштабується набагато слабше, ніж у додатках. Якщо там можна було говорити про те, що за останні сім років інтелівські процесори прискорилися приблизно вдвічі, то з погляду ігрових програм Core i7-8700K лише на 36 відсотків швидше, ніж Sandy Bridge. А якщо порівнювати новий Core i7 з яким-небудь Haswell, то перевага Core i7-8700K виявиться лише на рівні 11 відсотків, незважаючи на півторакратне збільшення числа обчислювальних ядер. Здається, гравці, які не бажають оновлювати свої LGA1155-системи, мають чимось праві. Такого приросту, як творчі працівники – творці контенту, вони не отримають навіть близько.
Відмінність у результатах дуже слабка, сумарно ситуація виглядає так.
Виходить, що 4K-гравцям - власникам процесорів Core i7-4790K і пізніших - хвилюватися зараз взагалі нема про що. Поки на ринок не прийде нове покоління графічних прискорювачів, при ігровому навантаженні в надвисоких дозволах вузьким місцем такі CPU не виявляться, а продуктивність повністю впирається у відеокарту. Апгрейд процесора може мати сенс хіба що для систем, обладнаних ретропроцесорами Sandy Bridge чи Ivy Bridge, але й у разі приріст частоти кадрів не перевищить 6-9 відсотків.
⇡ Енергоспоживання
Тести продуктивності було б цікаво доповнити результатами вимірювання енергоспоживання. За минулі сім років Intel двічі змінювала технологічні норми та шість разів - заявлені рамки теплового пакету. Крім того, процесори Haswell і Broadwell, на відміну від інших, використовували принципово іншу схему живлення і забезпечувалися інтегрованим перетворювачем напруги. Все це, природно, однак впливало на реальне споживання.
Цифровий блок живлення Corsair RM850i, що використовується нами в тестовій системі, дозволяє контролювати споживану та видавану електричну потужність, ніж ми і користуємося для вимірювань. На графіці нижче наводиться повне споживання систем (без монітора), виміряне «після» блоку живлення і являє собою суму енергоспоживання всіх компонентів, що задіяні в системі. ККД самого блоку живлення у разі не враховується.
У стані простою ситуація принципово змінилася з введенням в дію дизайну Broadwell, коли Intel перейшла на використання 14-нм техпроцесу і впровадила в обіг глибші енергозберігаючі режими.
Під час рендерингу з'ясовується, що збільшення кількості обчислювальних ядер у Coffee Lake помітно вплинуло на його енергоспоживання. Цей процесор став суттєво ненажерливішим за своїх попередників. Найбільш економічними представниками серії Core i7 стали носії мікроархітектур Broadwell та Ivy Bridge, що цілком узгоджується з тими характеристиками TDP, які для них декларує Intel.
Цікаво, що при максимально високих навантаженнях споживання Core i7-8700K схоже на споживання процесора Devil Canyon і вже не здається таким позамежним. Але в цілому енергетичні апетити процесорів Core i7 різних поколінь різняться дуже помітно, причому більше сучасні моделі CPU не завжди стають економічнішими за попередників. Великий крок у покращенні характеристик споживання та тепловиділення був зроблений у поколінні Ivy Bridge, крім того, непоганий щодо цього і Kaby Lake. Однак зараз, схоже, покращення енергоефективності флагманських десктопних процесорів перестало бути для Intel важливим завданням.
Доповнення: продуктивність на однаковій тактовій частоті
Порівняльне тестування масових процесорів Core i7 різних поколінь може бути цікавим і в тому випадку, якщо всі учасники приведені до єдиної тактової частоти. Нерідко продуктивність нових представників виявляється вищим рахунок те, що Intel збільшує у яких тактові частоти. Тести ж на однаковій частоті дозволяють вичленувати із загального результату екстенсивну частотну складову, яка залежить від мікроархітектури лише побічно, і зосередитися на питаннях «інтенсифікації».
Продуктивність, виміряна безвідносно до тактових частот, може цікавити і ентузіастів, які експлуатують CPU за межами номінальних режимів, на частотах, які сильно відрізняються від штатних значень. Керуючись цими міркуваннями, ми вирішили додати до практичного порівняння додаткову дисципліну – тести всіх процесорів на однаковій частоті 4,5 ГГц. Це значеннячастоти було обрано виходячи з того, що розігнати до неї неважко майже будь-який інтелівський процесор останніх років випуску. Виключити з такого порівняння довелося лише представника покоління Broadwell, оскільки оверклокерський потенціал Core i7-5775C вкрай обмежений і взяття ним частоти 4,5 ГГц можна й не мріяти. Інші шість процесорів пройшли ще один цикл тестування.
Навіть якщо відмісти той факт, що частоти інтелівських процесорів хоч повільно, але все ж таки зростають, Core i7 з кожним новим поколінням стають кращими лише за рахунок структурних змін і оптимізації в мікроархітектурі. Якщо судити з швидкодії у додатках до створення та обробки цифрового контенту, можна зробити висновок, що середній приріст питомої продуктивності кожному етапі становить близько 15 відсотків.
Втім, в іграх, в яких оптимізація програмного коду під сучасні мікроархітектури відбувається з великим відставанням, ситуація зі зростанням швидкодії дещо інша:
За іграм добре видно, як розвиток інтелівських мікроархітектур зупинилося на поколінні Skylake, і навіть збільшення числа обчислювальних ядер у Coffee Lake мало допомагає в нарощуванні ігрової продуктивності.
Звичайно, відсутність зростання питомої ігрової продуктивності ще не означає, що новіші Core i7 нецікаві для геймерів. Зрештою, не варто забувати, що наведені вище результати стосуються частоти кадрів для CPU, що працюють на однаковій тактовій частоті, а нові процесори не тільки мають вищі номінальні частоти, але і розганяються куди краще за старі. А це означає, що гравці з числа оверклокерів можуть бути зацікавлені в переході на Coffee Lake не через його мікроархітектуру, яка залишилася незмінною з часів Skylake, і не через шість ядер, що дають мінімальний приріст швидкості в іграх, а з іншої причини - завдяки оверклокерським можливостям. Зокрема, взяття 5-гігагерцевого рубежу для Coffee Lake - цілком посильне завдання, чого про його попередників не скажеш.
⇡ Висновок
Так склалося, що компанію Intel прийнято лаяти за обрану в останні роки стратегію стабільного і неквапливого застосування поліпшень базової архітектури Core, яка дає не дуже помітний приріст швидкодії при переході на кожне наступне покоління CPU. Однак докладне тестування показує, що в цілому реальна продуктивність приростає не такими в'ялими темпами. Просто потрібно враховувати два моменти. По-перше, багато вдосконалень, що додаються в нові процесори, розкривають себе далеко не відразу, а лише через деякий час, коли програмне забезпеченнязнаходить відповідні оптимізації. По-друге, нехай і невелике, але планомірне поліпшення продуктивності, що відбувається щороку, у сумі дає дуже значний ефект, якщо розглядати ситуацію в контексті триваліших тимчасових проміжків.
На підтвердження досить навести один досить показовий факт: новітній Core i7-8700K перевершує швидкодію свого попередника родом з 2011 року більш ніж удвічі. І навіть якщо зіставляти новинку з процесором Core i7-4790K, який вийшов у 2014 році, то виявиться, що за чотири роки продуктивність встигла зрости як мінімум у півтора рази.
Втім, треба розуміти, що зазначені вище показники приросту стосуються ресурсоємних програм для створення та обробки цифрового контенту. І саме тут проходить вододіл: професійні користувачі, які використовують свої системи для роботи, отримують від удосконалення процесорів куди більші дивіденди, ніж ті, у кого комп'ютер служить для розваг. І в той час як для авторів контенту часта модернізація платформ і процесорів - більш ніж осмислений крок, що дозволяє підняти продуктивність, для геймерів розмова виходить зовсім іншим.
Ігрові програми - дуже консервативна галузь, яка реагує на будь-які зміни в архітектурі процесорів вкрай повільно. Крім того, ігрова продуктивність більшою мірою залежить від продуктивності графічних карток, а не процесорів. Тому виходить так, що користувачі ігрових систем розвиток інтелівських CPU, що стався останніми роками, бачать зовсім по-іншому. Там, де «професіонали» констатують дворазове зростання продуктивності, гравці отримують у кращому разі лише 35-відсоткове збільшення числа fps. І це означає, що в гонитві за новими поколіннями інтелівських CPU для них практично немає сенсу. Навіть старші процесори серій Sandy Bridge та Ivy Bridge мають достатню потужність для того, щоб розкрити потенціал графічної карти рівня GeForce GTX 1080 Ti.
Таким чином, поки гравців у нових процесорах може залучити не так зростання продуктивності, як нові можливості. Ними можуть бути якісь додаткові функції, що з'являються у нових платформах, наприклад підтримка швидкісних накопичувачів. Або ж найкращий оверклокерський потенціал, межі якого, незважаючи на проблеми Intel із освоєнням нових технологічних процесів, все-таки поступово відсуваються до більш віддалених рубежів. Однак для того, щоб гравці отримали чіткий і зрозумілий сигнал до модернізації, насамперед має відбутися помітне зростання швидкодії ігрових GPU. А до того часу навіть власники інтелівських CPU семирічної давності продовжуватимуть відчувати себе зовсім не обділеними процесорною продуктивністю.
Тим не менш, цю ситуацію цілком здатні змінити процесори покоління Coffee Lake. Збільшення числа обчислювальних ядер (до шести, а в перспективі і до восьми штук), що відбулося в них, несе в собі потужний емоційний заряд. За рахунок цього Core i7-8700K здається дуже вдалим апгрейдом практично будь-якому користувачеві ПК, адже багато хто думає, що шестиядерники за рахунок закладеного в них потенціалу зможуть залишатися актуальним варіантом протягом більш тривалого терміну. Чи це так насправді, зараз сказати важко. Але, підсумовуючи все сказане вище, ми можемо підтвердити, що модернізація системи з переходом на Coffee Lake у будь-якому випадку має набагато більше сенсу, ніж варіанти апгрейду, які мікропроцесорний гігант пропонував досі.
Цього літа компанія Intel зробила дивне: вона примудрилася змінити цілих два покоління процесорів, орієнтованих на загальновживані персональні комп'ютери. Спочатку на зміну Haswell прийшли процесори з мікроархітектурою Broadwell, але потім протягом буквально пари місяців вони втратили свій статус новинки і поступилися місцем процесорам Skylake, які залишатимуться найпрогресивнішими CPU як мінімум ще півтора року. Така чехарда зі зміною поколінь відбулася головним чином через проблеми Intel, що виникли при впровадженні нового 14-нм техпроцесу, який застосовується при виробництві і Broadwell, і Skylake. Продуктивні носії мікроархітектури Broadwell на шляху до настільних систем сильно затрималися, а їх послідовники вийшли за заздалегідь наміченим графіком, що призвело до зім'ятості анонсу процесорів Core п'ятого покоління і серйозного скорочення їх життєвого циклу. В результаті всіх цих пертурбацій, у десктопному сегменті Broadwell зайняли зовсім вузьку нішу економічних процесорів із потужним графічним ядром і задовольняються тепер лише невеликим рівнем продажів, властивим вузькоспеціалізованим продуктам. Увага передової частини користувачів переключилася на послідовників Broadwell - процесори Skylake.
Треба зауважити, що останні кілька років компанія Intel зовсім не тішить своїх шанувальників зростанням продуктивності пропонованих продуктів. Кожне нове покоління процесорів додає у питомій швидкодії лише кілька відсотків, що зрештою призводить до відсутності в користувачів явних стимулів до модернізації старих систем. Але вихід Skylake – покоління CPU, шляхом якого Intel, фактично, перестрибнула через сходинку – вселяв певні надії на те, що ми отримаємо дійсно варте оновленнянайпоширенішої обчислювальної платформи. Однак, нічого подібного так і не сталося: Intel виступила у своєму звичному репертуарі. Broadwell був представлений громадськості як деяке відгалуження від основної лінії процесорів для настільних систем, а Skylake виявилися швидше Haswell в більшості додатків зовсім незначно.
Тому незважаючи на всі очікування, поява Skylake у продажу викликала у багатьох скептичне ставлення. Ознайомившись із результатами реальних тестів, багато покупців просто не побачили реального сенсу в переході на процесори Core шостого покоління. Головним козирем нових CPU виступає передусім нова платформа з прискореними внутрішніми інтерфейсами, але не нова процесорна мікроархітектура. І це означає, що реальних стимулів до оновлення заснованих систем минулих поколінь Skylake пропонує небагато.
Втім, ми б таки не стали відмовляти від переходу Skylake всіх без винятку користувачів. Справа в тому, що нехай Intel і нарощує продуктивність своїх процесорів дуже стриманими темпами, з моменту появи Sandy Bridge, які все ще працюють у багатьох системах, змінилося вже чотири покоління мікроархітектури. Кожен крок шляхом прогресу вносив свій внесок у збільшення продуктивності, і до сьогоднішнього дня Skylake здатний запропонувати досить суттєвий приріст у продуктивності в порівнянні зі своїми попередніми попередниками. Тільки щоб побачити це, порівнювати його треба не з Haswell, а з попередніми представниками сімейства Core, що з'явилися до нього.
Власне, саме таким порівнянням ми сьогодні й займемося. З огляду на все сказане ми вирішили подивитися, наскільки зросла продуктивність процесорів Core i7 з 2011 року, і зібрали в єдиному тесті старші Core i7, що відносяться до поколінь Sandy Bridge, Ivy Bridge, Haswell, Broadwell і Skylake. Отримавши результати такого тестування, ми постараємося зрозуміти, власникам яких процесорів доцільно починати модернізацію старих систем, а хто з них може почекати до появи наступних поколінь CPU. Принагідно ми подивимося і на рівень продуктивності нових процесорів Core i7-5775C та Core i7-6700K поколінь Broadwell та Skylake, які до цього моменту в нашій лабораторії ще не тестувалися.
Порівняльні характеристики протестованих CPU
Від Sandy Bridge до Skylake: порівняння питомої продуктивності
Для того, щоб пригадати, як змінювалася питома продуктивність інтелівських процесорів протягом останньої п'ятирічки, ми вирішили почати з простого тесту, в якому зіставили швидкість роботи Sandy Bridge, Ivy Bridge, Haswell, Broadwell і Skylake, приведених до однієї і тієї ж частоти 4 0 ГГц. У цьому порівнянні нами були використані процесори лінійки Core i7, тобто чотириядерники, що мають технологію Hyper-Threading.Як основний тестовий інструмент було взято комплексний тест SYSmark 2014 1.5, який хороший тим, що відтворює типову користувальницьку активність у загальновживаних додатках офісного характеру, при створенні та обробці мультимедійного контенту та при вирішенні обчислювальних завдань. На наступних графіках відображено отримані результати. Для зручності сприйняття вони нормовані, за 100 відсотків прийнято продуктивність Sandy Bridge.
Інтегральний показник SYSmark 2014 1.5 дозволяє зробити такі спостереження. Перехід від Sandy Bridge до Ivy Bridge збільшив питому продуктивність зовсім незначно – приблизно на 3-4 відсотки. Подальший крокдо Haswell виявився набагато результативнішим, він вилився в 12-відсоткове поліпшення продуктивності. І це максимальний приріст, який можна спостерігати на наведеному графіку. Адже далі Broadwell обганяє Haswell лише на 7 відсотків, а перехід від Broadwell до Skylake взагалі нарощує питому продуктивність лише на 1-2 відсотки. Весь прогрес від Sandy Bridge до Skylake виливається в 26-відсоткове збільшення продуктивності при сталості тактових частот.
Більш детальну розшифровку отриманих показників SYSmark 2014 1.5 можна переглянути на трьох наступних графіках, де інтегральний індекс продуктивності розкладений за складовими за типом додатків.
Зверніть увагу, найбільш помітно із введенням нових версій мікроархітектур додають у швидкості виконання мультимедійні програми. У них мікроархітектура Skylake перевершує Sandy Bridge на 33 відсотки. А ось у рахункових задачах, навпаки, прогрес проявляється найменше. Більш того, при такому навантаженні крок від Broadwell до Skylake навіть обертається невеликим зниженням питомої продуктивності.
Тепер, коли ми уявляємо, що ж відбувалося з питомою продуктивністю процесорів Intel протягом останніх кількох років, спробуємо розібратися, чим зміни, що спостерігалися, були обумовлені.
Від Sandy Bridge до Skylake: що змінилося у процесорах Intel
Зробити точкою відліку порівняно різних Core i7 представника покоління Sandy Bridge ми вирішили не просто так. Саме цей дизайн підвів міцний фундамент під усе подальше вдосконалення продуктивних інтелівських процесорів до сьогоднішніх Skylake. Так, представники сімейства Sandy Bridge стали першими високоінтегрованими CPU, в яких в одному напівпровідниковому кристалі було зібрано і обчислювальні, і графічне ядра, а також північний міст з L3-кешем та контролером пам'яті. Крім того, в них вперше почала використовуватися внутрішня кільцева шина, за допомогою якої було вирішено завдання високоефективної взаємодії всіх структурних одиниць, що становлять такий складний процесор. Цим закладеним у мікроархітектурі Sandy Bridge універсальним принципам побудови продовжують слідувати всі наступні покоління CPU без будь-яких серйозних коректив.Чималі зміни в Sandy Bridge зазнала внутрішня мікроархітектура обчислювальних ядер. У ній не тільки була реалізована підтримка нових наборів команд AES-NI та AVX, але й знайшли застосування численні великі покращення у надрах виконавчого конвеєра. Саме Sandy Bridge був доданий окремий кеш нульового рівня для декодованих інструкцій; з'явився абсолютно новий блок переупорядкування команд, що ґрунтується на використанні фізичного регістрового файлу; були помітно покращені алгоритми передбачення розгалужень; а крім того, два з трьох виконавчих портів для роботи з даними стали уніфікованими. Такі різнорідні реформи, проведені одразу на всіх етапах конвеєра, дозволили серйозно збільшити питому продуктивність Sandy Bridge, яка порівняно з процесорами попереднього покоління Nehalem одразу зросла майже на 15 відсотків. До цього додалося 15-відсоткове зростання номінальних тактових частот і відмінний розгінний потенціал, в результаті чого в сумі вийшло сімейство процесорів, яке досі ставиться за приклад Intel як зразкове втілення фази «так» у прийнятій у компанії маятникової концепції розробки.
І справді, подібних за масовістю та дієвістю покращень у мікроархітектурі після Sandy Bridge ми вже не бачили. Всі наступні покоління процесорних дизайнів проводять значно менш масштабні вдосконалення в обчислювальних ядрах. Можливо, це є відображенням відсутності реальної конкуренції на процесорному ринку, можливо причина уповільнення прогресу полягає в бажанні Intel зосередити зусилля на вдосконаленні графічних ядер, а можливо Sandy Bridge просто виявився настільки вдалим проектом, що його подальший розвиток потребує надто великих трудовитрат.
Відмінно ілюструє спад інтенсивності інновацій, що відбувся, перехід від Sandy Bridge до Ivy Bridge. Незважаючи на те, що наступне за Sandy Bridge покоління процесорів було переведено на нову виробничу технологіюз 22-нм нормами, його тактові частоти не виросли. Зроблені ж поліпшення в дизайні в основному торкнулися контролера пам'яті і контролера шини PCI Express, що став більш гнучким, який отримав сумісність з третьою версією цього стандарту. Що ж стосується безпосередньо мікроархітектури обчислювальних ядер, то окремі косметичні переробки дозволили домогтися прискорення виконання операцій розподілу та невеликого збільшення ефективності технології Hyper-Threading, та й годі. В результаті зростання питомої продуктивності склало не більше 5 відсотків.
Водночас впровадження Ivy Bridge принесло й те, про що тепер гірко шкодує мільйонна армія оверклокерів. Починаючи з процесорів цього покоління, Intel відмовилася від сполучення напівпровідникового кристала CPU і кришки, що закриває, за допомогою безфлюсового паяння і перейшла на заповнення простору між ними полімерним термоінтерфейсним матеріалом з дуже сумнівними теплопровідними властивостями. Це штучно погіршило частотний потенціал і зробило процесори Ivy Bridge, як і всіх їх послідовників, що помітно менш розганяються в порівнянні з дуже бадьорими в цьому плані "старенькими" Sandy Bridge.
Втім, Ivy Bridge – це лише «тік», а тому особливих проривів у цих процесорах ніхто й не обіцяв. Однак жодного надихаючого зростання продуктивності не принесло і наступне покоління, Haswell, яке, на відміну від Ivy Bridge, належить до фази «так». І це насправді трохи дивно, оскільки різних покращень у мікроархітектурі Haswell зроблено чимало, причому вони розосереджені по різних частинах виконавчого конвеєра, що цілком могло б збільшити загальний темп виконання команд.
Наприклад, у вхідній частині конвеєра була покращена результативність передбачення переходів, а черга декодованих інструкцій почала ділитися між паралельними потоками, що співіснують у рамках технології Hyper-Threading, динамічно. Попутно сталося збільшення вікна позачергового виконання команд, що у сумі мало підняти частку паралельно виконуваного процесором коду. Безпосередньо у виконавчому блоці було додано два додаткові функціональні порти, націлені на обробку цілих команд, обслуговування розгалужень і збереження даних. Завдяки цьому Haswell став здатний обробляти до восьми мікрооперацій за такт – на третину більше за попередників. Більше того, нова мікроархітектура подвоїла і пропускну здатність кеш-пам'яті першого та другого рівнів.
Таким чином, покращення в мікроархітектурі Haswell не торкнулися лише швидкості роботи декодера, який, схоже, на даний момент став найвужчим місцем у сучасних процесорах Core. Адже незважаючи на значний перелік поліпшень, приріст питомої продуктивності у Haswell у порівнянні з Ivy Bridge склав лише близько 5-10 відсотків. Але заради справедливості слід зазначити, що на векторних операціях прискорення помітно набагато сильніше. А найбільший виграш можна побачити у додатках, які використовують нові AVX2 та FMA-команди, підтримка яких також з'явилася у цій мікроархітектурі.
Процесори Haswell, як і Ivy Bridge, спочатку теж не дуже сподобалися ентузіастам. Особливо якщо зважити на той факт, що в початковій версії жодного збільшення тактових частот вони не запропонували. Однак через рік після свого дебюту Haswell стали здаватися помітно привабливішими. По-перше, збільшилася кількість додатків, які звертаються до найсильніших сторін цієї архітектури та використовують векторні інструкції. По-друге, Intel змогла виправити ситуацію із частотами. Пізніші модифікації Haswell, що отримали власне кодове найменування Devil's Canyon, змогли наростити перевагу над попередниками завдяки збільшенню тактової частоти, яка пробила 4-гігагерцову стелю. Крім того, йдучи на поводу у оверклокерів, Intel покращила полімерний термоінтерфейс під процесорною кришкою, що зробило Devil Canyon більш підходящими об'єктами для розгону. Звичайно, не такими податливими, як Sandy Bridge, проте.
І ось із таким багажем Intel підійшла до Broadwell. Оскільки основною ключовою особливістю цих процесорів мала стати нова технологія виробництва з 14-нм нормами, жодних значних нововведень у їхній мікроархітектурі не планувалося – це мав бути майже найбанальніший «тик». Все необхідне успіху новинок цілком міг би забезпечити лише тонкий техпроцес з FinFET-транзисторами другого покоління, теоретично дозволяє зменшити енергоспоживання і підвищити частоти. Проте практичне впровадження нової технології обернулося низкою невдач, у яких Broadwell дісталася лише економічність, але з високі частоти. У результаті ті процесори цього покоління, які Intel представила для настільних систем, вийшли більше схожими на мобільні CPU, ніж продовжувачів справи Devil's Canyon. Тим більше, що крім урізаних теплових пакетів і частот, що відкотилися, вони відрізняються від попередників і зменшився в обсязі L3-кешем, що, правда, дещо компенсується появою розташованого на окремому кристалі кеша четвертого рівня.
На однаковій з Haswell частоті процесори Broadwell демонструють приблизно 7-відсоткову перевагу, що забезпечується як додаванням додаткового рівня кешування даних, так і черговим поліпшенням алгоритму передбачення розгалужень разом із збільшенням основних внутрішніх буферів. Крім того, в Broadwell реалізовані нові та швидші схеми виконання інструкцій множення та поділу. Однак усі ці невеликі покращення перекреслюються фіаско з тактовими частотами, що відносять нас в епоху Sandy Bridge. Так, наприклад, старший оверклокерський Core i7-5775C покоління Broadwell поступається частотою Core i7-4790K цілих 700 МГц. Зрозуміло, що очікувати якогось зростання продуктивності цьому тлі безглуздо, аби обійшлося без її серйозного падіння.
Багато в чому саме через це Broadwell і виявився непривабливим для більшості користувачів. Так, процесори цього сімейства відрізняються високою економічністю і навіть вписуються в тепловий пакет із 65-ватними рамками, але кого це, за великим рахунком, хвилює? Розгінний потенціал першого покоління 14-нм CPU виявився досить стриманим. Ні про яку роботу на частотах, що наближаються до 5-гігагерцової планки, не йдеться. Максимум, якого можна досягти від Broadwell при використанні повітряного охолодження, пролягає в околиці величини 4,2 ГГц. Іншими словами, п'яте покоління Core вийшло у Intel, як мінімум, дивним. Про що, до речі, мікропроцесорний гігант у результаті і пошкодував: представники Intel відзначають, що пізній вихід Broadwell для настільних комп'ютерів, його скорочений життєвий цикл і нетипові характеристики негативно позначилися на рівні продажів, і компанія більше на подібні експерименти пускатися не планує.
Новий же Skylake на цьому тлі представляється не стільки як подальший розвиток інтелівської мікроархітектури, скільки своєрідна робота над помилками. Незважаючи на те, що при виробництві цього покоління CPU використовується той же 14-нм техпроцес, що і у випадку Broadwell, жодних проблем із роботою на високих частотах у Skylake немає. Номінальні частоти процесорів Core шостого покоління повернулися до тих показників, які були властиві їх 22-м попередникам, а розгінний потенціал навіть трохи збільшився. На руку оверклокерам тут зіграв той факт, що в Skylake конвертер живлення процесора знову перекочував на материнську плату і тим самим знизив сумарне тепловиділення CPU при розгоні. Жаль тільки, що Intel так і не повернулася до використання ефективного термоінтерфейсу між кристалом і процесорною кришкою.
Але що стосується базової мікроархітектури обчислювальних ядер, то незважаючи на те, що Skylake, як і Haswell, є втіленням фази «так», нововведень у ній зовсім небагато. Причому більшість їх спрямовано розширення вхідний частини виконавчого конвеєра, інші частини конвеєра залишилися без будь-яких істотних змін. Зміни стосуються поліпшення результативності передбачення розгалужень та підвищення ефективності блоку попередньої вибірки, та й годі. При цьому частина оптимізації служить не стільки для покращення продуктивності, скільки спрямована на чергове підвищення енергоефективності. Тому дивуватися з того, що Skylake за своєю питомою продуктивністю майже не відрізняється від Broadwell, не слід.
Втім, існують і винятки: в окремих випадках Skylake можуть перевершувати попередників у продуктивності і помітніше. Справа в тому, що в цій мікроархітектурі було вдосконалено підсистему пам'яті. Внутрішньопроцесорна кільцева шина стала швидше, і це зрештою розширило смугу пропускання L3-кешу. Плюс до цього контролер пам'яті отримав підтримку працюючої на високих частотах пам'яті стандарту DDR4 SDRAM.
Але в результаті виходить, що б там не говорила Intel про прогресивність Skylake, з точки зору звичайних користувачівце досить слабке оновлення. Основні покращення в Skylake зроблені в графічному ядрі та в енергоефективності, що відкриває перед такими CPU шлях у безвентиляторні системи планшетного форм-фактора. Десктопні ж представники цього покоління відрізняються від тих самих Haswell не надто помітно. Навіть якщо заплющити очі на існування проміжного покоління Broadwell, і зіставляти Skylake безпосередньо з Haswell, то зростання питомої продуктивності становитиме близько 7-8 відсотків, що навряд чи можна назвати вражаючим проявом технічного прогресу.
Принагідно варто відзначити, що не виправдовує очікувань та вдосконалення технологічних виробничих процесів. На шляху від Sandy Bridge до Skylake компанія Intel змінила дві напівпровідникові технології та зменшила товщину транзисторних затворів більш ніж удвічі. Однак сучасний 14-нм техпроцес порівняно з 32-нм технологією п'ятирічної давності так і не дозволив наростити робочі частоти процесорів. Всі процесори Core останніх п'яти поколінь мають дуже схожі тактові частоти, які якщо й перевищують 4-гігагерцову позначку, то зовсім небагато.
Для наочної ілюстрації цього факту можна подивитися на наступний графік, на якому відображено тактову частоту старших оверклокерських процесорів Core i7 різних поколінь.
Більше того, пік тактової частоти припадає навіть не на Skylake. Максимальною частотою можуть похвалитися процесори Haswell, що належать до підгрупи Devil's Canyon. Їхня номінальна частота становить 4,0 ГГц, але завдяки турбо-режиму в реальних умовах вони здатні розганятися до 4,4 ГГц. Для сучасних же Skylake максимум частоти – лише 4,2 ГГц.
Все це, звичайно, позначається на підсумковій продуктивності справжніх представників різних сімейств CPU. І далі ми пропонуємо подивитися, як все це відбивається на швидкодії платформ, побудованих на базі флагманських процесорів кожного сімейства Sandy Bridge, Ivy Bridge, Haswell, Broadwell і Skylake.
Як ми тестували
У порівнянні взяли участь п'ять процесорів Core i7 різних поколінь: Core i7-2700K, Core i7-3770K, Core i7-4790K, Core i7-5775C та Core i7-6700K. Тому список комплектуючих, задіяних у тестуванні, вийшов досить широким:
Процесори:
Intel Core i7-2600K (Sandy Bridge, 4 ядра + HT, 3,4-3,8 ГГц, 8 Мбайт L3);
Intel Core i7-3770K (Ivy Bridge, 4 ядра + HT, 3,5-3,9 ГГц, 8 Мбайт L3);
Intel Core i7-4790K (Haswell Refresh, 4 ядра + HT, 4,0-4,4 ГГц, 8 Мбайт L3);
Intel Core i7-5775C (Broadwell, 4 ядра, 3,3-3,7 ГГц, 6 Мбайт L3, 128 Мбайт L4).
Intel Core i7-6700K (Skylake, 4 ядра, 4,0-4,2 ГГц, 8 Мбайт L3).
Процесорний кулер: Noctua NH-U14S.
Материнські плати:
ASUS Z170 Pro Gaming (LGA 1151, Intel Z170);
ASUS Z97-Pro (LGA 1150, Intel Z97);
ASUS P8Z77-V Deluxe (LGA1155, Intel Z77)
Пам'ять:
2x8 Гбайт DDR3-2133 SDRAM, 9-11-11-31 (G.Skill F3-2133C9D-16GTX);
2x8 Гбайт DDR4-2666 SDRAM, 15-15-15-35 (Corsair Vengeance LPX CMK16GX4M2A2666C16R).
Відеокарта: NVIDIA GeForce GTX 980 Ti (6 Гбайт/384-біт GDDR5, 1000-1076/7010 МГц).
Дискова система: Kingston HyperX Savage 480 GB (SHSS37A/480G).
Блок живлення Corsair RM850i (80 Plus Gold, 850 Вт).
Тестування виконувалось в операційній системі Microsoft Windows 10 Enterprise Build 10240 з використанням наступного комплекту драйверів:
Intel Chipset Driver 10.1.1.8;
Intel Management Engine Interface Driver 11.0.0.1157;
NVIDIA GeForce 358.50 Driver.
Продуктивність
Загальна продуктивністьДля оцінки продуктивності процесорів у загальновживаних задачах ми традиційно використовуємо тестовий пакет Bapco SYSmark, що моделює роботу користувача в реальних поширених сучасних офісних програмахта додатках для створення та обробки цифрового контенту. Ідея тесту дуже проста: він видає єдину метрику, що характеризує середню швидкість комп'ютера при повсякденному використанні. Після виходу операційної системи Windows 10 цей бенчмарк вкотре оновився, і тепер ми задіємо саму останню версію- SYSmark 2014 1.5.
При порівнянні Core i7 різних поколінь, коли вони працюють у своїх номінальних режимах, результати виходять зовсім не такі, як при порівнянні на єдиній тактовій частоті. Все-таки реальна частота та особливості роботи турбо-режиму має досить істотний вплив на продуктивність. Наприклад, згідно з отриманими даними, Core i7-6700K швидше Core i7-5775C на цілих 11 відсотків, але при цьому його перевага над Core i7-4790K зовсім незначна - воно становить лише близько 3 відсотків. При цьому не можна залишити без уваги і те, що новий Skylake виявляється значно швидше процесорів поколінь Sandy Bridge і Ivy Bridge. Його перевага над Core i7-2700K та Core i7-3770K досягає 33 та 28 відсотків відповідно.
Більш глибоке розуміння результатів SYSmark 2014 1.5 здатне дати знайомство з оцінками продуктивності, що отримується у різних сценаріях використання системи. Сценарій Office Productivity моделює типову офісну роботу: підготовку текстів, обробку електронних таблиць, роботу з електронною поштоюта відвідування Інтернет-сайтів. Сценарій використовує наступний набір програм: Adobe Acrobat XI Pro, Google Chrome 32, Microsoft Excel 2013, Microsoft OneNote 2013, Microsoft Outlook 2013, Microsoft PowerPoint 2013, Microsoft Word 2013, WinZip Pro 17.5 Pro.
У сценарії Media Creation моделюється створення рекламного ролика з використанням попередньо знятих цифрових зображень та відео. Для цього використовують популярні пакети Adobe Photoshop CS6 Extended, Adobe Premiere Pro CS6 та Trimble SketchUp Pro 2013.
Сценарій Data/Financial Analysis присвячений статистичному аналізу та прогнозуванню інвестицій на основі певної фінансової моделі. У сценарії використовуються великі обсяги чисельних даних та два програми Microsoft Excel 2013 та WinZip Pro 17.5 Pro.
Результати, отримані нами за різних сценаріїв навантаження, якісно повторюють загальні показники SYSmark 2014 1.5. Привертає увагу лише той факт, що процесор Core i7-4790K зовсім не виглядає застарілим. Він помітно програє новітньому Core i7-6700K тільки в розрахунковому сценарії Data/Financial Analysis, а в інших випадках або поступається своєму послідовнику на дуже малопомітну величину, або виявляється швидше. Наприклад, представник сімейства Haswell випереджає новий Skylake в офісних програмах. Але процесори старіших років випуску, Core i7-2700K і Core i7-3770K, виглядають вже дещо застарілими пропозиціями. Вони програють новинці в різних типах завдань від 25 до 40 відсотків, і це, мабуть, є цілком достатньою підставою, щоб Core i7-6700K можна було розглядати як гідну заміну.
Ігрова продуктивність
Як відомо, продуктивність платформ, оснащених високопродуктивними процесорами, у переважній більшості сучасних ігор визначається потужністю графічної підсистеми. Саме тому при тестуванні процесорів ми вибираємо найбільш процесорозалежні ігри, а вимірювання кількості кадрів виконуємо двічі. Першим проходом тести проводяться без включення згладжування та з установкою далеко не найвищих дозволів. Такі налаштування дозволяють оцінити, наскільки добре проявляють себе процесори з ігровим навантаженням у принципі, а значить, дозволяють будувати здогади про те, як будуть вести себе обчислювальні платформи, що тестуються, в майбутньому, коли на ринку з'являться більш швидкі варіанти графічних прискорювачів. Другий прохід виконується з реалістичними установками – при виборі FullHD-дозвіл та максимального рівняповноекранного згладжування. На наш погляд такі результати не менш цікаві, тому що вони відповідають на питання, яке часто задається про те, який рівень ігрової продуктивності можуть забезпечити процесори прямо зараз - в сучасних умовах.
Втім, у цьому тестуванні ми зібрали потужну графічну підсистему, засновану на флагманській відеокарті NVIDIA GeForce GTX 980 Ti. І в результаті в частині ігор частота кадрів продемонструвала залежність від процесорної продуктивності навіть у FullHD-дозвіл.
Результати у FullHD-дозволе з максимальними налаштуваннями якості
Зазвичай вплив процесорів на ігрову продуктивність, особливо якщо йдеться про потужних представників серії Core i7, виявляється незначним. Однак при зіставленні п'яти Core i7 різних поколінь результати виходять не однорідними. Навіть при встановленні максимальних налаштуваньякості графіки Core i7-6700K та Core i7-5775C демонструють найвищу ігрову продуктивність, тоді як старіші Core i7 від них відстають. Так, частота кадрів, яка отримана в системі з Core i7-6700K перевищує продуктивність системи на базі Core i7-4770K на малопомітний один відсоток, але процесори Core i7-2700K та Core i7-3770K видаються вже відчутно найгіршою основою геймерської системи. Перехід з Core i7-2700K або Core i7-3770K на новітній Core i7-6700K дає збільшення в числі fps величиною в 5-7 відсотків, що здатне вплинути на якість ігрового процесу.
Побачити все це набагато наочніше можна у тому випадку, якщо на ігрову продуктивність процесорів подивитися при зниженій якості зображення, коли частота кадрів не впирається в потужність графічної підсистеми.
Результати при зниженому дозволі
Новому процесору Core i7-6700K знову вдається показати найвищу продуктивність серед усіх Core i7 останніх поколінь. Його перевага над Core i7-5775C становить близько 5 відсотків, а над Core i7-4690K – близько 10 відсотків. У цьому немає нічого дивного: ігри досить чуйно реагують на швидкість підсистеми пам'яті, а саме в цьому напрямку в Skylake були зроблені серйозні поліпшення. Але набагато помітніша перевага Core i7-6700K над Core i7-2700K та Core i7-3770K. Старший Sandy Bridge відстає від новинки на 30-35 відсотків, а Ivy Bridge програє їй близько 20-30 відсотків. Іншими словами, як би не лаяли Intel за занадто повільне вдосконалення власних процесорів, компанія змогла за минулі п'ять років на третину підвищити швидкість роботи своїх CPU, а це дуже відчутний результат.
Тестування у реальних іграх завершують результати популярного синтетичного бенчмарку Futuremark 3DMark.
Повторюють ігрові показники і ті результати, які видає Futuremark 3DMark. При перекладі мікроархітектури процесорів Core i7 з Sandy Bridge на Ivy Bridge показники 3DMark зросли на величину від 2 до 7 відсотків. Впровадження дизайну Haswell та випуск процесорів Devil's Canyon додав до продуктивності старших Core i7 додаткових 7-14 відсотків. Однак потім поява Core i7-5775C, що має порівняно невисоку тактову частоту, дещо відкотила швидкодію назад. І новітньому Core i7-6700K, власне, довелося віддуватися відразу за два покоління мікроархітектури. Приріст у підсумковому рейтингу 3DMark у нового процесора сімейства Skylake у порівнянні з Core i7-4790K становив до 7 відсотків. І насправді це не так багато: все-таки помітне поліпшення продуктивності за останні п'ять років змогли привнести процесори Haswell. Останні покоління десктопних процесорів, дійсно, кілька розчаровують.
Тести у додатках
У Autodesk 3ds max 2016 ми тестуємо швидкість фінального рендерингу. Вимірюється час, що витрачається на рендеринг у роздільній здатності 1920x1080 із застосуванням рендерера mental ray одного кадру стандартної сцени Hummer.
Ще один тест фінального рендерингу проводиться нами з використанням популярного вільного пакета побудови тривимірної графіки Blender 2.75a. У ньому ми вимірюємо тривалість побудови фінальної моделі із Blender Cycles Benchmark rev4.
Для вимірювання швидкості фотореалістичного тривимірного рендерингу ми скористалися тестом Cinebench R15. Maxon нещодавно оновила свій бенчмарк і тепер він знову дозволяє оцінити швидкість роботи різних платформ при рендерингу в актуальних версіях анімаційного пакету Cinema 4D.
Продуктивність при роботі веб-сайтів та інтернет-додатків, побудованих з використанням сучасних технологій, вимірюється нами у новому браузері Microsoft Edge 20.10240.16384.0. Для цього застосовується спеціалізований тест WebXPRT 2015, що реалізує на HTML5 і JavaScript алгоритми, що реально використовуються в інтернет-додатках.
Тестування продуктивності при обробці графічних зображень відбувається в Adobe Photoshop CC 2015. Вимірюється середній час виконання тестового скрипту, що є творчо переробленим Retouch Artists Photoshop Speed Test, який включає типову обробку чотирьох 24-мегапіксельних зображень, зроблених.
На численні прохання фотолюбителів ми провели тестування продуктивності у графічній програмі Adobe Photoshop Lightroom 6.1. Тестовий сценарій включає пост-обробку та експорт у JPEG з роздільною здатністю 1920x1080 та максимальною якістю двохсот 12-мегапіксельних зображень у RAW-форматі, зроблених цифровою камерою Nikon D300.
В Adobe Premiere Pro CC 2015 тестується продуктивність при нелінійному відеомонтажі. Вимірюється час рендерингу у формат H.264 Blu-Ray проекту, що містить HDV 1080p25 відеоряд із накладанням різних ефектів.
Для вимірювання швидкодії процесорів при компресії інформації ми користуємося архіватором WinRAR 5.3, за допомогою якого з максимальним ступенем стиснення архівуємо папку з різними файлами загальним обсягом 1,7 Гбайт.
Для оцінки швидкості перекодування відео у формат H.264 використовується тест x264 FHD Benchmark 1.0.1 (64bit), заснований на вимірі часу кодування кодером x264 вихідного відео у формат MPEG-4/AVC з роздільною здатністю [email protected]та параметрами за замовчуванням. Слід зазначити, що результати цього бенчмарку мають величезне практичне значення, оскільки кодер x264 є основою численних популярних утиліт для перекодування, наприклад, HandBrake, MeGUI, VirtualDub тощо. Ми періодично оновлюємо кодер, що використовується для вимірювання продуктивності, і в даному тестуванні взяла участь версія r2538, в якій реалізовано підтримку всіх сучасних наборів інструкцій, включаючи і AVX2.
Крім того, ми додали до списку тестових додатків і новий кодер x265, призначений для транскодування відео до перспективного формату H.265/HEVC, який є логічним продовженням H.264 і характеризується більш ефективними алгоритмами стиснення. Для оцінки продуктивності використовується вихідний [email protected] Y4M-відеофайл, який перекодується у формат H.265 із профілем medium. У цьому тестуванні взяв участь реліз кодера версії 1.7.
Перевага Core i7-6700K над ранніми попередниками у різних додатках не підлягає сумніву. Однак найбільше виграли від еволюції, що відбулася, два типи завдань. По-перше, пов'язані з обробкою мультимедійного контенту, чи це відео або зображення. По-друге, фінальний рендеринг у пакетах тривимірного моделювання та проектування. У цілому нині, у разі Core i7-6700K перевищує Core i7-2700K щонайменше, ніж 40-50 відсотків. А іноді можна спостерігати і набагато вражаюче покращення швидкості. Так, при перекодуванні відео кодеком x265 новий Core i7-6700K видає рівно вдвічі більш високу продуктивність, ніж дід Core i7-2700K.
Якщо ж говорити про той приріст у швидкості виконання ресурсомістких завдань, яку може забезпечити Core i7-6700K порівняно з Core i7-4790K, то вже настільки вражаючих ілюстрацій до результатів роботи інтелівських інженерів привести не можна. Максимальна перевага новинки спостерігається в Lightroom, тут Skylake виявився кращим у півтора рази. Але це скоріше – виняток із правила. У більшості мультимедійних завдань Core i7-6700K в порівнянні з Core i7-4790K пропонує лише 10-відсоткове поліпшення продуктивності. А при навантаженні іншого характеру різниця в швидкодії і того менше або взагалі відсутня.
Окремо потрібно сказати пару слів і про результат, показаний Core i7-5775C. Через невелику тактову частоту цей процесор повільніше, ніж Core i7-4790K і Core i7-6700K. Але не варто забувати про те, що його ключовою характеристикоює економічність. І він цілком здатний стати одним із кращих варіантів з погляду питомої продуктивності на кожен ват витраченої електроенергії. У цьому ми легко переконаємось у наступному розділі.
Енергоспоживання
Процесори Skylake виробляються за сучасним 14-нм технологічним процесом із тривимірними транзисторами другого покоління, проте, незважаючи на це, їх тепловий пакет виріс до 91 Вт. Іншими словами, нові CPU не тільки «гарячі» 65-ватних Broadwell, але й перевершують за розрахунковим тепловиділенням Haswell, що випускаються за 22-нм технології і вживаються в рамках 88-ватного теплового пакету. Причина, очевидно, полягає в тому, що архітектура Skylake спочатку оптимізувалася з прицілом не на високі частоти, а на енергоефективність і можливість використання в мобільних пристроях. Тому для того, щоб десктопні Skylake отримали прийнятні тактові частоти, що лежать в околиці 4-гігагерцевої позначки, довелося задирати напругу живлення, що неминуче відбилося на енергоспоживання та тепловиділенні.Втім, процесори Broadwell низькими робочими напругами теж не відрізнялися, тому існує надія на те, що 91-ватний тепловий пакет Skylake отримали за якимись формальними обставинами і, насправді, вони виявляться ненажерливішими за попередників. Перевіримо!
Новий цифровий блок живлення Corsair RM850i, що використовується нами в тестовій системі, дозволяє здійснювати моніторинг споживаної та видається електричної потужності, ніж ми і користуємося для вимірювань. На наступному нижче графіку наводиться повне споживання систем (без монітора), виміряне «після» блоку живлення і являє собою суму енергоспоживання всіх компонентів, що задіяні в системі. ККД самого блоку живлення у разі не враховується. Для правильної оцінки енергоспоживання ми активували турборежу і всі наявні енергозберігаючі технології.
У стані простою якісний стрибок в економічності настільних платформ стався з виходом Broadwell. Core i7-5775C та Core i7-6700K відрізняються помітно нижчим споживанням у простої.
Зате під навантаженням у вигляді перекодування відео економічними варіантами CPU виявляються Core i7-5775C і Core i7-3770K. Новий Core i7-6700K споживає більше. Його енергетичні апетити перебувають на рівні старшого Sandy Bridge. Щоправда, у новинці, на відміну від Sandy Bridge, є підтримка інструкцій AVX2, які вимагають серйозних енергетичних витрат.
На наступній діаграмі наводиться максимальне споживання при навантаженні, що створюється 64-бітною версією утиліти LinX 0.6.5 з підтримкою набору інструкцій AVX2, яка базується на пакеті Linpack, що відрізняється непомірними енергетичними апетитами.
І знову процесор покоління Broadwell показує чудеса енергетичної ефективності. Однак якщо дивитися на те, скільки електроенергії споживає Core i7-6700K, стає зрозуміло, що прогрес у мікроархітектурах обійшов стороною енергетичну ефективність настільних CPU. Так, у мобільному сегменті з виходом Skylake з'явилися нові пропозиції з надзвичайно спокусливим співвідношенням продуктивності та енергоспоживання, проте новітні процесори для десктопів продовжують споживати приблизно стільки ж, скільки споживали їхні попередники за п'ять років до сьогодні.
Висновки
Провівши тестування нового Core i7-6700K і порівнявши його з кількома поколіннями попередніх CPU, ми знову приходимо до невтішного висновку про те, що компанія Intel продовжує слідувати своїм негласним принципам і не дуже прагне нарощувати швидкодію десктопних процесорів, орієнтованих на високопродуктивні системи. І якщо в порівнянні зі старшим Broadwell новинка пропонує приблизно 15-відсоткове поліпшення продуктивності, обумовлене суттєво кращими тактовими частотами, то в порівнянні з старішим, але швидшим Haswell вона вже не здається настільки ж прогресивною. Різниця у продуктивності Core i7-6700K та Core i7-4790K, незважаючи на те, що ці процесори поділяє два покоління мікроархітектури, не перевищує 5-10 відсотків. І це дуже мало для того, щоб старший десктопний Skylake можна було б однозначно рекомендувати для оновлення LGA 1150-систем.Втім, до таких незначних кроків Intel у підвищенні швидкості роботи процесорів для настільних систем варто давно звикнути. Приріст швидкодії нових рішень, що лежить приблизно в таких межах, - традиція, що давно склалася. Жодних революційних змін у обчислювальній продуктивності інтелівських CPU, орієнтованих на настільні ПК, не відбувається вже дуже давно. І причини цього цілком зрозумілі: інженери компанії зайняті оптимізацією мікроархітектур, що розробляються, для мобільних застосувань і в першу чергу думають про енергоефективність. Успіхи Intel в адаптації власних архітектур для використання в тонких і легких пристроях безсумнівні, але адептам класичних десктопів при цьому тільки й залишається, що задовольнятися невеликими надбавками швидкодії, які, на щастя, поки що не зовсім зійшли нанівець.
Однак це зовсім не означає, що Core i7-6700K можна рекомендувати лише для нових систем. Замислитися про модернізацію своїх комп'ютерів можуть власники конфігурацій, в основі яких лежить платформа LGA 1155 з процесорами поколінь Sandy Bridge і Ivy Bridge. У порівнянні з Core i7-2700K та Core i7-3770K новий Core i7-6700K виглядає дуже непогано – його середньозважена перевага над такими попередниками оцінюється у 30-40 відсотків. Крім того, процесори з мікроархітектурою Skylake можуть похвалитися підтримкою набору інструкцій AVX2, який зараз знайшов досить широке застосування в мультимедійних додатках, і завдяки цьому в деяких випадках Core i7-6700K виявляється швидше набагато сильніше. Так, при перекодуванні відео ми навіть бачили випадки, коли Core i7-6700K перевершував Core i7-2700K у швидкості роботи більш ніж удвічі!
Є у процесорів Skylake та цілий рядінших переваг, пов'язаних з впровадженням супутньої їм нової платформи LGA 1151. І справа навіть не стільки в підтримці DDR4-пам'яті, що з'явилася в ній, скільки в тому, що нові набори логіки сотої серії нарешті отримали дійсно швидкісне з'єднання з процесором і підтримку великої кількості ліній PCI Express 3.0 В результаті, передові LGA 1151-системи можуть похвалитися наявністю численних швидких інтерфейсів для підключення накопичувачів та зовнішніх пристроїв, які позбавлені будь-яких штучних обмежень щодо пропускної спроможності.
Плюс до того, оцінюючи перспективи платформи LGA 1151 і процесорів Skylake, слід мати на увазі і ще один момент. Intel не поспішатиме з виведенням на ринок процесорів наступного покоління, відомих як Kaby Lake. Якщо вірити наявній інформації, представники цієї серії процесорів у варіантах настільних комп'ютерів з'являться на ринку тільки в 2017 році. Тому Skylake буде з нами ще довго, і система, побудована на ньому, зможе залишатися актуальною протягом дуже тривалого проміжку часу.
2017 рік став справжнім випробуванням для компанії Intel, чого не спостерігалося вже багато років після дебюту лінійки Intel Core на ринку. В першу чергу це пов'язано з виходом досить успішної лінійки, що зажадало від Intel в швидкому порядку готувати третє покоління 14-нм процесорів, щоб посилити свої позиції.
За інших обставин Intel, можливо, могла б повністю відмовитися від 14-нм лінійок Intel Coffee Lake та Intel Kaby Lake R ( мобільні Intel Core 8-го покоління), направивши свої ресурси на прискорення виходу 10-нм серії Intel Ice Lake та Intel Cannon Lake відповідно. Тим більше що обчислювальної потужності процесорів Intel Kaby Lake цілком достатньо для широкого спектру домашніх, навчальних чи офісних комп'ютерів. Але конкурент не залишив вибору.
Перші моделі Intel Core 8-го покоління були представлені наприкінці серпня. Вони націлені на мобільний ринок, і багато виробників ноутбуків вже анонсували нові чи оновлені продукти на їх основі. Наприкінці вересня відбулася презентація та десктопної лінійки разом із чіпсетом Intel Z370, про який ми поговоримо в окремому матеріалі.
Першими у продажу з'являться шість моделей процесорів, кожна з яких є знаковою для серії. Так, Intel Core i3-8100 та Intel Core i3-8350K - це перші повноцінні 4-ядерні CPU в даній серії, в якій раніше були присутні лише 2-ядерні, 4-потокові рішення. Лінійка Intel Core i5 вперше поповнилася 6-ядерними, 6-потоковими представниками – Intel Core i5-8400 та Intel Core i5-8600K. А в серії Intel Core i7 тепер панують 6-ядерні, 12-потокові моделі Intel Core i7-8700 та Intel Core i7-8700K, які прийшли на зміну 4-ядерним, 8-потоковим. У першій половині 2018 року список доступних процесорів у кожній серії буде розширено. Також з'являться решта чіпсетів Intel 300-ї серії та материнські плати на їх основі.
Рішення Intel Core восьмого покоління позиціонуються в першу чергу для геймерів, авторів контенту та оверклокерів. Особливо корисними вони будуть у випадках, коли програмне забезпечення оптимізовано під багатопоточність. До того ж процесори Intel традиційно характеризуються відмінною продуктивністю в однопотоковому режимі, тому навіть у застарілих додатках та іграх вони виглядають гідно.
Геймерам обіцяють підвищення продуктивності до 25% (зафіксовано в Gears of War 4 при порівнянні систем на базі Intel Core i7-8700K та Intel Core i7-7700K) та комфортний фреймрейт у мультизадачному режимі, коли потрібно не лише грати, але одночасно записувати ігрову сесію та вести її трансляцію в інтернеті
Для творців контенту також приготовлені апетитні факти: прискорення до 32% при редагуванні 4K-відео (Intel Core i7-8700K проти Intel Core i7-7700K). А якщо порівняти показники Intel Core i7-8700K та Intel Core i7-4790K (Intel Devil`s Canyon), то можна розраховувати на прискорення у 4,5 рази при створенні HEVC-відео у PowerDirector, на 65% при редагуванні файлів у Adobe Photoshop Lightroom та у 7,8 рази при перекодуванні в Handbrake Transcode.
У свою чергу оверклокер підкуповують новими можливостями: розгін окремого ядра, підвищення множника пам'яті до 8400 MT/s, контроль затримок пам'яті в режимі реального часу та іншими. Якщо ви побоюєтеся можливого виходупроцесора з ладу в результаті розгінних експериментів, можна опціонально купити Performance Tuning Protection Plan . Він дозволяє один раз провести заміну CPU у разі його пошкодження під час роботи у позаштатному режимі. Вартість такого плану залежить від конкретної моделі. Наприклад, для Intel Core i7-7700K вона встановлена на рівні $30, а власникам Intel Core i9-7980XE потрібно буде доплатити $150.
Про якісь мікроархітектурні зміни у презентації не згадується, хоча можна помилуватися чудесами інженерної думки, втіленими у самих кристалах.
Основний акцент у прес-матеріалах зроблено на збільшенні кількості фізичних ядер та кеш-пам'яті, розширених оверклокерських можливостях та використанні покращеного 14-нм техпроцесу. Якщо точніше, то Intel Skylake виготовлені із застосуванням 14 нм, Intel Kaby Lake – 14+ нм, а Intel Coffee Lake – 14++ нм.
У свою чергу використання нового чіпсету пояснюється підвищеними вимогами до підсистеми живлення у зв'язку зі збільшеною кількістю ядер, підтримкою нових оверклокерських можливостей та швидшої пам'яті DDR4-2666.
На апаратному рівні несумісність нових і старих процесорів проявляється в різній кількості контактних майданчиків VCC роз'єму Socket LGA1151: у Intel Coffee Lake їх 146, а у Intel Kaby Lake та Intel Skylake - 128. Додаткові 18 були отримані шляхом активації резервних майданчиків, без внесення чи фізичних змін. Тобто встановити новий процесор на старі материнські плати або старі процесори на нові плати можна, але такі зв'язки не працюватимуть. Тому для Intel Coffee Lake обов'язково потрібно купувати материнську плату на базі чіпсетів Intel 300-ї серії.
Не забула компанія Intel нагадати про супутній продукт - Intel Optane Memory, який дозволяє суттєво підвищити чуйність системи та прискорити запуск додатків. Хоча при поточному обсязі (16/32 ГБ) та рівні цін йому складно конкурувати на ринку з тими ж M.2 або звичайними 2,5-дюймовими SSD.
З презентацією познайомилися, тепер настав час переходити до більш детального вивчення можливостей героя даного огляду - IntelCorei7-8700 K, який за сумісництвом є ще й флагманом 8-го покоління лінійки Intel Core.
Специфікація
|
Процесорний роз'єм |
|
|
Базова/динамічна тактова частота, ГГц |
|
|
Базовий множник |
|
|
Базова частота системної шини, МГц |
|
|
Кількість ядер / потоків |
|
|
Об'єм кеш-пам'яті L1, КБ |
6 х 32 (пам'ять даних) |
|
Об'єм кеш-пам'яті L2, КБ |
|
|
Об'єм кеш-пам'яті L3, МБ |
|
|
Мікроархітектура |
Intel Coffee Lake |
|
Кодове ім'я |
Intel Coffee Lake-S |
|
Максимальна розрахункова потужність (TDP), Вт |
|
|
Техпроцес, нм |
|
|
Критична температура (T junction), °C |
|
|
Підтримка інструкцій та технологій |
Intel Turbo Boost 2.0, Intel Optane Memory, Intel Hyper-Threading, Intel vPro, Intel VT-x, Intel VT-d, Intel VT-x EPT, Intel TSX-NI, Intel 64, Execute Disable Bit, Intel AEX-NI, MMX, SSE, SSE2, SSE3, SSSE3, SSE4.1, SSE4.2, EM64T, AES, AVX, AVX 2.0, FMA3, розширений Intel SpeedStep, Thermal Monitoring, Intel Identity Protection, Intel Stable Image Platform Program (SIPP) |
|
Вбудований контролер пам'яті |
|
|
Тип пам'яті |
|
|
Підтримувана частота, МГц |
|
|
Число каналів |
|
|
Максимальний обсяг пам'яті, ГБ |
|
|
Вбудоване графічне ядро Intel UHD Graphics 630 |
|
|
Кількість виконавчих блоків (ЄУ) |
|
|
Базова/динамічна частота, МГц |
|
|
Максимальний обсяг відеопам'яті (виділяється із ОЗП), ГБ |
|
|
Максимальна роздільна здатність екрана при 60 Гц |
|
|
Максимальна кількість підтримуваних дисплеїв |
|
|
Підтримувані технології та API |
DirectX 12, OpenGL 4.5, Intel Quick Sync Video, Intel InTru 3D, Intel Clear Video HD, Intel Clear Video |
|
Сайт виробника |
|
|
Сторінка процесора |
|
Упаковка, комплект постачання та зовнішній вигляд
Компанія Intel люб'язно надала нам на тестування інженерний зразок Intel Core i7-8700K без відповідної упаковки та комплекту постачання. Тому скористаємося офіційними прес-матеріалами для оцінки зовнішнього виглядукоробки. Лицьова її сторона безпомилково вказує на приналежність процесора до 8-го покоління лінійки Intel Core та відповідної серії, а на одній із боковин перераховані ключові переваги. Також зазначено необхідність використання новинок виключно з материнськими платами на базі чіпсетів Intel 300 серії. Самі упаковки також відрізняються завтовшки, тобто у продажу будуть варіанти з комплектним кулером і без нього.
іIntel Core i7-7700K
Зовні Intel Core i7-8700K не відрізняється від свого попередника, звичайно, якщо не враховувати маркування та інших позначень на теплорозподільній кришці. Саме позначення у роздрібного зразка новинки буде іншим. По-перше, замість напису Intel Confidential буде вказано назву моделі (Intel Core i7-8700K). По-друге, буде інший код Spec замість QNMK. І, звичайно, зміниться код FPO. У цьому випадку він підказує нам, що процесор виготовлений у Малайзії на 19 тижні 2017 року (з 08.05 до 14.05).
іIntel Core i7-7700K
На звороті притулилися контактні майданчики під роз'єм Socket LGA1151. Як ми вже знаємо, їхнє фізичне розташування не змінилося, зате змінилося функціональне призначення деяких ніжок, що і вимагає використання з процесорами лінійки Intel Coffee Lake нових материнських плат.
Аналіз технічних характеристик
Для тестування Intel Core i7-8700K ми використовували материнську плату ROG STRIX Z370-F Gaming та нашу штатну систему охолодження Scythe Mugen 3. Для початку деактивували технологію Intel Turbo Boost 2.0 та отримали частоту процесора на рівні 3,7 ГГц при напрузі 1,12 В .
Максимальна частота при навантаженні (AIDA64) з увімкненою технологією Intel Turbo Boost 2.0 досягла заявлених у специфікації 4,7 ГГц. Температура піднімалася до 96 ° С, але пропуск тактів (тротлінг) був відсутній.
При бездіяльності системи частота процесора залишалася лише на рівні 4,7 ГГц, хоча температура падала нижче 50°С.
Якщо ж перевести систему в режим енергозбереження, швидкість Intel Core i7-8700K знижується до 800 МГц.
Структура кеш-пам'яті процесорів Intel Core i7-8700Kта Intel Core i7-77 00K
Структура кеш-пам'яті новинки виглядає так:
- 32 КБ кеш-пам'яті L1 на ядро з 8 каналами асоціативності відведено для інструкцій і стільки ж для даних;
- 256 КБ кеш-пам'яті L2 з 4-ма каналами асоціативності на ядро;
- 12 МБ загальної кеш-пам'яті L3 із 16 каналами асоціативності.
Порівняно з попередником, кеш-пам'ять кожного рівня зросла пропорційно до збільшеної кількості ядер: L1 - на 64 КБ для даних та інструкцій, L2 - на 512 КБ, а L3 - на 4 МБ.
Вбудований контролер оперативної пам'яті гарантовано підтримує роботу у 2-канальному режимі модулів стандарту DDR4-2666 МГц. Звичайно, можна на свій страх і ризик спробувати розігнати ОЗП до більш високих частот, але вже ніяких гарантій немає і все залежить від якості виконання самих планок, можливостей материнської плати і навичок користувача. Максимально доступний обсяг ОЗП становить 64 ГБ.
Максимальну температуру на офіційному сайті заявлено на рівні 100°С. Аналогічний показник повідомляє і AIDA64.
У процесор Intel Core i7-8700K вбудовано графічне ядро Intel UHD Graphics 630, яке на момент підготовки огляду погано визначалося утилітами GPU-Z та AIDA64. Згідно з офіційною інформацією, воно включає до свого складу 24 виконавчі блоки і може використовувати під свої потреби всі доступні 64 ГБ ОЗУ. Базова частота роботи становить 350 МГц, а динамічна може підвищуватися до 1200 МГц.
При одночасному завантаженні ядер CPU та iGPU за допомогою запуску бенчмарків AIDA64 та MSI Kombustor частота процесорних ядер залишалася на рівні 4,7 ГГц. Але при цьому температура підвищувалася до 99 ° С і спостерігався тротлінг.
Тестування
Під час тестування використовувався Стенд для тестування Процесорів №2
| Материнські плати (AMD) | ASUS F1A75-V PRO (AMD A75, Socket FM1, DDR3, ATX), GIGABYTE GA-F2A75-D3H (AMD A75, Socket FM2, DDR3, ATX), ASUS SABERTOOTH 990FX (AMD 990FX, Socket AM3 + |
| Материнські плати (AMD) | ASUS SABERTOOTH 990FX R2.0 (AMD 990FX, Socket AM3+, DDR3, ATX), ASRock Fatal1ty FM2A88X+ Killer (AMD A88X, Socket FM2+, DDR3, ATX) |
| Материнські плати (Intel) | ASUS P8Z77-V PRO/THUNDERBOLT (Intel Z77, Socket LGA1155, DDR3, ATX), ASUS P9X79 PRO (Intel X79, Socket LGA2011, DDR3, ATX), ASRock Z87M OC Formula (Intel Z87, Socket LGA |
| Материнські плати (Intel) | ASUS MAXIMUS VIII RANGER (Intel Z170, Socket LGA1151, DDR4, ATX) / ASRock Fatal1ty Z97X Killer (Intel Z97, Socket LGA1150, DDR3, mATX), ASUS RAMPAGE V EXTREME (Intel X99, Socket ) |
| Кулери | Scythe Mugen 3 (Socket LGA1150/1155/1366, AMD Socket AM3+/FM1/FM2/FM2+), ZALMAN CNPS12X (Socket LGA2011), Noctua NH-U14S (LGA2011-3) |
| Оперативна пам'ять | 2 х 4 ГБ DDR3-2400 TwinMOS TwiSTER 9DHCGN4B-HAWP, 4 x 4 ГБ DDR4-3000 Kingston HyperX Predator HX430C15PBK4/16 (Socket LGA2011-v3) |
| Відеокарта | AMD Radeon HD 7970 3 ГБ GDDR5, ASUS GeForce GTX 980 STRIX OC 4 GB GDDR5 (GPU-1178 МГц/RAM-1279 МГц) |
| Жорсткий диск | Western Digital Caviar Blue WD10EALX (1 ТБ, SATA 6 Гбіт/с, NCQ), Seagate Enterprise Capacity 3.5 HDD v4 (ST6000NM0024, 6 ТБ, SATA 6 Гбіт/с) |
| Блок живлення | Seasonic X-660, 660 Вт, Active PFC, 80 PLUS Gold, 120 мм fan |
| Операційна система | Microsoft Windows 8.1 64-bit |
Виберіть із чим хочете порівняти Intel Core i7-8700K Turbo Boost ON Enhanced Performance
Ми поспішали підготувати матеріал до виходу новинок у продаж, тому не встигли протестувати Intel Core i7-8700K із відключеною технологією Intel Turbo Boost 2.0. Зазвичай динамічний розгін дозволяє на кілька відсотків підняти рівень продуктивності, тому краще не відключати його самостійно.
Спочатку проаналізуємо ситуацію у внутрішньому модельному ряді. У синтетичних тестах Intel Core i7-8700K випередив попередній флагман у середньому на 39%. В іграх бонус продуктивності склав всього 2%, оскільки з моменту тестування 4-ядерної моделі багато ігрових бенчмарків було замінено. У свою чергу вбудоване графічне ядро Intel UHD Graphics 630 виявилося в середньому на 11% кращим за свій візаві, проте його ігрові можливості все ще обмежуються невимогливими проектами з низькими налаштуваннямиякості у Full HD.
Більш цікавим і насиченим вийшло порівняння з нещодавно протестованим 8-ядерним (16-потоковим) процесором лінійки Intel Core X. У синтетичних тестах він вийшов уперед у середньому на 1%, а в ігрових взагалі зафіксований паритет. Різниця між ними в рекомендованих цінниках становить $240 ($359 проти $599). Тобто Intel Core i7-8700K завдає удару не тільки по позиціях опонентів компанії AMD, але і по власному модельному ряду Intel HEDT.
А тепер, власне, про конкурентів. До таких можна віднести 8-ядерний AMD Ryzen 7 1700 ($349) та 6-ядерний AMD Ryzen 5 1600X ($249). Але поки що вони не побували у нас на тесті, тому ми зіставив результати новинки з (номінально $440, але зараз середня вартість впала до $389) та (номінально $219, але зараз $240). У «синтетиці» Intel Core i7-8700K випередив Ryzen 7 1700X на 17%, а Ryzen 5 1600 – на 43%. А ось в іграх ситуація вийшла цікавою. Перевага новинки над 8-ядерним опонентом склала майже 5%, зате Ryzen 5 1600 вже виривається вперед на ті ж 5%. А вся завдяки низькому мінімальному показнику Intel Core i7-8700K у тесті Tom Clancy's Rainbow Six Siege. Якщо його не враховувати, новий флагман в іграх на 3% випереджає Ryzen 5 1600 і Intel Core i7-7820X. Результати ж порівняння з Ryzen 7 1700X не змінюються, оскільки даний процесорне був у ньому протестований.
Дуже цікаво справи і з енергоспоживанням. Тестова система з Intel Core i7-8700K та дискретною відеокартою зажадала максимум 276 Вт. Це навіть більше, ніж зв'язування з 8-ядерними Intel Core i7-7820X (242 Вт) та AMD Ryzen 7 1700X (182 Вт). Можливо, це стосується лише нашого інженерного зразка і версії у продажу мають більш збалансоване енергоспоживання та тепловиділення.
Розгін
Вже під час аналізу технічних характеристик процесора Intel Core i7-8700K ми фіксували тротлінг процесора при суттєвому навантаженні у номінальному режимі. Тобто наша тестова системаохолодження не справлялася з його охолодженням. Знову ж таки, це може бути пов'язано виключно з тестовим інженерним зразком, а у звичайних роздрібних версіях температурний режим буде набагато кращим.
Проте провести ручний розгін тестового екземпляра нам не вдалося: підняття навіть до 4,8 ГГц призводило до активного тротлінгу та скидання частот. І лише завдяки автоматичному розгону на материнської плати ROG STRIX Z370-F Gaming в режимі TPU II вдалося підняти частоту ядер до 5,0 ГГц при множнику x50 і зниженні частоти на 300 МГц при виконанні AVX-інструкцій. Швидкість ОЗУ була підвищена до 3200 МГц, а максимальна температура в процесі тестування не перевищувала 94°С, що дозволило системі стабільно працювати.
Оцінити вплив розгону на продуктивність можна за допомогою наступної таблиці:
|
Номінальний |
Розігнаний |
|||
|
Fritz Chess Benchmark 4.3 |
||||
|
Heavy Multitasking |
||||
|
1920x1080, DX12, Very High |
||||
|
Tom Clancy's The Division |
1920x1080, DX11, High |
|||
|
1920x1080, DX11, High |
||||
|
Середнє значення |
||||
У середньому приріст становив 4,49%. Найкраще на підвищення частоти відреагували синтетичні тести, які забезпечували бонус від 4% до 7%. А ось в іграх максимальний зафіксований приріст становив 3%.
Підсумки
Що ми отримали в результаті? По-перше, слід похвалити компанію Intel за додавання додаткових ядер і потоків до десктопних процесорів лінійки Intel Coffee Lake, незалежно від причин, що спонукали її до такого кроку. По-друге, додаткові ядра прийшли зі своєю кеш-пам'яттю всіх трьох рівнів, що сприяє збільшенню загального рівня продуктивності. Особливо це помітно в синтетичних тестах, де 6-ядерний в середньому на 39% випереджає 4-ядерний флагман попереднього покоління і практично не відстає від дорожчого 8-ядерника серії Intel Core X. У свою чергу оверклокерам напевно сподобаються додаткові можливості для розгону.
Тепер до слабких сторін протестованого інженерного зразка. Перше - це високе тепловиділення: навіть при навантаженні в номінальному режимі з використанням потужного баштового кулера Scythe Mugen 3 температура піднімалася до 96°С. З цієї причини нам не вдалося провести ручний розгін, а автоматичний дозволив підвищити швидкість до 5 ГГц зі зниженням до 4,7 ГГц при навантаженні в бенчмарку. По-друге, енергоспоживання тестового стендубуло вище, ніж у порівнюваних 8-ядерних процесорів Intel та AMD. По-третє, в іграх немає помітної переваги новинки над конкурентами.
, Kingston , Noctua , Sea Sonic , Seagate , Scythe іTwinMOS Technologies за надане для тестового стенду обладнання.Стаття прочитана 37079 раз(и)
| Підписатися на наші канали | |||||
Просунутий геймер знає, покупка потужної відеокарти без сучасного та продуктивного процесора – зайва розтрата грошей. Саме тому до відеоадаптерів GeForce 20-ї серії варто придбати сучасний багатоядерний CPU. Шукаєте готовий комп'ютер з intel i7? Тоді обов'язково ознайомтеся з представленими моделями у нашому каталозі.
Ключові переваги лінійки процесорів intel core i7
- від шести фізичних ядер;
- багатопоточність;
- висока робоча частота;
- великий обсяг кеш-пам'яті третього рівня.
Комп'ютери з Intel 7 серії здатні запропонувати любителям ігор технологію Turbo boost, завдяки якій збільшується тактова частота. Продуктивності Core i7 вистачить для розкриття будь-якої відеокарти. Варто відзначити, існують ігри, які надають суттєве навантаження на процесор. Щоб мати стабільні 60 FPS у таких проектах, необхідно вибрати ігровий комп'ютер i7.
Не забувайте, що моделі Intel Core i7 з індексом K піддаються розгону. Завдяки цьому, ви можете суттєво підвищити продуктивність системи. Особливо актуальним є клієнтам, які працюють у графічних додатках. Окремі програми використовують обчислювальну потужність CPU, операції з плаваючою точкою, складні інженерні розрахунки, моделювання об'єктів.