В этой статье будут детально рассмотрены последние поколения процессоров Intelна основе архитектуры «Кор». Эта компания занимает ведущее положение на рынке компьютерных систем, и большинство ПК на текущий момент собираются именно на ее полупроводниковых чипах.
Стратегия развития компании «Интел»
Все предыдущие поколения процессоров Intel были подчинены двухлетнему циклу. Подобная стратегия выпуска обновлений от данной компании получила название «Тик-Так». Первый этап, называемый «Тик», заключался в переводе ЦПУ на новый технологический процесс. Например, в плане архитектуры поколения «Санди Бридж» (2-е поколение) и «Иви Бридж» (3-е поколение) были практически идентичными. Но технология производства первых базировалась на нормах 32 нм, а вторых — 22 нм. То же самое можно сказать и про «ХасВелл» (4-е поколение, 22 нм) и «БроадВелл» (5-е поколение, 14 нм). В свою очередь, этап «Так» означает кардинальное изменение архитектуры полупроводниковых кристаллов и существенный прирост производительности. В качестве примера можно привести такие переходы:
1-е поколение Westmere и 2-е поколение «Санди Бридж». Технологический процесс в этом случае был идентичным — 32 нм, а вот изменения в плане архитектуры чипа существенные — северный мост материнской платы и встроенный графический ускоритель перенесены на ЦПУ.
3-е поколение «Иви Бридж» и 4-е поколение «ХасВелл». Оптимизировано энергопотребление компьютерной системы, повышены тактовые частоты чипов.
5-е поколение «БроадВелл» и 6-е поколение «СкайЛайк». Снова повышены частота, еще более улучшено энергопотребление и добавлены несколько новых инструкций, которые улучшают быстродействие.
Сегментация процессорных решений на базе архитектуры «Кор»
Центральные процессорные устройства компании «Интел» имеют следующее позиционирование:
Наиболее доступные решения — это чипы «Целерон». Они подходят для сборки офисных компьютеров, которые предназначены для решения наиболее простых задач.
На ступеньку выше расположились ЦПУ серии «Пентиум». В архитектурном плане они практически полностью идентичны младшим моделям «Целерон». Но вот увеличенный кэш 3-го уровня и более высокие частоты дают им определенное преимущество в плане производительности. Ниша этого ЦПУ — игровые ПК начального уровня.
Средний сегмент ЦПУ от «Интел» занимают решения на основе «Кор Ай3». Предыдущие два вида процессоров, как правило, имеют всего 2 вычислительных блока. То же самое можно сказать и про «Кор Ай3». Но вот у первых двух семейств чипов отсутствует поддержка технологии «ГиперТрейдинг», а у «Кор Ай3» - она есть. В результате на уровне софта 2 физических модуля преобразуются в 4 потока обработки программы. Это обеспечивает существенный прирост быстродействия. На базе таких продуктов уже можно собрать игровой ПК среднего уровня, или даже сервер начального уровня.
Нишу решений выше среднего уровня, но ниже премиум-сегмента заполняют чипы занимают решения на базе «Кор Ай5». Этот полупроводниковый кристалл может похвастаться наличием сразу 4 физических ядер. Именно этот архитектурный нюанс и обеспечивает преимущество в плане производительности над «Кор Ай3». Более свежие поколения процессоров Intel i5 имеют более высокие тактовые частоты и это позволяет постоянно получать прирост производительности.
Нишу премиум-сегмента занимают продукты на основе «Кор Ай7». Количество вычислительных блоков у них точно такое же, как и у «Кор Ай5». Но вот у них, точно также, как и у «Кор Ай3», есть поддержка технологии с кодовым названием «Гипер Трейдинг». Поэтому на программном уровне 4 ядра преобразуются в 8 обрабатываемых потоков. Именно этот нюанс и обеспечивает феноменальный уровень производительности, которым может похвастаться любой Цена у этих чипов соответствующая.
Процессорные разъемы
Поколения устанавливаются в разные типы сокетов. Поэтому установить первые чипы на этой архитектуре в материнскую плату для ЦПУ 6-го поколения не получится. Или, наоборот, чип с кодовым названием «СкайЛайк» физически не получится поставить в системную плату для 1-го или 2-го поколения процессоров. Первый процессорный разъем назывался «Сокет Н», или LGA 1156 (1156 - это количество контактов). Выпущен он был в 2009 году для первых ЦПУ, изготовленных по нормам допуска 45 нм (2008 год) и 32 нм (2009 год), на базе данной архитектуры. На сегодняшний день он устарел как морально, так и физически. В 2010 году на смену приходит LGA 1155, или «Сокет Н1». Материнские платы данной серии поддерживают чипы «Кор» 2-го и 3-го поколений. Кодовые названия у них, соответственно, «Санди Бридж» и «Иви Бридж». 2013 год ознаменовался выходом уже третьего сокета для чипов на основе архитектуры «Кор» - « LGA 1150», или «Сокет Н2». В этот процессорный разъем можно было установить ЦПУ уже 4-го и 5-го поколений. Ну а в сентябре 2015 года на смену LGA 1150 пришел последний актуальный сокет - LGA 1151.
Первое поколение чипов
Наиболее доступными процессорными продуктами этой платформы являлись «Целерон G1101»(2,27 ГГц), «Пентиум G6950» (2,8 ГГц) и «Пентиум G6990»(2,9 ГГц). Все они имели всего 2 ядра. Нишу решений среднего уровня занимали «Кор Ай3» с обозначением 5ХХ (2 ядра/4 логических потока обработки информации). На ступеньку выше находились «Кор Ай5» с маркировкой 6ХХ (у них параметры идентичные «Кор Ай3», но частоты выше) и 7ХХ с 4-мя реальными ядрами. Наиболее производительные компьютерные системы собирались на базе «Кор Ай7». Их модели имели обозначение 8ХХ. Наиболее скоростной чип в этом случае имел маркировку 875К. За счет разблокированного множителя можно было разогнать такой Цена же у него была соответствующая. Соответственно можно было получить внушительный прирост быстродействия. Кстати, наличие приставки «К» в обозначении модели ЦПУ означало то, что множитель разблокирован и эту модель можно разгонять. Ну а приставка «S» добавлялась в обозначении энергоэффективных чипов.
Плановое обновление архитектуры и «Санди Бридж»
На смену первому поколению чипов на основе архитектуры «Кор» в 2010 году пришли решения под кодовым названием «Санди Бридж». Ключевыми «фишками» их были перенос северного моста и встроенного графического ускорителя на кремниевый кристалл кремниевого процессора. Нишу наиболее бюджетных решений занимали «Целероны» серий G4XX и G5XX. В первом случае был урезан кэш 3-го уровня и присутствовало всего одно ядро. Вторая серия, в свою очередь, могла похвастаться наличием сразу двух вычислительных блоков. Еще на ступеньку выше расположились «Пентиумы» моделей G6XX и G8XX. В этом случае разница в производительности обеспечивалась более высокими частотами. Именно G8XX из-за этой важной характеристики выглядели предпочтительнее в глазах конечного пользователя. Линейка «Кор Ай3» была представлена моделями 21ХХ (именно цифра «2» и указывает на то, что чип относится ко второму поколению архитектуры «Кор»). У некоторых из них в конце добавлялся индекс «Т» - более энергоэффективные решения с уменьшенной производительностью.
В свою очередь решения «Кор Ай5» имели обозначения 23ХХ, 24ХХ и 25ХХ. Чем выше маркировка модели, тем более высокий уровень производительности ЦПУ. Индекс «Т» в конце - это наиболее энергоэффективное решение. Если добавлена в конце наименования буква «S» - промежуточный вариант по энергопотреблению между «Т» - версией чипа и штатным кристаллом. Индекс «Р» - в чипе отключен графический ускоритель. Ну и чипы с буквой «К» имели разблокированный множитель. Подобная маркировка актуальна также и для 3-го поколения этой архитектуры.
Появления нового более прогрессивного технологического процесса
В 2013 году свет увидело уже 3-е поколение ЦПУ на основе данной архитектуры. Ключевое его нововведение — это обновленный техпроцесс. В остальном же не было введено в них каких-либо существенных нововведений. Физически они были совместимы со предыдущим поколением ЦПУ и их можно было ставить в те же самые материнские платы. Структура обозначений у них осталась идентичной. «Целероны» имели обозначение G12XX, а «Пентиумы» - G22XX. Только в начале вместо «2» была уже «3», которая и указывала на принадлежность к 3-му поколению. Линейка «Кор Ай3» имела индексы 32ХХ. Более продвинутые «Кор Ай5» обозначались 33ХХ, 34ХХ и 35ХХ. Ну флагманские решения «Кор Ай7» имели маркировку 37ХХ.
Четвертая ревизия архитектуры «Кор»
Следующим этапом стало 4 поколение процессоров Intel на основе архитектуры «Кор». Маркировка в этом случае была такая:
ЦПУ экономкласса «Целероны» обозначались G18XX.
«Пентиумы» же имели индексы G32XX и G34XX.
За «Кор Ай3» были закреплены такие обозначения - 41ХХ и 43ХХ.
«Кор Ай5» можно было узнать по аббревиатуре 44ХХ, 45ХХ и 46ХХ.
Ну и для обозначения «Кор Ай7» были выделены 47ХХ.
Пятое поколения чипов
на базе данной архитектуры в основном было ориентировано на использование в мобильных устройствах. Для десктопных же ПК были выпущены лишь чипы линеек «Ай 5» и «Ай 7». Причем лишь весьма ограниченное количество моделей. Первые из них обозначались 56ХХ, а вторые — 57ХХ.Наиболее свежие и перспективные решения
6 поколение процессоров Intel дебютировало в начале осени 2015 года. Это наиболее актуальная процессорная архитектура на текущий момент. Чипы начального уровня обозначаются в этом случае G39XX («Целерон»), G44XX и G45XX (так маркируются «Пентиумы»). Процессоры «Кор Ай3» имеют обозначение 61ХХ и 63ХХ. В свою очередь, «Кор Ай5» - это 64ХХ, 65ХХ и 66ХХ. Ну на обозначение флагманских решений выделено лишь маркировка 67ХХ. Новое поколение процессоров Intelпребываетлишь только в начале своего жизненного цикла и такие чипы будут актуальными еще достаточно длительное время.
Особенности разгона
Практически все чипы на основе данной архитектуры имеют заблокированный множитель. Поэтому разгон в этом случае возможен лишь за счет увеличения частоты В последнем, 6-м поколении, даже эту возможность увеличения быстродействия должны будут отключить в БИОСе производители материнских плат. Исключением в этом плане являются процессоры серий «Кор Ай5» и «Кор Ай7» с индексом «К». У них множитель разблокирован и это позволяет существенно увеличивать производительность компьютерных систем на баз таких полупроводниковых продуктов.
Мнение владельцев
Все перечисленные в этом материале поколения процессоров Intel имеют высокую степень энергоэффективность и феноменальный уровень быстродействия. Единственный их недостаток — это высокая стоимость. Но причина здесь кроется в том, что прямой конкурент «Интела» в лице компании «АМД», не может противопоставить ей более или менее стоящие решения. Поэтому «Интел» уже исходя из своих собственных соображений и устанавливает ценник на свою продукцию.
Итоги
В этой статье были детально рассмотрены поколения процессоров Intel лишь для настольных ПК. Даже этого перечня достаточно для того, чтобы потеряться в обозначениях и наименованиях. Кроме этого, есть также варианты для компьютерных энтузиастов (платформа 2011) и различные мобильные сокеты. Все это сделано лишь для того, чтобы конечный пользователь мог выбрать наиболее оптимальный для решения своих задач. Ну а наиболее актуальным сейчас из рассмотренных вариантов являются чипы 6-го поколения. Именно на них и нужно обращать внимание при покупке или сборке нового ПК.
В 2010 году компания Intel представила новые торговые марки процессоров — Core i3
, i5
, i7
. Такое событие многих пользователей сбило с толку. А все потому, что цель компании была совсем иной – она хотела предложить более быстрый способ идентификации моделей низких, средних и высоких уровней. Также компания Intel хотела убедить пользователей в том, что Intel Core i7 намного лучше, чем, тот же i5, а этот в свою очередь лучше, чем i3. Но это не дает точного ответа на вопрос, какой все-таки процессор лучше или в чем отличие процессоров Intel Core i3, i5 и i7?
Но все же есть и другие различия, о которых мы поговорим.
Ключевые моменты
Некоторые пользователи считают, что названия i3, i5 и i7, связаны с количеством ядер в процессоре, на самом деле это не так. Данные марки выбраны компанией Intel произвольно. Поэтому, чипы всех этих процессоров могут иметь, как два, так и четыре ядра. Существуют и более мощные модели, для настольных компьютеров, которые имеют и ядер больше, и по многим характеристикам превосходят другие процессоры.
Итак, в чем же различия этих трех моделей?
Hyper-Threading
Когда еще только зарождались процессоры, все они имели по одному ядру, выполняющему всего лишь один набор инструкций, а именно thread(поток). Компания смогла повысить количество вычислительных операций путем увеличения количества ядер. Таким образом, процессор мог выполнять больше работы за единицу времени.
Следующая цель компании – увеличение оптимизации такого процесса. Для этого они создали технологию Hyper-Threading , позволяющая одному ядру выполнять несколько потоков одновременно. Например, мы имеем процессор с чипом на 2 ядра, который поддерживает технологию Hyper-Threading, тогда мы можем рассматривать данный процессор, как четырех-ядерный.
Turbo Boost
Раньше процессоры работали на одной тактовой частоте, которую задавал производитель, чтобы изменить эту частоту, на более высокую, люди занимались оверклокингом (разгоном) процессора. Такой вид деятельности требует специальных знаний, без которых, Вы можете за пару мгновений нанести колоссальный ущерб процессору или другим компонентам компьютера.
Сегодня же, все совсем по-другому. Современные процессоры оснащаются технологией Turbo Boost , которая позволяет работать процессору с переменной тактовой частотой. Таким образом, повышается энергоэффективность и время работы, например, ноутбука и других мобильных устройств.
Размер кэш-памяти
Процессоры, как правило, работают с большим количеством данных. Выполняемые операции могут быть разными и по объему, и по сложности, но часто бывает, что процессору необходимо обрабатывать одну и ту же информацию несколько раз. Для ускорения данного процесса, а в особенности самого процессора, такие данные сохраняют в специальном буфере (кэш-памяти). Поэтому, процессор может извлекать такие данные практически мгновенно, без лишней нагрузки.
Объем кэш-памяти в разных процессорах исчисляется по-разному. Например, в процессора низкого класса – 3-4 Мб, а в моделях более высокого класса – 6-12 Мб.
Конечно, чем больше кэш-памяти, тем лучше и быстрее будет работать процессор, но такая инструкция подходит не для всех приложений. Например, приложения для обработки фото и видео воспользуются большим объёмом кэш-памяти. Поэтому, чем больше размер кэша, тем более эффективно будут работать приложения.
Для выполнения простейших задач, таких как, серфинг в интернете или работа в офисных программа, кэш является не таким значительным.
Типы процессоров Intel
Теперь рассмотрим типы процессоров, а именно описание каждого из них.
Intel Core i3
Для чего подходит : Обычная, повседневная работа с офисными приложениями, просмотром интернета и фильмов в высоком качестве. Для таких процессов, Core i3 является оптимальным вариантом.
Характеристика : Данный процессор предлагает до 2 ядер и поддерживает технологию Hyper-Treading. Правда не поддерживает Turbo Boost. Также, процессор имеет достаточно малое потребление энергии, поэтому для ноутбуков такой процессор подходит, несомненно.
Intel Core i5
Для чего подходит : Более интенсивная работа, например, использование программ для обработки видео и фото, можно играть во многие современные игры, на низких, средних и иногда высоких настройках.
Характеристика : Данный процессор используется, как в обычных настольных компьютерах, так и в ноутбуках. Имеет от 2 до 4 ядер, но не поддерживает Hyper-Treading, зато поддерживает Turbo Boost.
Intel Core i7
Характеристика : На данный момент, этот чип является самым высоким классом. Имеет, как 2, так и 4 ядра и поддержку Hyper-Treading и Turbo Boost.
Мы рассмотрели краткие характеристики 3 типов процессоров, и теперь можете выбрать оптимальный для Вас.
ВведениеЭтим летом компания Intel совершила странное: она умудрилась сменить целых два поколения процессоров, ориентированных на общеупотребительные персональные компьютеры. Сначала на смену Haswell пришли процессоры с микроархитектурой Broadwell, но затем в течение буквально пары месяцев они утратили свой статус новинки и уступили место процессорам Skylake, которые будут оставаться наиболее прогрессивными CPU как минимум ещё года полтора. Такая чехарда со сменой поколений произошла главным образом в связи с проблемами Intel, возникшими при внедрении нового 14-нм техпроцесса, который применяется при производстве и Broadwell, и Skylake. Производительные носители микроархитектуры Broadwell по пути в настольные системы сильно задержались, а их последователи вышли по заранее намеченному графику, что привело к скомканности анонса процессоров Core пятого поколения и серьёзному сокращению их жизненного цикла. В результате всех этих пертурбаций, в десктопном сегменте Broadwell заняли совсем узкую нишу экономичных процессоров с мощным графическим ядром и довольствуются теперь лишь небольшим уровнем продаж, свойственным узкоспециализированным продуктам. Внимание же передовой части пользователей переключилось на последователей Broadwell – процессоры Skylake.
Надо заметить, что в последние несколько лет компания Intel совсем не радует своих поклонников ростом производительности предлагаемых продуктов. Каждое новое поколение процессоров прибавляет в удельном быстродействии лишь по несколько процентов, что в конечном итоге приводит к отсутствию у пользователей явных стимулов к модернизации старых систем. Но выход Skylake – поколения CPU, по пути к которому Intel, фактически, перепрыгнула через ступеньку – внушал определённые надежды на то, что мы получим действительно стоящее обновление самой распространённой вычислительной платформы. Однако, ничего подобного так и не случилось: Intel выступила в своём привычном репертуаре. Broadwell был представлен общественности в качестве некого ответвления от основной линии процессоров для настольных систем, а Skylake оказались быстрее Haswell в большинстве приложений совсем незначительно
.
Поэтому несмотря на все ожидания, появление Skylake в продаже вызвало у многих скептическое отношение. Ознакомившись с результатами реальных тестов, многие покупатели попросту не увидели реального смысла в переходе на процессоры Core шестого поколения. И действительно, главным козырем свежих CPU выступает прежде всего новая платформа с ускоренными внутренними интерфейсами, но не новая процессорная микроархитектура. И это значит, что реальных стимулов к обновлению основанных систем прошлых поколений Skylake предлагает немного.
Впрочем, мы бы всё-таки не стали отговаривать от перехода Skylake всех без исключения пользователей. Дело в том, что пусть Intel и наращивает производительность своих процессоров очень сдержанными темпами, с момента появления Sandy Bridge, которые всё ещё трудятся во многих системах, сменилось уже четыре поколения микроархитектуры. Каждый шаг по пути прогресса вносил свой вклад в увеличение производительности, и к сегодняшнему дню Skylake способен предложить достаточно существенный прирост в производительности по сравнению со своими более ранними предшественниками. Только чтобы увидеть это, сравнивать его надо не с Haswell, а с более ранними представителями семейства Core, появившимися до него.
Собственно, именно таким сравнением мы сегодня и займёмся. Учитывая всё сказанное, мы решили посмотреть, насколько выросла производительность процессоров Core i7 с 2011 года, и собрали в едином тесте старшие Core i7, относящиеся к поколениям Sandy Bridge, Ivy Bridge, Haswell, Broadwell и Skylake. Получив же результаты такого тестирования, мы постараемся понять, обладателям каких процессоров целесообразно затевать модернизацию старых систем, а кто из них может повременить до появления последующих поколений CPU. Попутно мы посмотрим и на уровень производительности новых процессоров Core i7-5775C и Core i7-6700K поколений Broadwell и Skylake, которые до настоящего момента в нашей лаборатории ещё не тестировались.
Сравнительные характеристики протестированных CPU
От Sandy Bridge до Skylake: сравнение удельной производительности
Для того, чтобы вспомнить, как же менялась удельная производительность интеловских процессоров в течение последней пятилетки, мы решили начать с простого теста, в котором сопоставили скорость работы Sandy Bridge, Ivy Bridge, Haswell, Broadwell и Skylake, приведённых к одной и той же частоте 4,0 ГГц. В этом сравнении нами были использованы процессоры линейки Core i7, то есть, четырёхъядерники, обладающие технологией Hyper-Threading.В качестве основного тестового инструмента был взят комплексный тест SYSmark 2014 1.5, который хорош тем, что воспроизводит типичную пользовательскую активность в общеупотребительных приложениях офисного характера, при создании и обработке мультимедийного контента и при решении вычислительных задач. На следующих графиках отображены полученные результаты. Для удобства восприятия они нормированы, за 100 процентов принята производительность Sandy Bridge.
Интегральный показатель SYSmark 2014 1.5 позволяет сделать следующие наблюдения. Переход от Sandy Bridge к Ivy Bridge увеличил удельную производительность совсем незначительно – примерно на 3-4 процента. Дальнейший шаг к Haswell оказался гораздо более результативным, он вылился в 12-процентное улучшение производительности. И это – максимальный прирост, который можно наблюдать на приведённом графике. Ведь дальше Broadwell обгоняет Haswell всего лишь на 7 процентов, а переход от Broadwell к Skylake и вовсе наращивает удельную производительность лишь на 1-2 процента. Весь же прогресс от Sandy Bridge до Skylake выливается в 26-процентное увеличение производительности при постоянстве тактовых частот.
Более подробную расшифровку полученных показателей SYSmark 2014 1.5 можно посмотреть на трёх следующих графиках, где интегральный индекс производительности разложен по составляющим по типу приложений.
Обратите внимание, наиболее заметно с вводом новых версий микроархитектур прибавляют в скорости исполнения мультимедийные приложения. В них микроархитектура Skylake превосходит Sandy Bridge на целых 33 процента. А вот в счётных задачах, напротив, прогресс проявляется меньше всего. И более того, при такой нагрузке шаг от Broadwell к Skylake даже оборачивается небольшим снижением удельной производительности.
Теперь, когда мы представляем себе, что же происходило с удельной производительностью процессоров Intel в течение последних нескольких лет, давайте попробуем разобраться, чем наблюдаемые изменения были обусловлены.
От Sandy Bridge до Skylake: что изменилось в процессорах Intel
Сделать точкой отсчёта в сравнении разных Core i7 представителя поколения Sandy Bridge мы решили не просто так. Именно данный дизайн подвёл крепкий фундамент под всё дальнейшее совершенствование производительных интеловских процессоров вплоть до сегодняшних Skylake. Так, представители семейства Sandy Bridge стали первыми высокоинтегрированными CPU, в которых в одном полупроводниковом кристалле были собраны и вычислительные, и графическое ядра, а также северный мост с L3-кешем и контроллером памяти. Кроме того, в них впервые стала использоваться внутренняя кольцевая шина, посредством которой была решена задача высокоэффективного взаимодействия всех структурных единиц, составляющих столь сложный процессор. Этим заложенным в микроархитектуре Sandy Bridge универсальным принципам построения продолжают следовать все последующие поколения CPU без каких бы то ни было серьёзных корректив.Немалые изменения в Sandy Bridge претерпела внутренняя микроархитектура вычислительных ядер. В ней не только была реализована поддержка новых наборов команд AES-NI и AVX, но и нашли применение многочисленные крупные улучшения в недрах исполнительного конвейера. Именно в Sandy Bridge был добавлен отдельный кеш нулевого уровня для декодированных инструкций; появился абсолютно новый блок переупорядочивания команд, основанный на использовании физического регистрового файла; были заметно улучшены алгоритмы предсказания ветвлений; а кроме того, два из трёх исполнительных порта для работы с данными стали унифицированными. Такие разнородные реформы, проведённые сразу на всех этапах конвейера, позволили серьёзно увеличить удельную производительность Sandy Bridge, которая по сравнению с процессорами предыдущего поколения Nehalem сразу выросла почти на 15 процентов. К этому добавился 15-процентный рост номинальных тактовых частот и отличный разгонный потенциал, в результате чего в сумме получилось семейство процессоров, которое до сих пор ставится в пример Intel, как образцовое воплощение фазы «так» в принятой в компании маятниковой концепции разработки.
И правда, подобных по массовости и действенности улучшений в микроархитектуре после Sandy Bridge мы уже не видели. Все последующие поколения процессорных дизайнов проводят куда менее масштабные усовершенствования в вычислительных ядрах. Возможно, это является отражением отсутствия реальной конкуренции на процессорном рынке, возможно причина замедления прогресса кроется в желании Intel сосредоточить усилия на совершенствовании графических ядер, а может быть Sandy Bridge просто оказался настолько удачным проектом, что его дальнейшее развитие требует слишком больших трудозатрат.
Отлично иллюстрирует произошедший спад интенсивности инноваций переход от Sandy Bridge к Ivy Bridge. Несмотря на то, что следующее за Sandy Bridge поколение процессоров и было переведено на новую производственную технологию с 22-нм нормами, его тактовые частоты совсем не выросли. Сделанные же улучшения в дизайне в основном коснулись ставшего более гибким контроллера памяти и контроллера шины PCI Express, который получил совместимость с третьей версией данного стандарта. Что же касается непосредственно микроархитектуры вычислительных ядер, то отдельные косметические переделки позволили добиться ускорения выполнения операций деления и небольшого увеличения эффективности технологии Hyper-Threading, да и только. В результате, рост удельной производительности составил не более 5 процентов.
Вместе с тем, внедрение Ivy Bridge принесло и то, о чём теперь горько жалеет миллионная армия оверклокеров. Начиная с процессоров этого поколения, Intel отказалась от сопряжения полупроводникового кристалла CPU и закрывающей его крышки посредством бесфлюсовой пайки и перешла на заполнение пространства между ними полимерным термоинтерфейсным материалом с очень сомнительными теплопроводящими свойствами. Это искусственно ухудшило частотный потенциал и сделало процессоры Ivy Bridge, как и всех их последователей, заметно менее разгоняемыми по сравнению с очень бодрыми в этом плане «старичками» Sandy Bridge.
Впрочем, Ivy Bridge – это всего лишь «тик», а потому особых прорывов в этих процессорах никто и не обещал. Однако никакого воодушевляющего роста производительности не принесло и следующее поколение, Haswell, которое, в отличие от Ivy Bridge, относится уже к фазе «так». И это на самом деле немного странно, поскольку различных улучшений в микроархитектуре Haswell сделано немало, причём они рассредоточены по разным частям исполнительного конвейера, что в сумме вполне могло бы увеличить общий темп исполнения команд.
Например, во входной части конвейера была улучшена результативность предсказания переходов, а очередь декодированных инструкций стала делиться между параллельными потоками, сосуществующими в рамках технологии Hyper-Threading, динамически. Попутно произошло увеличение окна внеочередного исполнения команд, что в сумме должно было поднять долю параллельно выполняемого процессором кода. Непосредственно в исполнительном блоке были добавлены два дополнительных функциональных порта, нацеленных на обработку целочисленных команд, обслуживание ветвлений и сохранение данных. Благодаря этому Haswell стал способен обрабатывать до восьми микроопераций за такт – на треть больше предшественников. Более того, новая микроархитектура удвоила и пропускную способность кеш-памяти первого и второго уровней.
Таким образом, улучшения в микроархитектуре Haswell не затронули лишь скорость работы декодера, который, похоже, на данный момент стал самым узким местом в современных процессорах Core. Ведь несмотря на внушительный список улучшений, прирост удельной производительности у Haswell по сравнению с Ivy Bridge составил лишь около 5-10 процентов. Но справедливости ради нужно оговориться, что на векторных операциях ускорение заметно гораздо сильнее. А наибольший выигрыш можно увидеть в приложениях, использующих новые AVX2 и FMA-команды, поддержка которых также появилась в этой микроархитектуре.
Процессоры Haswell, как и Ivy Bridge, сперва тоже не особенно понравились энтузиастам. Особенно если учесть тот факт, что в первоначальной версии никакого увеличения тактовых частот они не предложили. Однако спустя год после своего дебюта Haswell стали казаться заметно привлекательнее. Во-первых, увеличилось количество приложений, обращающихся к наиболее сильным сторонам этой архитектуры и использующих векторные инструкции. Во-вторых, Intel смогла исправить ситуацию с частотами. Более поздние модификации Haswell, получившие собственное кодовое наименование Devil’s Canyon, смогли нарастить преимущество над предшественниками благодаря увеличению тактовой частоты, которая, наконец, пробила 4-гигагерцовый потолок. Кроме того, идя на поводу у оверклокеров, Intel улучшила полимерный термоинтерфейс под процессорной крышкой, что сделало Devil’s Canyon более подходящими объектами для разгона. Конечно, не такими податливыми, как Sandy Bridge, но тем не менее.
И вот с таким багажом Intel подошла к Broadwell. Поскольку основной ключевой особенностью этих процессоров должна была стать новая технология производства с 14-нм нормами, никаких значительных нововведений в их микроархитектуре не планировалось – это должен был быть почти самый банальный «тик». Всё необходимое для успеха новинок вполне мог бы обеспечить один только тонкий техпроцесс с FinFET-транзисторами второго поколения, в теории позволяющий уменьшить энергопотребление и поднять частоты. Однако практическое внедрение новой технологии обернулось чередой неудач, в результате которых Broadwell досталась лишь экономичность, но не высокие частоты. В итоге те процессоры этого поколения, которые Intel представила для настольных систем, вышли больше похожими на мобильные CPU, чем на продолжателей дела Devil’s Canyon. Тем более, что кроме урезанных тепловых пакетов и откатившихся частот они отличаются от предшественников и уменьшившимся в объёме L3-кешем, что, правда, несколько компенсируется появлением расположенного на отдельном кристалле кэша четвёртого уровня.
На одинаковой с Haswell частоте процессоры Broadwell демонстрируют примерно 7-процентное преимущество, обеспечиваемое как добавлением дополнительного уровня кеширования данных, так и очередным улучшением алгоритма предсказания ветвлений вместе с увеличением основных внутренних буферов. Кроме того, в Broadwell реализованы новые и более быстрые схемы выполнения инструкций умножения и деления. Однако все эти небольшие улучшения перечёркиваются фиаско с тактовыми частотами, относящими нас в эпоху до Sandy Bridge. Так, например, старший оверклокерский Core i7-5775C поколения Broadwell уступает по частоте Core i7-4790K целых 700 МГц. Понятно, что ожидать какого-то роста производительности на этом фоне бессмысленно, лишь бы обошлось без её серьёзного падения.
Во многом именно из-за этого Broadwell и оказался непривлекательным для основной массы пользователей. Да, процессоры этого семейства отличаются высокой экономичностью и даже вписываются в тепловой пакет с 65-ваттными рамками, но кого это, по большому счёту, волнует? Разгонный же потенциал первого поколения 14-нм CPU оказался достаточно сдержанным. Ни о какой работе на частотах, приближающихся к 5-гигагерцовой планке речь не идёт. Максимум, которого можно добиться от Broadwell при использовании воздушного охлаждения пролегает в окрестности величины 4,2 ГГц. Иными словами, пятое поколение Core вышло у Intel, как минимум, странноватым. О чём, кстати, микропроцессорный гигант в итоге и пожалел: представители Intel отмечают, что поздний выход Broadwell для настольных компьютеров, его сокращённый жизненный цикл и нетипичные характеристики отрицательно сказались на уровне продаж, и больше компания на подобные эксперименты пускаться не планирует.
Новейший же Skylake на этом фоне представляется не столько как дальнейшее развитие интеловской микроархитектуры, сколько своего рода работа над ошибками. Несмотря на то, что при производстве этого поколения CPU используется тот же 14-нм техпроцесс, что и в случае Broadwell, никаких проблем с работой на высоких частотах у Skylake нет. Номинальные частоты процессоров Core шестого поколения вернулись к тем показателям, которые были свойственны их 22-нм предшественникам, а разгонный потенциал даже немного увеличился. На руку оверклокерам здесь сыграл тот факт, что в Skylake конвертер питания процессора вновь перекочевал на материнскую плату и снизил тем самым суммарное тепловыделение CPU при разгоне. Жаль только, что Intel так и не вернулась к использованию эффективного термоинтерфейса между кристаллом и процессорной крышкой.
Но вот что касается базовой микроархитектуры вычислительных ядер, то несмотря на то, что Skylake, как и Haswell, представляет собой воплощение фазы «так», нововведений в ней совсем немного. Причём большинство из них направлено на расширение входной части исполнительного конвейера, остальные же части конвейера остались без каких-либо существенных изменений. Перемены касаются улучшения результативности предсказания ветвлений и повышения эффективности блока предварительной выборки, да и только. При этом часть оптимизаций служит не столько для улучшения производительности, сколько направлена на очередное повышение энергоэффективности. Поэтому удивляться тому, что Skylake по своей удельной производительности почти не отличается от Broadwell, не следует.
Впрочем, существуют и исключения: в отдельных случаях Skylake могут превосходить предшественников в производительности и более заметно. Дело в том, что в этой микроархитектуре была усовершенствована подсистема памяти. Внутрипроцессорная кольцевая шина стала быстрее, и это в конечном итоге расширило полосу пропускания L3-кэша. Плюс к этому контроллер памяти получил поддержку работающей на высоких частотах памяти стандарта DDR4 SDRAM.
Но в итоге тем не менее получается, что бы там не говорила Intel о прогрессивности Skylake, с точки зрения обычных пользователей это – достаточно слабое обновление. Основные улучшения в Skylake сделаны в графическом ядре и в энергоэффективности, что открывает перед такими CPU путь в безвентиляторные системы планшетного форм-фактора. Десктопные же представители этого поколения отличаются от тех же Haswell не слишком заметно. Даже если закрыть глаза на существование промежуточного поколения Broadwell, и сопоставлять Skylake напрямую с Haswell, то наблюдаемый рост удельной производительности составит порядка 7-8 процентов, что вряд ли можно назвать впечатляющим проявлением технического прогресса.
Попутно стоит отметить, что не оправдывает ожиданий и совершенствование технологических производственных процессов. На пути от Sandy Bridge дo Skylake компания Intel сменила две полупроводниковых технологии и уменьшила толщину транзисторных затворов более чем вдвое. Однако современный 14-нм техпроцесс по сравнению с 32-нм технологией пятилетней давности так и не позволил нарастить рабочие частоты процессоров. Все процессоры Core последних пяти поколений имеют очень похожие тактовые частоты, которые если и превышают 4-гигагерцовую отметку, то совсем незначительно.
Для наглядной иллюстрации этого факта можно посмотреть на следующий график, на котором отображена тактовая частота старших оверклокерских процессоров Core i7 разных поколений.
Более того, пик тактовой частоты приходится даже не на Skylake. Максимальной частотой могут похвастать процессоры Haswell, относящиеся к подгруппе Devil’s Canyon. Их номинальная частота составляет 4,0 ГГц, но благодаря турбо-режиму в реальных условиях они способны разгоняться до 4,4 ГГц. Для современных же Skylake максимум частоты – всего лишь 4,2 ГГц.
Всё это, естественно, сказывается на итоговой производительности реальных представителей различных семейств CPU. И далее мы предлагаем посмотреть, как всё это отражается на быстродействии платформ, построенных на базе флагманских процессоров каждого из семейств Sandy Bridge, Ivy Bridge, Haswell, Broadwell и Skylake.
Как мы тестировали
В сравнении приняли участие пять процессоров Core i7 разных поколений: Core i7-2700K, Core i7-3770K, Core i7-4790K, Core i7-5775C и Core i7-6700K. Поэтому список комплектующих, задействованных в тестировании, получился достаточно обширным:
Процессоры:
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).
Процессорный кулер: Noctua NH-U14S.
Материнские платы:
ASUS Z170 Pro Gaming (LGA 1151, Intel Z170);
ASUS Z97-Pro (LGA 1150, Intel Z97);
ASUS P8Z77-V Deluxe (LGA1155, Intel Z77).
Память:
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).
Видеокарта: NVIDIA GeForce GTX 980 Ti (6 Гбайт/384-бит GDDR5, 1000-1076/7010 МГц).
Дисковая подсистема: Kingston HyperX Savage 480 GB (SHSS37A/480G).
Блок питания: Corsair RM850i (80 Plus Gold, 850 Вт).
Тестирование выполнялось в операционной системе Microsoft Windows 10 Enterprise Build 10240 с использованием следующего комплекта драйверов:
Intel Chipset Driver 10.1.1.8;
Intel Management Engine Interface Driver 11.0.0.1157;
NVIDIA GeForce 358.50 Driver.
Производительность
Общая производительностьДля оценки производительности процессоров в общеупотребительных задачах мы традиционно используем тестовый пакет Bapco SYSmark, моделирующий работу пользователя в реальных распространённых современных офисных программах и приложениях для создания и обработки цифрового контента. Идея теста очень проста: он выдаёт единственную метрику, характеризующую средневзвешенную скорость компьютера при повседневном использовании. После выхода операционной системы Windows 10 этот бенчмарк в очередной раз обновился, и теперь мы задействуем самую последнюю версию – SYSmark 2014 1.5.
При сравнении Core i7 разных поколений, когда они работают в своих номинальных режимах, результаты получаются совсем не такие, как при сопоставлении на единой тактовой частоте. Всё-таки реальная частота и особенности работы турбо-режима оказывает достаточно существенное влияние на производительность. Например, согласно полученным данным, Core i7-6700K быстрее Core i7-5775C на целых 11 процентов, но при этом его преимущество над Core i7-4790K совсем незначительно – оно составляет всего лишь порядка 3 процентов. При этом нельзя обойти вниманием и то, что новейший Skylake оказывается существенно быстрее процессоров поколений Sandy Bridge и Ivy Bridge. Его преимущество над Core i7-2700K и Core i7-3770K достигает 33 и 28 процентов соответственно.
Более глубокое понимание результатов SYSmark 2014 1.5 способно дать знакомство с оценками производительности, получаемое в различных сценариях использования системы. Сценарий Office Productivity моделирует типичную офисную работу: подготовку текстов, обработку электронных таблиц, работу с электронной почтой и посещение Интернет-сайтов. Сценарий задействует следующий набор приложений: 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.
В сценарии Media Creation моделируется создание рекламного ролика с использованием предварительно отснятых цифровых изображений и видео. Для этой цели применяются популярные пакеты Adobe Photoshop CS6 Extended, Adobe Premiere Pro CS6 и Trimble SketchUp Pro 2013.
Сценарий Data/Financial Analysis посвящён статистическому анализу и прогнозированию инвестиций на основе некой финансовой модели. В сценарии используются большие объёмы численных данных и два приложения Microsoft Excel 2013 и WinZip Pro 17.5 Pro.
Результаты, полученные нами при различных сценариях нагрузки, качественно повторяют общие показатели SYSmark 2014 1.5. Обращает на себя внимание лишь тот факт, что процессор Core i7-4790K совсем не выглядит устаревшим. Он заметно проигрывает новейшему Core i7-6700K только в расчётном сценарии Data/Financial Analysis, а в остальных случаях либо уступает своему последователю на совсем малозаметную величину, либо вообще оказывается быстрее. Например, представитель семейства Haswell опережает новый Skylake в офисных приложениях. Но процессоры более старых годов выпуска, Core i7-2700K и Core i7-3770K, выглядят уже несколько устаревшими предложениями. Они проигрывают новинке в разных типах задач от 25 до 40 процентов, и это, пожалуй, является вполне достаточным основанием, чтобы Core i7-6700K можно было рассматривать в качестве достойной им замены.
Игровая производительность
Как известно, производительность платформ, оснащенных высокопроизводительными процессорами, в подавляющем большинстве современных игр определяется мощностью графической подсистемы. Именно поэтому при тестировании процессоров мы выбираем наиболее процессорозависимые игры, а измерение количества кадров выполняем дважды. Первым проходом тесты проводятся без включения сглаживания и с установкой далеко не самых высоких разрешений. Такие настройки позволяют оценить, насколько хорошо проявляют себя процессоры с игровой нагрузкой в принципе, а значит, позволяют строить догадки о том, как будут вести себя тестируемые вычислительные платформы в будущем, когда на рынке появятся более быстрые варианты графических ускорителей. Второй проход выполняется с реалистичными установками – при выборе FullHD-разрешения и максимального уровня полноэкранного сглаживания. На наш взгляд такие результаты не менее интересны, так как они отвечают на часто задаваемый вопрос о том, какой уровень игровой производительности могут обеспечить процессоры прямо сейчас – в современных условиях.
Впрочем, в этом тестировании мы собрали мощную графическую подсистему, основанную на флагманской видеокарте NVIDIA GeForce GTX 980 Ti. И в результате в части игр частота кадров продемонстрировала зависимость от процессорной производительности даже в FullHD-разрешении.
Результаты в FullHD-разрешении с максимальными настройками качества
Обычно влияние процессоров на игровую производительность, особенно если речь идёт о мощных представителях серии Core i7, оказывается незначительным. Однако при сопоставлении пяти Core i7 разных поколений результаты получаются совсем не однородными. Даже при установке максимальных настроек качества графики Core i7-6700K и Core i7-5775C демонстрируют наивысшую игровую производительность, в то время как более старые Core i7 от них отстают. Так, частота кадров, которая получена в системе с Core i7-6700K превышает производительность системы на базе Core i7-4770K на малозаметный один процент, но процессоры Core i7-2700K и Core i7-3770K представляются уже ощутимо худшей основой геймерской системы. Переход с Core i7-2700K или Core i7-3770K на новейший Core i7-6700K даёт прибавку в числе fps величиной в 5-7 процентов, что способно оказать вполне заметное влияние на качество игрового процесса.
Увидеть всё это гораздо нагляднее можно в том случае, если на игровую производительность процессоров посмотреть при сниженном качестве изображения, когда частота кадров не упирается в мощность графической подсистемы.
Результаты при сниженном разрешении
Новейшему процессору Core i7-6700K вновь удаётся показать наивысшую производительность среди всех Core i7 последних поколений. Его превосходство над Core i7-5775C составляет порядка 5 процентов, а над Core i7-4690K – около 10 процентов. В этом нет ничего странного: игры достаточно чутко реагируют на скорость подсистемы памяти, а именно по этому направлению в Skylake были сделаны серьёзные улучшения. Но гораздо заметнее превосходство Core i7-6700K над Core i7-2700K и Core i7-3770K. Старший Sandy Bridge отстаёт от новинки на 30-35 процентов, а Ivy Bridge проигрывает ей в районе 20-30 процентов. Иными словами, как бы ни ругали Intel за слишком медленное совершенствование собственных процессоров, компания смогла за прошедшие пять лет на треть повысить скорость работы своих CPU, а это – очень даже ощутимый результат.
Тестирование в реальных играх завершают результаты популярного синтетического бенчмарка Futuremark 3DMark.
Вторят игровым показателям и те результаты, которые выдаёт Futuremark 3DMark. При переводе микроархитектуры процессоров Core i7 c Sandy Bridge на Ivy Bridge показатели 3DMark выросли на величину от 2 до 7 процентов. Внедрение дизайна Haswell и выпуск процессоров Devil’s Canyon добавил к производительности старших Core i7 дополнительные 7-14 процентов. Однако потом появление Core i7-5775C, обладающего сравнительно невысокой тактовой частотой, несколько откатило быстродействие назад. И новейшему Core i7-6700K, фактически, пришлось отдуваться сразу за два поколения микроархитектуры. Прирост в итоговом рейтинге 3DMark у нового процессора семейства Skylake по сравнению с Core i7-4790K составил до 7 процентов. И на самом деле это не так много: всё-таки самое заметное улучшение производительности за последние пять лет смогли привнести процессоры Haswell. Последние же поколения десктопных процессоров, действительно, несколько разочаровывают.
Тесты в приложениях
В Autodesk 3ds max 2016 мы тестируем скорость финального рендеринга. Измеряется время, затрачиваемое на рендеринг в разрешении 1920x1080 с применением рендерера mental ray одного кадра стандартной сцены Hummer.
Ещё один тест финального рендеринга проводится нами с использованием популярного свободного пакета построения трёхмерной графики Blender 2.75a. В нём мы измеряем продолжительность построения финальной модели из Blender Cycles Benchmark rev4.
Для измерения скорости фотореалистичного трёхмерного рендеринга мы воспользовались тестом Cinebench R15. Maxon недавно обновила свой бенчмарк, и теперь он вновь позволяет оценить скорость работы различных платформ при рендеринге в актуальных версиях анимационного пакета Cinema 4D.
Производительность при работе веб-сайтов и интернет-приложений, построенных с использованием современных технологий, измеряется нами в новом браузере Microsoft Edge 20.10240.16384.0. Для этого применяется специализированный тест WebXPRT 2015, реализующий на HTML5 и JavaScript реально использующиеся в интернет-приложениях алгоритмы.
Тестирование производительности при обработке графических изображений происходит в Adobe Photoshop CC 2015. Измеряется среднее время выполнения тестового скрипта, представляющего собой творчески переработанный Retouch Artists Photoshop Speed Test, который включает типичную обработку четырёх 24-мегапиксельных изображений, сделанных цифровой камерой.
По многочисленным просьбам фотолюбителей мы провели тестирование производительности в графической программе Adobe Photoshop Lightroom 6.1. Тестовый сценарий включает пост-обработку и экспорт в JPEG с разрешением 1920x1080 и максимальным качеством двухсот 12-мегапиксельных изображений в RAW-формате, сделанных цифровой камерой Nikon D300.
В Adobe Premiere Pro CC 2015 тестируется производительность при нелинейном видеомонтаже. Измеряется время рендеринга в формат H.264 Blu-Ray проекта, содержащего HDV 1080p25 видеоряд с наложением различных эффектов.
Для измерения быстродействия процессоров при компрессии информации мы пользуемся архиватором WinRAR 5.3, при помощи которого с максимальной степенью сжатия архивируем папку с различными файлами общим объёмом 1,7 Гбайт.
Для оценки скорости перекодирования видео в формат H.264 используется тест x264 FHD Benchmark 1.0.1 (64bit), основанный на измерении времени кодирования кодером x264 исходного видео в формат MPEG-4/AVC с разрешением 1920x1080@50fps и настройками по умолчанию. Следует отметить, что результаты этого бенчмарка имеют огромное практическое значение, так как кодер x264 лежит в основе многочисленных популярных утилит для перекодирования, например, HandBrake, MeGUI, VirtualDub и проч. Мы периодически обновляем кодер, используемый для измерений производительности, и в данном тестировании приняла участие версия r2538, в которой реализована поддержка всех современных наборов инструкций, включая и AVX2.
Кроме того, мы добавили в список тестовых приложений и новый кодер x265, предназначенный для транскодирования видео в перспективный формат H.265/HEVC, который является логическим продолжением H.264 и характеризуется более эффективными алгоритмами сжатия. Для оценки производительности используется исходный 1080p@50FPS Y4M-видеофайл, который перекодируется в формат H.265 с профилем medium. В этом тестировании принял участие релиз кодера версии 1.7.
Преимущество Core i7-6700K над ранними предшественниками в различных приложениях не подлежит сомнению. Однако больше всего выиграли от произошедшей эволюции два типа задач. Во-первых, связанные с обработкой мультимедийного контента, будь то видео или изображения. Во-вторых, финальный рендеринг в пакетах трёхмерного моделирования и проектирования. В целом, в таких случаях Core i7-6700K превосходит Core i7-2700K не менее, чем на 40-50 процентов. А иногда можно наблюдать и гораздо более впечатляющее улучшение скорости. Так, при перекодировании видео кодеком x265 новейший Core i7-6700K выдаёт ровно вдвое более высокую производительность, чем старичок Core i7-2700K.
Если же говорить о том приросте в скорости выполнения ресурсоёмких задач, которую может обеспечить Core i7-6700K по сравнению с Core i7-4790K, то тут уже столь впечатляющих иллюстраций к результатам работы интеловских инженеров привести нельзя. Максимальное преимущество новинки наблюдается в Lightroom, здесь Skylake оказался лучше в полтора раза. Но это скорее – исключение из правила. В большинстве же мультимедийных задач Core i7-6700K по сравнению с Core i7-4790K предлагает лишь 10-процентное улучшение производительности. А при нагрузке иного характера разница в быстродействии и того меньше или же вообще отсутствует.
Отдельно нужно сказать пару слов и о результате, показанном Core i7-5775C. Из-за небольшой тактовой частоты этот процессор медленнее, чем Core i7-4790K и Core i7-6700K. Но не стоит забывать о том, что его ключевой характеристикой является экономичность. И он вполне способен стать одним из лучших вариантов с точки зрения удельной производительности на каждый ватт затраченной электроэнергии. В этом мы легко убедимся в следующем разделе.
Энергопотребление
Процессоры Skylake производятся по современному 14-нм технологическому процессу с трёхмерными транзисторами второго поколения, однако, несмотря на это, их тепловой пакет вырос до 91 Вт. Иными словами, новые CPU не только «горячее» 65-ваттных Broadwell, но и превосходят по расчётному тепловыделению Haswell, выпускаемые по 22-нм технологии и уживающиеся в рамках 88-ваттного теплового пакета. Причина, очевидно, состоит в том, что изначально архитектура Skylake оптимизировалась с прицелом не на высокие частоты, а на энергоэффективность и возможность использования в мобильных устройствах. Поэтому для того, чтобы десктопные Skylake получили приемлемые тактовые частоты, лежащие в окрестности 4-гигагерцевой отметки, пришлось задирать напряжение питания, что неминуемо отразилось на энергопотреблении и тепловыделении.Впрочем, процессоры Broadwell низкими рабочими напряжениями тоже не отличались, поэтому существует надежда на то, что 91-ваттный тепловой пакет Skylake получили по каким-то формальным обстоятельствам и, на самом деле, они окажутся не прожорливее предшественников. Проверим!
Используемый нами в тестовой системе новый цифровой блок питания Corsair RM850i позволяет осуществлять мониторинг потребляемой и выдаваемой электрической мощности, чем мы и пользуемся для измерений. На следующем ниже графике приводится полное потребление систем (без монитора), измеренное «после» блока питания и представляющее собой сумму энергопотребления всех задействованных в системе компонентов. КПД самого блока питания в данном случае не учитывается. Для правильной оценки энергопотребления мы активировали турборежим и все имеющиеся энергосберегающие технологии.
В состоянии простоя качественный скачок в экономичности настольных платформ произошёл с выходом Broadwell. Core i7-5775C и Core i7-6700K отличаются заметно более низким потреблением в простое.
Зато под нагрузкой в виде перекодирования видео самыми экономичными вариантами CPU оказываются Core i7-5775C и Core i7-3770K. Новейший же Core i7-6700K потребляет больше. Его энергетические аппетиты находятся на уровне старшего Sandy Bridge. Правда, в новинке, в отличие от Sandy Bridge, есть поддержка инструкций AVX2, которые требуют достаточно серьёзных энергетических затрат.
На следующей диаграмме приводится максимальное потребление при нагрузке, создаваемой 64-битной версией утилиты LinX 0.6.5 с поддержкой набора инструкций AVX2, которая базируется на пакете Linpack, отличающемся непомерными энергетическими аппетитами.
И вновь процессор поколения Broadwell показывает чудеса энергетической эффективности. Однако если смотреть на то, сколько электроэнергии потребляет Core i7-6700K, то становится понятно, что прогресс в микроархитектурах обошёл стороной энергетическую эффективность настольных CPU. Да, в мобильном сегменте с выходом Skylake появились новые предложения с чрезвычайно соблазнительным соотношением производительности и энергопотребления, однако новейшие процессоры для десктопов продолжают потреблять примерно столько же, сколько потребляли их предшественники за пять лет до сегодняшнего дня.
Выводы
Проведя тестирование новейшего Core i7-6700K и сравнив его с несколькими поколениями предшествующих CPU, мы вновь приходим к неутешительному выводу о том, что компания Intel продолжает следовать своим негласным принципам и не слишком стремится наращивать быстродействие десктопных процессоров, ориентированных на высокопроизводительные системы. И если по сравнению со старшим Broadwell новинка предлагает примерно 15-процентное улучшение производительности, обусловленное существенно лучшими тактовыми частотами, то в сравнении с более старым, но более быстрым Haswell она уже не кажется столь же прогрессивной. Разница в производительности Core i7-6700K и Core i7-4790K, несмотря на то, что эти процессоры разделяет два поколения микроархитектуры, не превышает 5-10 процентов. И это очень мало для того, чтобы старший десктопный Skylake можно было бы однозначно рекомендовать для обновления имеющихся LGA 1150-систем.Впрочем, к столь незначительным шагам Intel в деле повышения скорости работы процессоров для настольных систем стоило бы давно привыкнуть. Прирост быстродействия новых решений, лежащий примерно в таких пределах, – давно сложившаяся традиция. Никаких революционных изменений в вычислительной производительности интеловских CPU, ориентированных на настольные ПК, не происходит уже очень давно. И причины этого вполне понятны: инженеры компании заняты оптимизацией разрабатываемых микроархитектур для мобильных применений и в первую очередь думают об энергоэффективности. Успехи Intel в адаптации собственных архитектур для использования в тонких и лёгких устройствах несомненны, но адептам классических десктопов при этом только и остаётся, что довольствоваться небольшими прибавками быстродействия, которые, к счастью, пока ещё не совсем сошли на нет.
Однако это совсем не значит, что Core i7-6700K можно рекомендовать лишь для новых систем. Задуматься о модернизации своих компьютеров вполне могут обладатели конфигураций, в основе которых лежит платформа LGA 1155 с процессорами поколений Sandy Bridge и Ivy Bridge. В сравнении с Core i7-2700K и Core i7-3770K новый Core i7-6700K выглядит очень неплохо – его средневзвешенное превосходство над такими предшественниками оценивается в 30-40 процентов. Кроме того, процессоры с микроархитектурой Skylake могут похвастать поддержкой набора инструкций AVX2, который к настоящему моменту нашел достаточно широкое применение в мультимедийных приложениях, и благодаря этому в некоторых случаях Core i7-6700K оказывается быстрее гораздо сильнее. Так, при перекодировании видео мы даже видели случаи, когда Core i7-6700K превосходил Core i7-2700K в скорости работы более чем в два раза!
Есть у процессоров Skylake и целый ряд других преимуществ, связанных с внедрением сопутствующей им новой платформы LGA 1151. И дело даже не столько в появившейся в ней поддержке DDR4-памяти, сколько в том, что новые наборы логики сотой серии наконец-то получили действительно скоростное соединение с процессором и поддержку большого количества линий PCI Express 3.0. В результате, передовые LGA 1151-системы могут похвастать наличием многочисленных быстрых интерфейсов для подключения накопителей и внешних устройств, которые лишены каких-либо искусственных ограничений по пропускной способности.
Плюс к тому, оценивая перспективы платформы LGA 1151 и процессоров Skylake, в виду нужно иметь и ещё один момент. Intel не будет спешить с выводом на рынок процессоров следующего поколения, известных как Kaby Lake. Если верить имеющейся информации, представители этой серии процессоров в вариантах для настольных компьютеров появятся на рынке только в 2017 году. Так что Skylake будет с нами ещё долго, и система, построенная на нём, сможет оставаться актуальной в течение очень продолжительного промежутка времени.
При выборе процессора от компании Intel встает вопрос: а какой чип от этой корпорации выбрать? У процессоров есть множество характеристик и параметров, которые влияют на их производительность. И в соответствии с ней и некоторыми особенностями микроархитектуры производитель дает соответствующее название. Нашей задачей является освещение этого вопроса. В этой статье вы узнаете, что именно означают названия процессоров Intel, а также узнаете про микроархитектуры чипов от этой компании.
Указание
Надо заранее отметить, что здесь не будут рассматриваться решения раньше 2012 года, так как технологии идут быстрыми темпами и эти чипы имеют слишком малую производительность при большом энергопотреблении, а также их трудно купить в новом состоянии. Также здесь не будут рассмотрены серверные решения, так как они имеют специфичную сферу применения и не предназначены для потребительского рынка.
Внимание номенклатура изложенная ниже может оказаться недействительной для процессоров старее, чем обозначенный выше срок.
А также при возникновении трудностей можете посетить сайт . И прочесть вот эту статью, где рассказано про . А если хотите узнать про интегрированную графику от Intel, то вам .
Тик-Так
У Intel особая стратегия выпуска своих «камней», называющаяся Тик-Так (Tick-Tock). Она заключается в ежегодных последовательных улучшениях.
- Тик означает смену микроархитектуры, которая ведет к смене сокета, улучшению производительности и оптимизации энергопотребления.
- Так означает , что ведет к уменьшению энергопотребления, возможности расположения большего числа транзисторов на чипе, возможному поднятию частот и увеличению стоимости.
Вот так выглядит данная стратегия у десктопных и ноутбучных моделей:
| МИКРОАРХИТЕКРУРА | ЭТАП | ВЫХОД | ТЕХПРОЦЕСС |
|---|---|---|---|
| Nehalem | Так | 2009 | 45 нм |
| Westmere | Тик | 2010 | 32 нм |
| Sandy Bridge | Так | 2011 | 32 нм |
| Ivy Bridge | Тик | 2012 | 22 нм |
| Haswell | Так | 2013 | 22 нм |
| Broadwell | Тик | 2014 | 14 нм |
| Skylake | Так | 2015 | 14 нм |
| Kaby Lake | Так+ | 2016 | 14 нм |
А вот у маломощных решений (смартфоны, планшеты, нетбуки, неттопы) платформы выглядят следующим образом:
| КАТЕГОРИЯ | ПЛАТФОРМА | ЯДРО | ТЕХПРОЦЕСС |
|---|---|---|---|
| Нетбуки/Неттопы/Ноутбуки | Braswell | Airmont | 14 нм |
| Bay Trail-D/M | Silvermont | 22 нм | |
| Топовые планшеты | Willow Trail | Goldmont | 14 нм |
| Cherry Trail | Airmont | 14 нм | |
| Bay Tral-T | Silvermont | 22 нм | |
| Clower Trail | Satwell | 32 нм | |
| Топовые/средние смартфоны/планшеты | Morganfield | Goldmont | 14 нм |
| Moorefield | Silvermont | 22 нм | |
| Merrifield | Silvermont | 22 нм | |
| Clower Trail+ | Satwell | 32 нм | |
| Medfield | Satwell | 32 нм | |
| Средние/бюджетные смартфоны/планшеты | Binghamton | Airmont | 14 нм |
| Riverton | Airmont | 14 нм | |
| Slayton | Silvermont | 22 нм |
Надо отметить, что Bay Trail-D сделана для десктопов: Pentium и Celeron с индексом J. А Bay Trail-M для – это мобильное решение и также будет обозначаться среди Pentium и Celeron своей буквой – N.
Судя по последним тенденциям компании, сама производительность прогрессирует достаточно медленно, в то время как энергоэффективность (производительность на единицу потребленной энергии) растет год от года, того и гляди скоро в ноутбуках будут такие же мощные процессоры, как и на больших ПК (хотя такие представители есть и сейчас).
