Серія i7. Більше ядер і вища частота – отже, вища швидкість перекодування відео X.264 FHD. ЦП на мікроархітектурі Nehalem

Перші процесори під маркою Intel Core i7 з'явилися ще дев'ять років тому, але платформа LGA1366 на масове поширення поза серверним сегментом не претендувала. Власне, всі «споживчі» процесори для неї потрапляли в діапазон цін від $300 до повноважної «штукібаксів», так що нічого дивного в цьому немає. Втім, і сучасні i7 живуть у ньому ж, так що є пристроями обмеженого попиту: для найвибагливіших покупців (поява Core i9 цього року трохи змінила диспозицію, але що зовсім небагато). І вже перші моделі сімейства отримали формулу "чотири ядра - вісім потоків - 8 МіБ кеш-пам'яті третього рівня".

Пізніше вона була успадкована моделями для орієнтованої на масовий ринок LGA1156. Пізніше без змін перекочувала до LGA1155. Ще пізніше «відзначилася» в LGA1150 і навіть LGA1151, хоча від останньої спочатку багато користувачів очікували появи шестиядерних моделей процесорів. Але в першій версії платформи цього не відбулося — відповідні Core i7 та i5 з'явилися лише цього року в рамках восьмого покоління, з шостим і сьомим несумісного. На думку деяких наших читачів (яку ми частково поділяємо) — трохи пізно: могли б і раніше. Втім, претензія «добре, але мало» може бути застосована не тільки до продуктивності процесорів, а взагалі до будь-яких еволюційних змін на будь-якому ринку. Причина цього лежить не в технічній, а в психологічній площині, що далеко за сферу інтересів нашого сайту. Ось влаштувати тестування комп'ютерних систем різних поколіньдля визначення їхньої продуктивності та енергоспоживання (нехай, хоча б, на обмеженій вибірці завдань) ми можемо. Чим сьогодні й займемося.

Конфігурація тестових стендів

Процесор Intel Core i7-880 Intel Core i7-2700K Intel Core i7-3770K
Назва ядра Lynnfield Sandy Bridge Ivy Bridge
Технологія виробництва 45 нм 32 нм 22 нм
Частота ядра, ГГц 3,06/3,73 3,5/3,9 3,5/3,9
Кількість ядер/потоків 4/8 4/8 4/8
Кеш L1 (сум.), I/D, КБ 128/128 128/128 128/128
Кеш L2, КБ 4×256 4×256 4×256
Кеш L3, МіБ 8 8 8
Оперативна пам'ять 2×DDR3-1333 2×DDR3-1333 2×DDR3-1600
TDP, Вт 95 95 77

Відкривають наш парад-але три найбільш старі процесори — один для LGA1156 і два для LGA1155. Зауважимо, що перші дві моделі унікальні. Наприклад, Core i7-880 (з'явився в 2010 році - у другій хвилі пристроїв для даної платформи) був самим дорогим процесороміз усіх учасників сьогоднішнього тестування: його рекомендована ціна становила $562. Надалі стільки не коштував жоден настільний чотириядерний Core i7. А чотириядерні процесори сімейства Sandy Bridge (як і в попередньому випадку у нас тут представник другої хвилі, а не "стартовий" i7-2600K) - єдині зі всіх моделей для LGA115х, які використовують припій як термоінтерфейс. У принципі, його застосування тоді ніхто не помітив, так само як і ранніх переходів з припою на пасту і назад теж: це пізніше термоінтерфейс у вузьких, але галасливих колах почали наділяти воістину чарівними властивостями. Десь починаючи з Core i7-3770K якраз (середина 2012 року), після чого шум не вщухав.

Процесор Intel Core i7-4790K Intel Core i7-5775C
Назва ядра Haswell Broadwell
Технологія виробництва 22 нм 14 нм
Частота ядра std/max, ГГц 4,0/4,4 3,3/3,7
Кількість ядер/потоків 4/8 4/8
Кеш L1 (сум.), I/D, КБ 128/128 128/128
Кеш L2, КБ 4×256 4×256
Кеш L3 (L4), МіБ 8 6 (128)
Оперативна пам'ять 2×DDR3-1600 2×DDR3-1600
TDP, Вт 88 65

Кого нам сьогодні буде дещо не вистачати, то це оригінального Haswell у вигляді i7-4770K. У результаті 2013 ми пропускаємо і переходимо відразу в 2014-й: формально 4790K - це вже Haswell Refresh. Деякі тоді вже чекали на Broadwell, але компанія випустила процесори цього сімейства виключно на ринок планшетів і ноутбуків: де вони були найбільш затребувані. А з настільними планами кілька разів змінювалися, але в 2015 році пара процесорів (плюс три Xeon) на ринку з'явилися. Дуже специфічні: подібно до Haswell і Haswell Refresh встановлювалися в роз'єм LGA1150, але сумісні були лише з парою чіпсетів 2014 року, а головне — виявилися єдиними «сокетними» моделями з чотирирівневою кеш-пам'яттю. Формально для потреб графічного ядра, хоча на практиці L4 використовувати можуть всі програми. Подібні процесори були і раніше, і пізніше - але тільки в BGA-виконанні (тобто припаювалися безпосередньо до системної плати). Ці по-своєму унікальні. Ентузіастів, природно, не надихнули через низькі тактові частоти і обмежену «розганяльність», але ми перевіримо: як ця «бічна втеча» співвідноситься з основною лінійкою в сучасному ПЗ.

Процесор Intel Core i7-6700K Intel Core i7-7700K Intel Core i7-8700K
Назва ядра Skylake Kaby Lake Coffee Lake
Технологія виробництва 14 нм 14 нм 14 нм
Частота ядра, ГГц 4,0/4,2 4,2/4,5 3,7/4,7
Кількість ядер/потоків 4/8 4/8 6/12
Кеш L1 (сум.), I/D, КБ 128/128 128/128 192/192
Кеш L2, КБ 4×256 4×256 6×256
Кеш L3, МіБ 8 8 12
Оперативна пам'ять 2×DDR3-1600 / 2×DDR4-2133 2×DDR3-1600 / 2×DDR4-2400 2×DDR4-2666
TDP, Вт 91 91 95

І найбільш "свіжа" трійка процесорів, що формально використовує один і той же сокет LGA1151, але в двох його несумісних один з одним версіях. Втім, про нелегкий шлях шестиядерних процесорів масової лінійки на ринок ми писали нещодавно: коли їх вперше і тестували. Тож повторюватися не будемо. Зауважимо лише, що i7-8700K ми протестували заново: використовуючи вже не попередній, а «релізний» екземпляр, та ще й встановивши його на «нормальну» плату з налагодженою прошивкою. Результати змінилися незначно, але у кількох програмах стали дещо адекватнішими.

Процесор Intel Core i3-7350K Intel Core i5-7600K Intel Core i5-8400
Назва ядра Kaby Lake Kaby Lake Coffee Lake
Технологія виробництва 14 нм 14 нм 14 нм
Частота ядра, ГГц 4,2 3,8/4,2 2,8/4,0
Кількість ядер/потоків 2/4 4/4 6/6
Кеш L1 (сум.), I/D, КБ 64/64 128/128 192/192
Кеш L2, КБ 2×256 4×256 6×256
Кеш L3, МіБ 4 6 9
Оперативна пам'ять 2×DDR4-2400 2×DDR4-2400 2×DDR4-2666
TDP, Вт 60 91 65

З ким порівняти результати? Як нам здається, потрібно в обов'язковому порядку взяти пару найшвидших сучасних дво- і чотириядерних процесора лінійок Core i3 і Core i5, благо вже протестовані, та й цікаво подивитися, кого зі стареньких вони наздоженуть і де (і чи наздоженуть). Крім того, нам вдалося дістати і зовсім новий шестиядерний Core i5-8400, тому скористалися можливістю протестувати і його.

Процесор AMD FX-8350 AMD Ryzen 5 1400 AMD Ryzen 5 1600
Назва ядра Vishera Ryzen Ryzen
Технологія виробництва 32 нм 14 нм 14 нм
Частота ядра, ГГц 4,0/4,2 3,2/3,4 3,2/3,6
Кількість ядер/потоків 4/8 4/8 6/12
Кеш L1 (сум.), I/D, КБ 256/128 256/128 384/192
Кеш L2, КБ 4×2048 4×512 6×512
Кеш L3, МіБ 8 8 16
Оперативна пам'ять 2×DDR3-1866 2×DDR4-2666 2×DDR4-2666
TDP, Вт 125 65 65

Без процесорів AMD обійтися не можна, та й нема чого. Включаючи і «історичний» FX-8350, є ровесником Core i7-3770K. Вболівальники цієї лінійки завжди стверджували, що він не тільки дешевший, а й взагалі кращий — просто готувати його мало хто вміє. А от якщо скористатися «правильними програмами», то одразу всіх обжене. Ми з цього року якраз на прохання трудящихпереробили методику тестування у бік «суворого багатопотоку», тож є привід перевірити цю гіпотезу — однаково історичне тестування. А сучасних моделей буде потрібно як мінімум дві. Нам би дуже підійшов Ryzen 5 1500, дуже схожий на старі Core i7, але його не тестували. Ryzen 5 1400 формально теж підходить... але фактично у цієї моделі (і у сучасних Ryzen 3) разом із уполовинюванням кеш-пам'яті постраждали і зв'язки між ССХ. Тому довелося взяти ще й Ryzen 5 1600, де цієї проблеми немає — внаслідок чого й обганяє 1400 найчастіше більш ніж у півтора рази. Та й пара шестиядерних процесорів Intel у сьогоднішньому тестуванні теж є. Інші явно надто повільні для порівняння з цим недорогим процесором, та й добре. нехай домінує.

Методика тестування

Методика. Тут же коротко нагадаємо, що базується вона на наступних чотирьох китах:

  • Методика вимірювання енергоспоживання під час тестування процесорів
  • Методика моніторингу потужності, температури та завантаження процесора в процесі тестування
  • Методика вимірювання продуктивності в іграх зразка 2017 року

Докладні результати всіх тестів доступні у вигляді повної таблиці з результатами (у форматі Microsoft Excel 97-2003). Саме в статтях ми використовуємо вже оброблені дані. Особливо це стосується тестів додатків, де все нормується щодо референсної системи (AMD FX-8350 з 16 ГБ пам'яті, відеокартою GeForce GTX 1070 та SSD Corsair Force (LE 960 ГБ) і групується за сферами застосування комп'ютера.

iXBT Application Benchmark 2017

У принципі, твердження шанувальників AMD про те, що в «суворому багатопотоці» FX були не такі вже й погані, якщо розглядати тільки продуктивність, підстави мають: як бачимо, 8350 в принципі міг на рівних конкурувати з Core i7 того ж року випуску. Втім, тут він і на тлі молодших Ryzen непогано виглядає, а між цими двома сімействами практично нічого компанією для цього сегмента ринку не випускалося. У Intel спостерігається рівномірна така лінійка, що дозволила і в рамках «чотирьохядерної» концепції подвоїти продуктивність. Хоча ядра тут мають величезне значення — найкращий двоядерник 2017 року все одно не наздогнав чотириядерний Core «попереднього» покоління (нагадаємо, що так воно офіційно і називається досі у матеріалах компанії, чітко відокремлюючись від пронумерованих, починаючи від другого). І шестиядерні моделі хороші – причому всі. Тож закиди Intel у тому, що компанія надто затримала їхній вихід на ринок, можна вважати певною мірою справедливими.

Вся відмінність від попередньої групи — код тут не такий примітивний, тож, крім ядер, потоків та гігагерців, важливі й архітектурні особливостівиконують його процесорів. Хоча загальний підсумок для продукції Intel «навскидку» цілком можна порівняти: як і раніше дворазова різниця між 880 і 7700K, як і раніше, i5-8400 поступається лише останньому, як і раніше, i3-7350K не наздогнав нікого. І сталося це за ті самі сім років. Можна вважати, що і вісім - все-таки LGA1156 на ринок вийшла восени 2009 року, а Core i7-880 від 860 і 870, що з'явилися в першій хвилі, відрізнявся лише частотами, та й то небагато.

Варто лише трохи «послабити» утилізацію багатопоточності, так одразу покращується становище нових процесорів — нехай і слабших кількісно. Проте традиційні «два кінці» за інших (щодо) рівних порівняння «попереднього» та «сьомого» поколінь Core нам дає. Хоча неважко помітити, що на «революційні» максимально тягнуть «друге» і... «восьме». Але це більш ніж зрозуміло: останнє збільшило кількість ядер, а в другому радикально змінилася мікроархітектура і техпроцес, причому одночасно.

Як ми вже знаємо, дещо «чудить» Adobe Photoshop(Погана новина - в останній на даний момент версії пакета проблема не виправлена; дуже погана новина - тепер вона і для нових Core i3 буде актуальна), так що процесори без HT не розглядаємо. А ось у наших основних героїв підтримка даної технології є, тож їм усім ніхто не заважає нормально працювати. У результаті в цілому стан справ схожий на інші групи, але є нюанс: найшвидшим процесором для LGA1150 виявився не має високу частоту i7-4790K, а i7-5775C. Що ж, подекуди інтенсивні методи збільшення продуктивності дуже ефективні. Шкода, що не завжди: частотою працювати простіше. І дешевше: не потрібен додатковий кристал eDRAM, який ще треба якось розмістити на одній підкладці з «основним».

Кількість ядер як «драйвер» збільшення продуктивності теж підходить більше, ніж частота навіть. Хоча в нашому першому тестуванні Core i7-8700K виглядав гірше, але пов'язано це було з результатами того ж Adobe Photoshop: вони виявилися практично такими, що і для i7-7700K. Перехід на «релізні» процесор і плату проблему в даному випадку вирішив: продуктивність виявилася аналогічною до інших шестиядерних процесорів Intel. З відповідним поліпшенням загального результату групи. Поведінка інших програм не змінилося - вони і раніше позитивно ставилися до збільшення кількості підтримуваних потоків обчислення за збереження аналогічного рівня такої частоти.

Тим більше, що іноді «вирішує» лише вона, та кількість потоків обчислення. Здебільшого, звичайно, нюанси і тут певні є, але проти брухту немає прийому». Вся революційна архітектура Ryzen, наприклад, дозволила 1400 лише демонструвати продуктивність на рівні FX-8350 або Core i7-3770K, що вийшли на ринок в 2012 році. З урахуванням того, що в нього частота нижча за обох, та й взагалі це спеціальна бюджетна модель, що фактично використовує лише половину напівпровідникового кристала, не так вже й погано. Але піетету не викликає. Особливо на тлі іншого (і теж недорогого) представника лінійки Ryzen 5, який з легкістю і помітно випередив будь-які чотириядерні Core i7 будь-якого року виробництва:)

Хоча ми й відмовилися від однопоточного тесту розпакування, цю програму, як і раніше, не вдається вважати занадто вже «жадібною» до ядер та їх частоти. Зрозуміло, чому тут дуже важлива продуктивність системи пам'яті, так що Core i7-5775C зумів обігнати тільки i7-8700K, та й то менше, ніж на 10%. Шкода, що немає поки що продуктів, де L4 поєднується з шістьма ядрами та пам'яттю з високою ПСП: такий процесор «без вузьких місць» у подібних завданнях міг би явити диво. Теоретично, принаймні, очевидно, що в настільних комп'ютерах ми нічого подібного найближчим часом не побачимо точно.

Характерно, що це відгалуження від «магістральної лінії» настільних процесорів демонструє (досі!) високі результати у цій групі програм. Втім, об'єднує їх переважно цільове призначення, а чи не обрані програмістами способи оптимізації. Але й останні не ігноруються — на відміну від деяких більш «примітивних» завдань типу кодування відео.

До чого приходимо зрештою? Ефект «еволюційного розвитку» дещо зменшився: Core i7-7700K обганяє i7-880 менш ніж у два рази, а його перевага над i7-2700K лише півтораразова. Загалом — непогано: це досягнуто інтенсивними засобами в порівнянних «кількісних» умовах, тобто поширене практично на будь-яке ПЗ. Однак стосовно інтересів найбільш вимогливих користувачів — мало. Особливо якщо порівнювати прирости на кожному щорічному кроці, додавши ще Core i7-4770K (чому ми й жалкували, що цього процесора не знайшлося).

При цьому можливість різко наростити продуктивність хоча б у багатопотоковому програмному забезпеченні (а такого серед ресурсомістких програм давно вже чимало) у компанії була давно. Та й реалізовувалась також — але в рамках зовсім інших платформ зі своїми особливостями. Недаремно шестиядерні моделі під LGA115x багато хто чекав ще з 2014 року... А ось від AMD багато хто в ті роки вже ніяких проривів не чекав — тим більш значними виявилися вже перші тести Ryzen. Не дивно - як бачимо, навіть недорогий Ryzen 5 1600 може конкурувати за продуктивністю з Core i7-7700K, який лише кілька місяців тому був найшвидшим процесором для LGA1151. Теперподібний рівень продуктивності цілком доступний і Core i5, але краще б це сталося раніше:) Принаймні, приводів для претензій було б менше.

Енергоспоживання та енергоефективність

Втім, ця діаграма вкотре демонструє — чому продуктивність масових центральних процесорів у другому десятилітті XXI століття зростала значно меншими темпами, ніж у першому: у разі весь розвиток відбувався і натомість «невбільшення» енергоспоживання. По можливості навіть зменшення. Вдалося архітектурними або будь-якими методами знизити — користувачі мобільних і компактних систем (яких давно вже продається набагато більше, ніж «типових настільних») будуть задоволені. Та й на десктопному ринку невеликий крок вперед, оскільки можна частоти ще трохи підкрутити, що Core i7-4790K було свого часу зроблено, а потім закріпилося і в «звичайних» Core i7, і навіть в Core i5.

Особливо це видно по оцінці енергоспоживання власне процесорів (на жаль, для LGA1155 виміряти його окремо від платформи простими засобаминеможливо). Заодно стає зрозумілим — чому компанія не потребує якось змінювати вимоги до охолодження процесорів у рамках лінійки LGA115х. Також і чому все більше Велика кількістьпродуктів (формально) настільному асортименті починає вкладатися в традиційні для ноутбучних процесорів теплопакети: це само собою відбувається без якихось зусиль. В принципі, можна було б взагалі встановити всім чотириядерним процесорам під LGA1151 TDP = 65 Вт і не мучитися:) Просто для т.н. Оверклокерських процесорів компанія вважає за потрібне посилити вимоги до системи охолодження, оскільки є невелика (але і ненульова) ймовірність того, що покупець комп'ютера з таким буде його розганяти і всякими тестами стабільності користуватися. А масові продукти таких побоювань не викликають, та й спочатку економічніші. Навіть шестиядерні, хоча енергоспоживання старшого i7-8700K і зросло, але лише до рівня процесорів для LGA1150. У штатному режимі, зрозуміло - при розгоні можна і в 2010 повернутися ненароком:)

Але, при цьому, сучасні економічні процесори зовсім не обов'язково повільні — це три-п'ять років тому продуктивність «енергоефективних» моделей на тлі топових у лінійці часто хотіла кращого, оскільки їм доводилося занадто знижувати частоту, а то й кількість ядер зменшувати. Тому загалом і загалом «енергоефективність» підвищувалася значно більшими темпами, ніж чиста продуктивність: тут уже при порівнянні Core i7-7700K та i7-880 не двічі, а всі два з половиною. Втім... перший «великий стрибок» і відразу в півтора рази припав на впровадження LGA1155, тому не дивно, що претензії до подальшої еволюції платформи лунали і з цього напряму.

iXBT Game Benchmark 2017

Найбільший інтерес являють собою, зрозуміло, результати найстаріших процесорів, типу Core i7-880 та i7-2700K. На жаль, з першим з них нічого путнього не вийшло: мабуть, питання сумісності нових відеокарт з платформою кінця минулого десятиліття ніхто з виробників GPU серйозно не займався. Та й зрозуміло чому: багато LGA1156 взагалі пропустили, або вже встигли з неї мігрувати на інші рішення за стільки років. А з Core i7-2700K інша проблема: його продуктивності (нагадаємо — у штатному режимі) досі досить, щоб працювати на рівні нових Core i7. Загалом, така ось неубиваемая легенда: яку (разом зі старшими Core i5 для LGA1155) спочатку хорошим ігровим процесоромробила висока однопоточна продуктивність (у ті роки Intel сильно «затискала» Core i3 і Pentium за частотою), а потім почали більш-менш ефективно утилізуватися всі вісім підтримуваних потоків обчислення. Хоча того ж рівня продуктивності в іграх нерідко досягають вже і більш «прості» рішення для нових платформ, але іноді виникає відчуття, що пов'язано це не тільки і не стільки з продуктивністю «в чистому вигляді». Тому тим, кого результати в іграх якоюсь мірою цікавлять, ми рекомендуємо ознайомитись з ними за допомогою повної таблиці, а тут ми наведемо лише пару найцікавіших та показових діаграм.

Ось, наприклад, Far Cry Primal. Відразу відкидаємо результати Core i7-880: очевидна некоректна роботавідеокарти на GTX 1070 із цією платформою. Можливо, до речі, це поширене і на LGA1155, хоча в цілому частоту кадрів тут низькою не назвеш: на практиці достатньо. Але явно нижче, ніж це могло бути. І LGA1151 теж якось не блищить, а найкращою платформою виглядає LGA1150. Тепер згадуємо, що модифікована версія двигуна Dunia Engine 2 (тут він якраз і використовується) розроблялася між 2013 та 2014 роком, так що могли якраз і просто дооптимізуватися. Непрямим підтвердженням чого є і невисока (щодо очікуваної) частота кадрів на Ryzen 5: є відчуття, що має бути більше,і все тут.

А ось ігри на движку EGO 4.0 почали з'являтися з 2015 року - і тут ми вже таких артефактів не спостерігаємо. За винятком Core i7-880, який вкотре потішив «гальмами», але це непогано корелює і з іншими іграми. А найкраще виглядають не просто багатоядерні процесори, але й випущені починаючи з 2015 року, тобто платформи LGA1151 та AM4. Повна протилежність попередньому випадку, хоча загалом обидві гри випущено у 2016 році. І обидві в рамках однієї родини процесорів завжди «голосують» за ту модель, у якій обчислювальних ядер більше. Але в рамках одного- Різні (тим більше, суттєво різні архітектурно) з їх допомогою потрібно порівнювати дуже обережно. Якщо хочеться порівнювати, звичайно: загалом в обидві (та й не тільки в них) на системі з процесором п'ятирічної давності та «хорошою» відеокартою можна пограти з куди більшим комфортом, ніж за будь-якого процесора, але на бюджетній відеокарті доларів за 200 .Загалом, зростають у ігор вимоги до процесорів чи ні, а ігровий комп'ютерпотрібно збирати "від відеокарти". Втім, було б дивно, якби змінилися щось у цій індустрії — особливо з огляду на те, що продуктивність відеокарт за минулі вісім років зовсім не вдвічі зросла і навіть не в три;)

Разом

Власне, все, що нам хотілося зробити, — порівняти відразу кілька процесорів різних років під час роботи з сучасним. програмним забезпеченням. Тим більше, деякі характеристики старших моделей Core i7 за цей час практично не змінилися, особливо якщо брати інтервал із зими 2011-го до аналогічного періоду 2017 року. Але продуктивність при цьому зростала — повільно, але трохи більше, ніж обговорювані «5% на рік». А з огляду на те, що кожен рік комп'ютери нормальний користувач не купує, а орієнтується зазвичай на 3-5 років — за такий період «набігало» і в продуктивності, і в економічності, і в функціональності платформи. Але могло б бути краще. При цьому добре видно деякі «слабкі місця»: наприклад, збільшення тактової частоти у 2014 році не дозволило досягти суттєво більш високої продуктивності ні 2015-го, ні навіть на початку 2017-го. Від LGA1155 «відірватися» вдалося помітно (у міру оптимізації ПЗ під процесори починаючи з Haswell — на старті результати були скромнішими), і все. А потім (раптово) 30% продуктивності, чого не було давно. Загалом, з історичної точки зору, більш плавна реалізація даного процесу виглядала б краще. Але що було, те вже було.

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 дратовано 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 умовахпроцесори з такою самою, як і кілька років тому, кількістю обчислювальних ядер взагалі - доля недалекоглядних дилетантів, тому що в них немає необхідного зачеплення 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 Intelпривчила 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 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 застосовуватись 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 чипі, розрахована одночасно на всі класи застосувань: на 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 сума всіх 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, що розділяється L3-кешем і контролером 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 використовується 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 зажадала 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 здатністькеш-пам'яті першого рівня під час читання.

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 лише оновлена ​​мікроархітектура, а й збільшені на 10-15 відсотків тактові частоти, а також впровадження агресивнішої 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 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 модельному рядуі 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 Intelприйняла рішення відмовитися від використання при фінальному складанні 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'явилися 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 з впровадженням наступного технологічного процесу з 14-нм нормами у Intel стали виникати різні 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. У рамках цього оновлення Intelспромоглася помітно збільшити тактові частоти 22-нм CPU, що дійсно 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 частот вимагало складного «скальпування» - демонтажу процесорної кришки з наступною заміною штатного термоінтерфейсу будь-яким матеріалом із кращою теплопровідністю.

Через складнощі, які переслідували Intel при переведенні 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'ять четвертого рівня, що базується на eDRAM.

Сенс додавання до процесора окремого чіпашвидкої 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 у 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 відбулася 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 глибшого 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 достатньо глибоку оптимізаціювихідної архітектури Core, з таким розрахунком, щоб у дизайні процесора не залишалося жодних вузьких місць. З одного боку, рахунок збільшення потужності декодера (з 4 до 5 мікрооперацій за такт) і швидкості роботи кешу мікрооперацій (з 4 до 6 мікрооперацій за такт) істотно збільшився темп декодування інструкцій. А з іншого - зросла ефективність обробки мікрооперацій, що виходять, чому посприяло 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 по два порти для виконання множень і FMA-операцій над речовими числами, але тільки один порт призначався до 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 високому рівні. Так, у Skylake вдвічі зросла пропускна спроможність кільцевої шинищо 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 зміниу продуктивності відразу - 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 родинні 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 підріс 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, тому 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 пристроюобчислювальних ядер, які мають збільшений до 12 Мбайт L3-кеш (за стандартним принципом 2 Мбайт на ядро) і 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 Intelвдалося 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 Intelтак і не змогла помітно збільшити тактові частоти. Незважаючи на те, що двічі змінювався технологічний виробничий процес і двічі серйозно оптимізувалася мікроархітектура, сьогодні 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 ж 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 зростання швидкості сумісної пам'яті, відзначити хочеться і поява підтримки графічного інтерфейсу PCI Express 3.0 Здається, що швидкісна пам'ять та швидка графічна шина поряд з прогресом у частотах та архітектурах процесорів виступають вагомими причинами того, що сучасні системистали 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 в порівнянні 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 чуйністьта більш високу швидкість читання та запису. 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 лише про суттєве збільшення числа ліній PCI Express, що забезпечує наявність на платах кількох додаткових слотів PCIe, що заміняють звичайні PCI. Принагідно в сьогоднішніх чіпсетах є також і вроджена підтримка портів USB 3.0, а багато сучасних материнських плат забезпечуються і портами USB 3.1 Gen2.

Численних жителів технологічних форумів з усього інтернету здивувати непросто. Коли компанія Intel нещодавно випустила 6-ядерні процесори Core 8-го покоління, багатьох це не вразило. На їхню думку, Intel пропонує трохи перероблені старі продукти в новій обкладинці.

Можливо, нові процесори і стали похідними від попередніх, але це не применшує їх переваг. Відмінностей достатньо, внаслідок чого багато оглядачів називають їх гідними переходу з чіпів минулого покоління. В останні роки таке трапляється нечасто. На підтримку такої точки зору нижче буде наведено результати тестів.

Що являють собою Intel Core 8-го покоління?

Як завжди, розібратися в продуктах Intel дуже складно. Спершу з'явилися Core i7 Coffee Lake S 8-го покоління для настільних комп'ютерів. Потім вийшла Core i7 Kaby Lake R 8-го покоління для ультрапортативних ноутбуків. Чому їх не назвали Coffee Lake U, невідомо.

Тепер мова йде про 8-е покоління Core i7 Coffee Lake H для більших та ігрових ноутбуків. Їх можна вважати покращеним варіантом процесорів Skylake 6-го покоління, які з'явилися у ноутбуках ще у 2015 році.

З того часу інженери внесли чимало удосконалень. Наприклад, двигун обробки відео в Kaby Lake був значно покращений. Тактові частоти у порівнянні зі Skylake також зросли. Техпроцес 14 нм був остаточно доведений до розуму, заслуживши звання 14 ++.

MSI GS65 Stealth Thin RE

Як виконувалось тестування

У настільних комп'ютерах можна контролювати охолодження, енергоспоживання, обсяг пам'яті та дискового простору. У ноутбуках такої свободи немає, що помітно позначається на продуктивності. Одні ноутбуки можуть бути орієнтовані на максимальну швидкістьроботи, інші на максимальну тишу. Відіграє роль система охолодження, а від неї залежить розмір корпусу.

У даному випадку порівнюється ноутбук MSI GS65 Stealth Thin із 6-ядерним процесором із 17-дюймовим Lenovo Legion Y920. Останній працює на 4-ядерному Core i7-7820HK, це розблокований чіп із можливістю розгону.

Минуле покоління представляє Asus ROG Zephyrus GX501. Це 17-дюймовий ноутбук, дуже тонкий і працює на 4-ядерному процесорі Core i7-7700HQ.

6-ядерний Core i7-8750H в MSI GS65 Stealth Thin

Продуктивність

У всіх трьох ноутбуках використовуються різні графічні процесори. У Lenovo Legion Y920 це GeForce GTX 1070, Asus ROG Zephyrus GX501 має GeForce GTX 1080 Max-Q, у MSI GS65 Stealth Thin використовується GeForce GTX 1060.

Через цю нерівність графічної продуктивностіприділяється мало уваги. У разі акцент робиться на центральні процесори.

Цей бенчмарк створений на двигуні Maxon Cinema4D і воліє більше ядер. В результаті перехід від 4 до 6 ядер забезпечує досить великий приріст продуктивності. Подібні результати можна очікувати у всіх додатках із застосуванням 6 ядер або 12 потоків команд Core i7-8750H.

Розігнаний Core i7-7820HK відстає від Core i7-8750H

Щоправда, багатопоточність підтримують далеко не всі програми. З них деякі ефективні настільки, щоб показати наведені на графіку вище результати. Без тривимірної графіки, редагування відео та інших вимогливих завдань краще дивитися на однопотокову продуктивність процесорів для ноутбуків.

Саме так і було зроблено, оглядачі перевірили Cinebench R15 під час використання одного потоку команд. Результати вирівнялися, але новий процесор все одно лідирує. Навіть проти розігнаного Core i7-7820HK він має перевагу 7%. У порівнянні з Core i7-7700HQ у Asus ROG Zephyrus GX501 різниця складає 13%.

Лідерство за рахунок вищої частоти

Бенчмарк на основі рендерера Corona Photorealistic для Autodesk 3ds Max. Як Cinebench і більшість програм рендерингу, любить багато ядер. В результаті 6 ядер знову краще за 4.

Останній бенчмарк рендерингу вимірює час обробки одного кадру. Тут різниця не така значна. Можливо, річ у тривалості тестів. Cinebench та Corona тривають пару хвилин, Blender близько 10 хвилин.

Коли процесор у ноутбуці нагрівається, тактова частота починає знижуватись. Core i7-8750H має перевагу в числі ядер та тактовій частоті. При тривале використанняця перевага починає зменшуватися. З цієї причини номінальні частоти на Core i7-7820HK не вражають, тоді як у розгоні процесор значно ближче до Core i7-8750H.

Швидкість кодування

Використовувався файл MKV 30 Гб 1080p, HandBrake 9.9 та профіль Android Tablet. Тут процес займав близько 45 хвилин на 4-ядерному ноутбуці, тому різниця в частоті зведена до мінімуму. При тривалому навантаженні можна зрозуміти цінність додаткових ядер: новий процесор завершив кодування приблизно за 33 хвилини проти 46 хвилин Core i7-7700HQ.

Швидкість стиснення

Використовується внутрішній бенчмарк WinRAR. Перші результати однопотокові, тому вища частота Core i7-8750H дала йому перевагу. Щоправда, перевага невелика.

Однопоточна продуктивність

Core i7-7700HQ у Asus ROG Zephyrus GX501 виявив себе слабо, незважаючи на кілька спроб. Оскільки його продуктивність в інших тестах була на очікуваному рівні, винна може бути пам'ять. Asus використовує 16 Гб в одному слоті та 8 Гб в іншому, тому двоканальний режимможе бути задіяний який завжди. У WinRAR пропускна спроможність пам'яті відіграє важливу роль.

Багатопотокова продуктивність

Багатопотоковий режим показав очікувані результати. Перевага нового процесора відразу стала переважною, а Core i7-7700HQ показав нормальні результати.

Аналіз продуктивності

Отже, Core i7-8750H має більше ядер та більш високу тактову частоту. Було виконано повторне тестування Cinebench R15 з кількістю потоків від 1 до 12 на Core i7-8750H та від 1 до 8 на Core i7-7700HQ.

Результати не надто відповідають реальній різниці у продуктивності. На графіку нижче ця різниця показано наочно. Як бачимо, що більше потоків, то вище різниця, яка в результаті досягає 50%.

Coffee Lake H має ту ж архітектуру, що і Kaby Lake H, тому відмінність полягає лише у підвищених тактових частотах. Для більш детального аналізу Cinebench R15 знову запустили і збільшили кількість потоків. Тактова частота аналізувалась протягом деякого часу.

Core i7-8750H працює на вищих частотах при легких навантаженнях у порівнянні з Core i7-7700HQ. Чим правіше, тим сильніше нагріваються процесори, різниця зводиться до мінімуму.

Висновок

В останні роки жодних причин для зміни процесорів та ноутбуків не було. Наприклад, за наявності Core i7 5-го покоління було сенсу переходити на 6-е покоління. Різниця у продуктивності становила лише 6%-7%. Тепер це негаразд.

При переході з ноутбука на Core i7 7-го покоління на 8-е покоління при редагуванні відео, обробці графіки та інших важких завданнях стрибок продуктивності більш солідний. Це видно навіть при слабкому навантаженні, але особливо помітно за високого.

Звичайно, багатьом користувачам вистачає і те, що вони мають. Для Word і браузера багато не треба, тому потрібно розуміти, чи потрібна вам підвищена продуктивністьчи ні.

Отже Intel Core i7 це крутий процесор, бо позиціонується як найпотужніший проц для дому, тобто для звичайного домашнього комп'ютера. І коштує він звичайно недешево, я навіть сказав би дуже недешево. Так скільки ядер у i7? А ось тут не все так просто. Для звичайних компівяк правило, i7 це 4 ядра, але так як процесор підтримує технологію Hyper-threading, тобто також і потоки. У результаті 4 ядра або 8 потоків, але вінда потоки сприймає як ядра. Хоча в Windows 10, в диспетчері завдань на вкладці Продуктивність > ЦП, то там написано скільки ядер і скільки потоків.

Тобто зазвичай так воно і є, для стаціонарних комп'ютерів i7 це 4 ядра або 8 потоків. Так було й роки чотири тому і так лишилося й досі. Однак, є ще ноутбучні процесори, там вже може бути трохи інакше, а саме 2 ядра або 4 потоки, наприклад, модель i7-6500U. Ні, це не говорить про те, що це погані процесори, просто для цих процесорів головне не тільки продуктивність а й мінімальне споживання енергії (TDP), але вони ноутбучні. Ось не дивлячись на те, що модель i7-6500U це i7, але споживає він як для топової моделідуже мало, а саме 25 Ватт!

Але що означає буква U у назві процесорів Intel? Ця буква означає також, що і буква M, тобто моделі з такими буквами, це мобільні процесори. А значить не такі потужні як звичайні і набагато менше споживають енергії, адже це дуже важливо для ноутбуків.

Так що якщо у вас ноутбук, то дивіться, який там коштує процесор і потім шукайте в інтернеті скільки там ядер. Але найкраще нічого не шукати, а скористатися прогою CPU-Z, вона чітко показує і сама по собі крихітна. Про неї я писав ось, так що раджу все-таки глянути

Ось є ще моделі i7-5500U, i7-7500U, і ось там також йде 2 ядра або 4 потоки. Так що такі справи. У настільних варіантів, ну тобто у тих, що для ПК, то там начебто такого немає. Там стандартно 4 ядра чи 8 потоків.

Але ось я писав про 4 ядра, це все нормально, але ось як я і згадав, це все СТАНДАРТНО для 1155-го сокету, 1150-го, навіть у старенького сокету 1156 i7 теж має 4 ядра або 8 потоків. А ось у ноутах у гонитві за тим, щоб ноут довго працював без підзарядки і при цьому був більш-менш продуктивний, то ось там і пішли на такі жертви, прибрали два ядра. Ну а що робити те…

Ну так от, а наступний сокет, так би мовити, платформа нової ери, потужність нового формату, це сокет 2011-3 (або його перший варіант 2011). Цей сокет, це просто щось, там уже напевно не буде процесорів із двома ядрами, начебто немає навіть із чотирма ядрами (можу помилятися). 2011-3 це потужність процесорів із шести і більше ядер, це вже не жарти, потужність таких процесорів просто неймовірно крута. Власне ціна теж

Так що тут точно сказати навіть нічого, на 2011-3 сокеті або навіть просто на 2011, i7 часто йде саме на 6-ти ядрах, ну тобто ходові моделі мають 6 ядер або 12 потоків. Є й потужніші, але вони дорожчі і не всім по кишені. Модель Intel Core i7-6950X коштує більше штуки доларів, вірніше майже дві, ну так от і там 10 ядер або 20 потоків, здається що такої потужності вистачить на все життя.

Ну то що вам думати в результаті? Ну, тобто скільки ядер в i7? Чи можна відповісти на це питання просто? Можна, я зараз намагатимусь це зробити! Значить дивіться, якщо у вас сокет 1156, 1155, 1150, 1151, то там йде 4 ядра або 8 потоків максимум (начебто так). Якщо 2011/2011-3 сокет, то там йде від 6 ядер/12 потоків та вище. Якщо мобільний процесор, то потрібно дивитися характеристики, як правило, там i7 це 4 ядра/8 потоків або 2 ядра/4 потоки. Як я вже написав вище, якщо у вас стоїть i7 і вам потрібно дізнатися всю важливу інфу про нього, то раджу використовувати CPU-Z, можна ще спробувати Aida64, теж хороша прога, набагато більше інформації про залізо показує, не тільки про процесор.

Так що ось такі справи хлопці. До речі, я писав що 2011-3 це сокет нової ери продуктивності. Ну мені так здається. А ось сокет 1151, я про нього не написав, так ось це так би мовити продовження того, що ми маємо зараз, ну тобто сокету 1150. 1151 трохи буде потужнішим, а ціна майже одна і таже. Хоча, можливо, в майбутньому буде продовження і 1151 сокету…

До речі є ще сокет 1366 (начебто застарілий вже), ну так ось там є модель i7-970, вона має 6 ядер/12 потоків, теж крутий відсоток! Тобто модель, як і в сокеті 2011-3, але звичайно за продуктивністю програє. Але тут нічого немає дивовижного, адже спочатку був 1366, потім 2011 року, і потім уже з'явився на світ 2011-3. Наступний сокет напевно буде створений для неймовірно потужних процесорів… Навіть боюся уявити, що це буде за міць… Я ось зараз подумав, можливо вони взагалі як би не для дому призначені, а для якихось робочих станцій, серверів? Ну я маю на увазі сокет 2011-3… Я просто не знаю, хіба в найближчому майбутньому гри вимагатимуть 10 ядер? Ну, може й будуть, це просто мої так би мовити думки вголос…

Всі хлопці, на цьому вже все, сподіваюся, що все вам тут було зрозуміло. Успіхів вам і гарного настрою, покедова

17.11.2016